Laserschneiden Frankfurt

Ihre Vorteile

Kein Materialverzug

Konturengenauigkeit von ± 5 μm

Herstellung vom Prototyp bis zur Serienfertigung

Bearbeitung von gehärteten Oberflächen

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Kann Material wie Edelstahl rostfrei geschnitten werden?

Diese Frage kann bejaht werden. Beim Laserschneiden kann unter Ausschluss von Wasser und/oder Sauerstoff gearbeitet werden. Ergänzend kann auch beim Laserschneiden eine sauerstofffreie Umgebung durch die Verwendung von Prozessgasen (Stickstoff, Argon) erzeugt werden. Denn Rost entsteht durch einen Oxidationsprozess im Zusammenhang mit Sauerstoff. Wenn Sauerstoff mit Edelstahl in Berührung kommt, wird das im Material befindliche Eisen zu Eisen(II)- und Eisen(III)-oxid umgewandelt. Dieser Oxidationsprozess beschleunigt sich darüber hinaus, wenn Feuchtigkeit anwesend ist. Denn Rost ist eine wasserhaltige Eisenoxid-Verbindung. Die Rostbildung kann somit, wie oben erwähnt, während des Laserschneides vermieden werden.

Gibt es Vorteile vom Laserschneiden gegenüber Plasmaschneiden, wenn ja, welche?

Besonders bei der Verarbeitung von Metallen mit einer Materialstärke <10 mm und bis zu 10 m/min Schnittgeschwindigkeit, je nach Materialstärke, ist das Laserschneiden im Vorteil. Gegenüber dem Plasmaschneiden hat das Laserschneiden eine höhere Schneidqualität mit einer Genauigkeit ±0,010 mm. Diese kann sogar auf eine Genauigkeit von 0,005 mm reduziert werden, wenn die Materialstärke <0,100 mm ist. Dem Gegenüber hat das Plasmaschneiden seine Vorteile in der schnelleren Schnittgeschwindigkeit bis zu 8 m/min bei einer Metalldicke von >10 mm.

Welche Geometrien und Konturen sind mit dem Laserschneiden möglich?

Diese Frage hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab. Diese sind unter anderem das verwendete Material, die Materialstärke, die Laserleistung, die Pulsenergie und der Spotdurchmesser des Laserstrahls. Die CAD-Daten geben zunächst die zu schneidende Geometrie vor, die dann an die Maschine übergeben werden. Die kleinste schneidbare Geometrie sowie die Form beziehungsweise die Steilheit der Schnittkanten hängt auch vom Material, dem Laser und der Fokussierung ab. Als allgemeinen Anhaltspunkt für die kleinste Geometrie gilt hier das Aspektverhältnis von 1:25 (Materialstärke : Bohrdurchmesser). Beispielhaft kann in ein Edelstahlmaterial mit 1 mm Dicke eine 40µm (0,040 mm) Bohrung umgesetzt werden.

Was ist Laserschneiden?

Unter diesem Begriff des Laserschneidens ist das Teilen beziehungsweise Schneiden von diversen Feststoffen mit Hilfe kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahlung zu verstehen. Diese Feststoffe können Stahl, Kunststoffe, Buntmetalle, Glas etc. sein. Dabei sind bei der Bearbeitung der verschiedenen Materialien die Parameter der Laserstrahlung jeweils individuell anzupassen. Diese sind die Wellenlänge, die mittlere Leistung, die Pulsenergie und die Pulsdauer der Applikation..

Wie stark muss der Laser beim Laserschneiden von Metall sein?

Dazu ist die eingetragene Energie pro Fläche und Zeit relevant. Die Energie muss so groß sein, dass zum einen das Material im Fokus schmilzt oder zum anderen je nach Schneideverfahren, auch verdampft. Die Laserleistung ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie Materialstärke, Pulsdauer und Spotdurchmesser des Laserstrahls. Es kommen Laser mit Leistungen von 20 Watt bis 10 Kilowatt zum Einsatz.

Welche Materialien sind ungeeignet für das Laserschneiden?

Zunächst muss der zum Material passende Laser ausgesucht werden. Dabei muss die Wellenlänge des Lasers vom zu schneidenden Material absorbiert werden können. Die diversen Materialien können nicht per se von jedem Laser geschnitten werden. Besondere Vorsicht ist bei der Freisetzung von gesundheitsschädlichen Stoffen während des Laserschneidens geboten. Zu diesen sind unter anderem folgende Materialien zu nennen: PCV (Polyvinylchloride), Kupferberyllium, Chrom VI-haltige Verbindungen, halogenierte Verbindungen wie Flammschutzmittel, Kobalt, Mangan, Nickel und Blei.

Welche Materialien und Materialstärken sind für das Laserschneiden geeignet?

Wichtig bei der Auswahl des passenden Lasers zum entsprechenden Material ist die Wellenlänge des Lasers. Diese muss von dem zu schneidenden Material absorbiert werden können. Beim Schneiden von Metallen liegt die Wellenlänge meist bei 1 µm (z.B. Nd:YAG 1064 nm). Vor allem bei Buntmetallen wie Kupfer kann auch mit frequenzverdoppelten Lasern (z. B. 532 nm für frequenzverdoppelten Nd:YAG) geschnitten werden. CO2-Laser (z. B. 10,6 µm Wellenlänge) oder UV-Laser kommen beim Bearbeiten von Kunststoffen zum Einsatz.

Laser haben noch andere Einsatzmöglichkeiten wie das Bearbeiten von Glas, Holz, Keramik, Papier, Textilien oder Lebensmittel. Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) mit Pulsdauern im ns- oder fs-Bereich werden bei Materialien mit sehr geringer Absorption oder bei sehr extremen Anforderungen wie schmelzfreie Bearbeitung eingesetzt. Ausschlaggebend für die zu bearbeitenden Materialstärke sind die Laserparameter wie Wellenlänge, mittlere Leistung, Pulsenergie, Pulsdauer und Spotdurchmesser.

Welche Schnittgeschwindigkeit ist beim Laserschneiden möglich?

Die Schnittgeschwindigkeiten reichen je nach Material und dessen Dicke von wenigen mm/min bis zu einigen m/min. Relevant ist die gewünschte Schnittqualität. Glatte Wandungen und scharfe Kanten/Konturen zeichnen eine optimale Schnittqualität aus. Diese ist über die Einstellung der Laserparameter wie Wellenlänge, mittlere Leistung, Pulsenergie und Pulsdauer zu regeln. Eine angepasste/verminderte Schnittgeschwindigkeit verbessert die Präzession in der Schnittqualität.

Worauf sollte beim Laserschneiden von Stahl geachtet werden?

Zunächst muss die Laseranlage die Sicherheitsvorschriften nach EN 60825-ff erfüllen. Die Bedienung dieser Anlage darf nur durch geschultes Fachpersonal erfolgen, die im Rahmen eine Schulung auf die Gefahren der Laserstrahlung unterwiesen wurden. Auch hier ist auf den spezifischen Arbeitsschutz im Umgang mit Laserstrahlung zu achten. Das zum Einsatz kommende Material sollte zum einen genormt sein und zum anderen sollte die Zusammensetzung des Materials bekannt sein. Zum Einsatz sollte grundsätzlich nur hochwertiges Material mit gleichmäßiger Körnung kommen. Darüber hinaus sollte es nicht verbogen noch verkratzt sein.