Laserschneiden

Wir laserschneiden in Mikrodimensionen 

Mit einer Bearbeitungsfläche von 600 x 800 mm können wir mit unseren hochleistungsfähigen Nd-YAG-Lasern extrem fein laserschneiden. Unsere mikroexakte und hochfokussierte Laserbearbeitung führt zu vorbildlicher Materialschonung, die für geringsten Verzug, minimale Veränderung der Materialeigenschaften und optimale Kantenbeschaffenheit steht.

 

Materialauswahl zum Laserschneiden

Standardmäßig können alle Metalle und Metalllegierungen, sowie Metall-Verbundstoffen ab einer Stärke von 0,010 bis 1,5mm verarbeitet werden. Beim Laserschneiden von sehr dünnen Materialien in Stärken von 0,010–0,020 mm empfehlen wir den Einsatz einer Vorrichtung. Die Vorrichtung kann von uns im Hause gebaut werden. 

Ihre Vorteile

Kein Materialverzug

Konturengenauigkeit von ± 5 μm

Herstellung vom Prototyp bis zur Serienfertigung

Bearbeitung von gehärteten Oberflächen

Welche Materialien und Materialstärken können wir verarbeiten?

Die in der Tabelle aufgeführten Materialen können wir standardmäßig verarbeiten. Sondermaterialien sind auf Anfrage möglich. Außerdem können Edelstahlmaterialien mit besonderen Materialeigenschaften, z.B. erhöhte Zugfestigkeiten oder erhöhte Feinkörnigkeit, geliefert werden.

MaterialBlechdicke von (mm)Blechdicke bis (mm)
Edelstahl                      0,010                                     2,0
Weißblech0,0102,0
Aluminium AlMg30,0102,0
Alu eloxiert0,0102,0
Kupfer Cu0,0100,8
Kupfer/Zinn CuSn0,0100,8
E-Kupfer0,0100,6
Messing CuZn0,0101,0
Nickel0,11,0
Silber0,10,8
Neusilber0,11,0
Titan0,12,0
Tantal0,11,0
Gold Au0,20,8
Invar0,0502,0

Welche Stähle haben wir auf Lager lieferbar?

LaserJob hält ein umfangreiches Lager an Edelstählen für Sie bereit, um den Anforderungen unserer Kunden im Hinblick auf Qualität und schnelle Lieferung gerecht zu werden. Materialprüfzeugnisse sind auf Anfrage lieferbar.

Edelstähle sind in folgenden Materialstärken lieferbar, siehe Tabelle. Wenn nicht anders angegeben, so sind sie in 0,01mm (10µm) Schritten lieferbar.


MaterialBlechdicke von (mm)Blechdicke bis (mm)
1.0338                          0,10 in 50µm Schritten                                                    1,0
1.12740,03 in 50µm Schritten1,0
1.40160,50 in 500µm Schritten  2,5
1.40310,10 0,8 +1,5
1.40341,00 in 100µm Schritten2,0
1.43010,022,0
1.43100,01 in 5µm Schritten1,0
1,02,0
1.44040,10,5
1.45711,0 + 1,5--

Welche Größen können wir verarbeiten?

Wir können Teile mit einer Bearbeitungsfläche von maximal 600 x 800mm verarbeiten.


Welche Toleranzen garantieren wir?

Wir garantieren eine Konturgenauigkeit von

  • ±5 µm bis 50 µm Materialstärke
  • ±10 µm bis 100 µm Materialstärke
  • ±20 µm bis 600 µm Materialstärke
  • ±50 µm bis >600 µm Materialstärke

Eine Positionsgenauigkeit von ±10 µm. Zusätzlich bieten wir die Möglichkeit die Teile zu vermessen und diese in einem Erstmusterprüfbericht, einem CoC-Zertifikat oder Prüfprotokoll zu dokumentieren.


Welche Nachbearbeitungsschritte bieten wir?

