Laserschneiden, auch als Laserstrahlschneiden bezeichnet, bedeutet das Separieren von Festkörpern mit einer Laserstrahlung durch Materialablation. Mit der Laserstrahlung können nahezu alle Arten von Werkstoffen, wie beispielsweise Metalle und organische Materialien, durchgetrennt werden. Die Größen der Laserstrahlung, wie zu Beispiel die Wellenlänge, die Pulsdauer, die mittlere Leistung und die Pulsenergie, müssen adaptiert werden.
Mit dem Laserstrahlschneiden können verschiedene Werkstoffe durchgetrennt werden, wie zum Beispiel unlegierte und niedriglegierte, verzinkte, lackierte sowie beschichtete Baustähle, hochlegierte Stähle, Al sowie Al-Legierungen, Nichteisenmetalle, Ti und Ti-Legierungen, Baumwolle, Kunststoffe, Gummi, Papier ,Wolle, Quarzglas sowie Schichtholz.
Anwendungen und Aufbau von Laserschneiden
Die Bestandteile einer Laserstrahlschneidmaschine sind die Laserstrahlquelle, der Bearbeitungskopf und die Laserstrahlführung. Der Strahl, der sich von der Laserstrahlquelle abtrennt, wird im Nahinfrarot mittels eines Lichtleitkabels zur Fokussieroptik an die Stelle, die bearbeitet wird, gelenkt. Die Fokussieroptik verbindet den Laserstrahl in einen Fokus und schafft die Intensität, die zum Schneiden benötigt wird.
Anlagen mit CO2-Lasern bestehen in der Regel aus einer Laserstrahlquelle sowie einer fliegenden Optik. Die Strahlführung zwischen der Fokussieroptik sowie der Laserstrahlquellewird durch einen Spiegel, der wassergekühlt ist, entwickelt. Laserschneiden kann für Maschinen- und Fahrzeugteile, Trägerelemente und Halterungen, Formteile sowie Verblendungen, Rund- und Rohrprofile, Werkzeugstahl, Möbelteile, Baustahl, Nichteisenmetalle sowie Aluminiumlegierungen benutzt werden.
Vorgehensweise
Das thermische Laserstrahlschneiden umfasst zwei Teilvorgänge, die parallel stattfinden. Der Laserstrahl wird an der Schneidfront aufgenommen und sammelt auf diese Art die Energie auf, die zum Schneiden benötigt wird. Die Schneiddüse bereitet das Prozessgas vor. Dieses Prozessgas bietet der Fokussieroptik Schutz vor Spritzern und Dämpfen. Beim Laserstrahlschneiden unterscheidet man zwischen drei Methoden: Laserstrahlschmelzschneiden, Laserstrahlbrennschneidenund Laserstrahlsublimierschneiden. Weitere Informationen bei risto-lasertechnik!
Die maximale Plattenstärke, die man erarbeiten kann, liegt für Stahl bei circa 40 mm, bei Edelstahl ist die Plattenstärke ungefähr 50 mm und bei Aluminium beträgt die Stärke ungefähr 25 mm. Beim Laserstrahlschmelzschneiden werden inerte oder reaktionsträge Gase benutzt. Das Material wird unter hohem Druck getrennt. Beim Laserstrahlbrennschneiden wird Sauerstoff als Schneidgas verwendet. Das Material verbrennt durch den Sauerstoff. Das Material wird beim Laserstrahlsublimierschneiden mittels der hohen Energiedichte direkt verflüssigt.
Vor- und Nachteile vom Laserstrahlschneiden
Die hohe Flexibilität ist ein großer Vorteil vom Laserstrahlschneiden. Außerdem lassen sich alle Materialien anlagenabhängig trennen. Laserschneiden ist zudem wirtschaftlich, weil eine hohe Ausnutzung des Materials besteht. Laserschneiden stellt schmale, saubere und nachbearbeitungsfreie Schnittkanten sicher. Zudem ist das Gravieren und Schneiden mit dergleichen Strahlquelle und im selben Arbeitsgang möglich. Einer der Nachteile vom Laserschneiden sind die hohen Kosten der Anlage. Ein Arbeitsschutz ist notwendig. Hoch sind auch der Elektroenergieeinsatz sowie der Gasverbrauch.