Wie funktioniert ein Laserschneider?
Die Laserschneidtechnologie bezeichnet den Einsatz eines Laserstrahls zum Schneiden von Materialien. Diese Technologie hat zur Entwicklung zahlreicher industrieller Verfahren geführt, die die Geschwindigkeit der Fließbandfertigung und die Leistungsfähigkeit industrieller Fertigungsanwendungen neu definiert haben.
LaserschneidenLaserschneiden ist eine relativ neue Technologie. Die Kraft eines Lasers oder elektromagnetischer Strahlung wird genutzt, um Materialien unterschiedlicher Festigkeit zu schneiden. Diese Technologie wird insbesondere zur Beschleunigung von Produktionsprozessen eingesetzt. Laserstrahlen finden in der industriellen Fertigung vor allem Anwendung beim Formen von Struktur- und/oder Rohrleitungsmaterialien. Im Vergleich zum mechanischen Schneiden verunreinigt das Laserschneiden das Material nicht, da kein physischer Kontakt besteht. Der feine Lichtstrahl erhöht zudem die Präzision, ein in industriellen Anwendungen sehr wichtiger Faktor. Da kein Verschleiß am Gerät auftritt, verringert der computergesteuerte Strahl das Risiko von Verformungen oder starker Hitzeeinwirkung auf das teure Material.
Faserlaserschneidmaschine für Bleche – Edelstahl und Kohlenstoffstahl
Der Prozess
Dabei wird ein Laserstrahl durch Anregung eines laserfähigen Materials emittiert. Die Anregung erfolgt durch elektrische Entladungen in einem geschlossenen System, wobei das Material entweder ein Gas oder eine Hochfrequenzquelle sein kann. Nach der Anregung wird der Strahl von einem Teilspiegel reflektiert und zurückgeworfen. Er kann dort ausreichend Energie aufnehmen, bevor er als Strahl monochromatischen, kohärenten Lichts austritt. Dieses Licht durchläuft anschließend eine Linse und wird zu einem intensiven Strahl mit einem Durchmesser von maximal 0,3175 mm (0,0125 Zoll) fokussiert. Je nach zu schneidendem Material wird die Strahlbreite angepasst und kann bis auf 0,102 mm (0,004 Zoll) reduziert werden. Der Kontaktpunkt auf der Materialoberfläche wird üblicherweise mit einem Stechdorn markiert. Der gepulste Laserstrahl wird auf diesen Punkt und anschließend, je nach Bedarf, entlang des Materials gerichtet. Zu den verschiedenen Methoden des Verfahrens gehören:
• Verdampfung
• Schmelzen und Blasen
• Schmelzen, blasen und verbrennen
• Thermische Spannungsrissbildung
• Schreiben
• Kaltes Schneiden
• Brennend
Wie funktioniert Laserschneiden?
LaserschneidenDas Laserschneiden ist eine industrielle Anwendung, bei der ein Lasergerät elektromagnetische Strahlung mittels stimulierter Emission erzeugt. Das entstehende Licht wird als Strahl mit geringer Divergenz ausgesendet. Es bezeichnet die Verwendung von gerichtetem Hochleistungslaserlicht zum Schneiden von Materialien. Dies führt zu einem schnelleren Schmelzen des Materials. In der Industrie wird diese Technologie häufig zum Verbrennen und Verdampfen von Materialien wie Blechen und Stangen aus Schwermetallen sowie industriellen Bauteilen unterschiedlicher Größe und Festigkeit eingesetzt. Der Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass die Rückstände nach der gewünschten Bearbeitung durch einen Gasstrahl entfernt werden, wodurch das Material eine hochwertige Oberflächengüte erhält.
Es gibt eine Reihe unterschiedlicher Laseranwendungen, die für spezifische industrielle Zwecke entwickelt wurden.
CO₂-Laser werden durch ein Gleichstrom-Gasgemisch oder Hochfrequenzenergie betrieben. Die Gleichstromausführung nutzt Elektroden in einem Resonator, während Hochfrequenzresonatoren externe Elektroden verwenden. Industrielle Laserschneidmaschinen kommen in verschiedenen Konfigurationen zum Einsatz. Die Wahl der Konfiguration hängt von der Art der Materialbearbeitung ab. „Bewegliche Materiallaser“ verfügen über einen stationären Schneidkopf, der hauptsächlich manuell bewegt wird, um das Material darunter zu führen. Bei „Hybridlasern“ bewegt sich ein Tisch entlang der XY-Achse und legt so den Strahlpfad fest. „Fliegende Optiklaser“ sind mit stationären Tischen und einem horizontal arbeitenden Laserstrahl ausgestattet. Dank dieser Technologie ist es heute möglich, nahezu jedes Oberflächenmaterial mit minimalem Personal- und Zeitaufwand zu schneiden.