Durch die besondere Schneidqualität ist LaserJob in der Lage, die gefertigten Teile gratarm bzw. gratfrei zu liefern. Sind besondere Anforderungen gegeben, so besteht die Möglichkeit eines Nachbearbeitungsverfahrens in Form von:

Bürsten
dazu wird mit einem CNC- gesteuerten Bürstverfahren der Schneidgrat auf der Laseraustrittsseite entfernt. Dabei fährt der Bürstkopf mäanderförmig in allen vier Richtungen über die Fläche. 

Polieren bzw. Handentgratung  (Schleifen)
sind die Teile sehr filigran und unter einer Materialstärke von 0,2mm, empfehlen wir die Teile von Hand zu entgraten. 

Gleitschleifen (Trovalisieren)
mit einem Fassungsvermögen von 5 bzw. 10 ltr/Trommel können Teile ab einer Materialstärke von 0,5mm und einer maximalen Größe von 50x50mm bearbeitet werden.


Kann Material wie Edelstahl rostfrei geschnitten werden?

Rost auf Edelstahl kann nur entstehen, wenn Sauerstoff auf das Edelstahlmaterial einwirkt. Diesen Vorgang nennt man Oxidationsprozess. Dabei wandelt sich das Eisen zu Eisen(II)-oxid und Eisen(III)-oxid um. Unter Feuchte wird dieser Prozess zusätzlich beschleunigt. Rost ist ein wasserhaltiges Oxid des Eisens. Da beim Laserschneiden unter Abwesenheit von Wasser und/oder Sauerstoff gearbeitet werden kann, kann auch während des Prozesses die Rostbildung vermieden werden. In vielen Fällen wird unter sauerstofffreier Atmosphäre geschnitten und Prozessgas verwendet (Stickstoff, Argon). Ja, Edelstahl kann rostfrei geschnitten werden.

Welche Geometrien und Konturen sind mit dem Laserschneiden möglich?

Welche Geometrie und Kontur mit dem Laserschneiden möglich sind, hängt in erster Linie von dem zu verwendetet Material, der Materialstärke, der Laserleistung, der Pulsenergie und dem Spotdurchmesser des Laserstrahls ab. Die zu schneidende Geometrie wird über CAD-Daten vorgegeben und kann so direkt von der Maschine übernommen werden. Die Form bzw. Steilheit der Schnittkanten sowie die kleinste schneidbare Geometrie ist abhängig vom Material, Laser und Fokussierung. Als Faustregel kann man ein Aspektverhältnis von 1:25 (Materialstärke : Bohrdurchmesser) als kleinste Geometrie annehmen, d.h. in ein 1mm dickes Edelstahlmaterial kann eine 40µm (0,040mm) Bohrung realisiert werden.

Was ist Laserschneiden?

Unter Laserschneiden versteht man das Teilen bzw. Schneiden von Feststoffen mittels kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahlung. Viele Materialien, wie Stahl, Kunststoffe, Buntmetalle, Glas etc. können mit Laserstrahlung bearbeitet werden. Dabei müssen die Parameter der Laserstrahlung, wie Wellenlänge, mittlere Leistung, Pulsenergie und Pulsdauer der Applikation entsprechend angepasst werden.

Wie stark muss der Laser beim Laserschneiden von Metall sein?

Ausschlaggebend für die Bearbeitung von Metallen ist die eingetragene Energie pro Fläche und Zeit. Diese muss groß genug sein, dass das Material im Fokus geschmolzen und je nach Schneidverfahren auch teilweise verdampft wird. Je nach Materialstärke, Pulsdauer und Spotdurchmesser des Laserstrahls können dabei Laserleistungen ab 20 Watt bis 10kWatt zum Einsatz kommen.

Welche Materialien sind ungeeignet für das Laserschneiden?

Nicht jedes Material kann ohne Weiteres mit jedem Laser geschnitten werden. Je nach zu schneidendem Material muss ein Laser ausgewählt werden, dessen Wellenlänge auch von dem Material absorbiert wird. Zusätzlich ist aber besondere Vorsicht geboten, wenn Materialien verwendet werden, die während des Laserschneidens gesundheitsschädliche Stoffe freisetzen können. Hierzu zählen z.B. PVC (Polyvinylchloride), PTFE (Polytetrafluorethylene), Kupferberyllium, Chrom VI-haltige Verbindungen, halogenierte Verbindungen wie Flammschutzmittel, Kobalt, Mangan, Nickel und Blei, um nur einige zu nennen.

Welche Materialien und Materialstärken sind für das Laserschneiden geeignet?

Welcher Laser für das Schneiden von Materialien ausgewählt wird, hängt von der Wellenlänge des Lasers ab. Die Laserstrahlung muss von dem Material absorbiert werden können, dass das Material bearbeitet werden kann. Metalle werden meist mit Wellenlängen im Bereich 1 µm geschnitten (z.B. Nd:YAG 1064 nm) teilweise auch mit frequenzverdoppelten Lasen (z.B. 532 nm für frequenzverdoppelten Nd:YAG) besonders für Buntmetalle wie Kupfer. Kunststoffe werden in der Regel mit C02-Lasern (z.B. 10,6 µm Wellenlänge) oder mit UV-Lasern bearbeitet. Neben Metallen und Kunststoffen können auch Glas, Holz, Keramik, Papier, Textilien oder Lebensmittel mit Lasern bearbeitet werden. Für Materialien mit sehr geringer Absorption oder sehr extremen Anforderungen, wie Schmelzfreie Bearbeitung werden oft Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) mit Pulsdauern min ns- oder fs-Bereich eingesetzt. Welche Materialstärken mit den entsprechenden Lasern bearbeitet werden können, hängen in erster Linie von den Laserparametern ab, wie Wellenlänge, mittlere Leistung, Pulsenergie und Pulsdauer, als auch Spotdurchmesser.

Welche Schnittgeschwindigkeit ist beim Laserschneiden möglich?

Die Schnittgeschwindigkeit richtet sich in erster Linie nach der geforderten Schnittqualität. Eine optimale Schnittqualität zeichnet sich durch glatte Wandungen und scharfe Kanten/Konturen aus. Die Laserparameter, wie Wellenlänge, mittlere Leistung, Pulsenergie und Pulsdauer tragen entscheidend dazu bei die optimale Schnittgeschwindigkeit zu erzielen. Je präziser der Laserschnitt in der Schnittqualität ausgeführt sein muss, desto mehr muss die Schnittgeschwindigkeit angepasst/reduziert werden. Je nach Material und Materialdicke können Geschwindigkeiten von wenigen mm/min bis hin zu einigen m/min erreicht werden.

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

Die Vorteile des Laserschneidens liegen in der Verarbeitung von Metallen <10mm Materialstärke, bei Schnittgeschwindigkeiten bis zu 10m/min in Abhängigkeit der Materialstärke. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Laserschneidens gegenüber dem Plasmaschneiden ist die hohe Schneidqualität mit einer Genauigkeit ±0,010mm. Bei geringen Materialstärken <0,100mm kann die Genauigkeit der Schnittkontur sogar auf 0,005mm reduziert werden. Die Vorteile des Plasmaschneidens liegen in der Verarbeitung von dicken Metallen >10mm bei gleichzeitig hoher Schnittgeschwindigkeit bis zu 8m/min.

Worauf sollte beim Laserschneiden von Stahl geachtet werden?

Grundsätzlich sollte nur hochwertiges Material zum Einsatz kommen, welches nicht verbogen und verkratzt ist und eine gleichmäßige Körnung besitzt. Es sollte grundsätzlich nur genormtes Material mit einer bekannten Zusammensetzung verwendet werden, da sonst die Schnittqualität nicht garantiert werden kann. Die Laseranlage darf nur von geschultem Fachpersonal bedient werden, welches in den Gefahren der Laserstrahlung geschult ist. Entsprechender Arbeitsschutz gegen Laserstrahlung ist zu beachten. Das Gleiche gilt für die Sicherheit der Laseranlage, die alle Vorschriften nach EN 60825-ff erfüllen muss.

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