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Toleranzen und Genauigkeit beim Laserschneiden

Toleranzen beim Laserschneiden:

Wie höchste Genauigkeiten erreicht werden

Beim Laserschneiden von Blechen und Präzisionsteilen lassen sich sehr präzise Konturen herstellen. Typische Maßtoleranzen liegen – abhängig von Material, Dicke und Bauteilgeometrie – häufig im Bereich von ±0,05 mm bis ±0,1 mm.

Trotz der hohen Präzision entstehen bei jedem Fertigungsverfahren geringfügige Abweichungen zwischen dem geplanten Nennmaß und dem tatsächlich gefertigten Bauteil. Diese können unter anderem entstehen durch:

  • minimale Bewegungsabweichungen der Laseranlage
  • Unregelmäßigkeiten im Material
  • Einflüsse bei der Strahlformung
  • thermische Effekte beim Schneidprozess

Damit Bauteile dennoch passgenau montiert werden können und insbesondere in Serienfertigungen austauschbar bleiben, werden Fertigungstoleranzen definiert.

 

Welche Toleranzen sind beim Laserschneiden realistisch?

Typische Werte:

Materialdicke typische Toleranz
< 1 mm ±0,02 – ±0,05 mm
1 – 3 mm ±0,05 – ±0,1 mm
> 3 mm ±0,1 – ±0,2 mm

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Welche Faktoren beeinflussen die Genauigkeit beim Laserschneiden?

Die erreichbare Maßgenauigkeit beim Laserschneiden hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Materialart (z. B. Edelstahl, Stahl, Elektroblech)
  • Materialdicke
  • Bauteilgeometrie
  • Schneidparameter und Laserleistung
  • Position des Bauteils im Blech

Besonders dünne Materialien und einfache Geometrien ermöglichen sehr enge Toleranzen.

 

Darstellung der Toleranzen beim Laserschneiden

Was bedeutet Toleranz beim Laserschneiden?

Die Toleranz beschreibt die zulässige Abweichung vom Nennmaß eines Bauteils.
Sie ergibt sich aus der Differenz zwischen:

    • Höchstmaß
    • Mindestmaß

Das tatsächlich gefertigte Bauteil (Istmaß) muss innerhalb dieser Grenzwerte liegen.
Durch die Festlegung geeigneter Toleranzen können Konstrukteure:

    • Passungen zwischen Bauteilen definieren
    • Montagefähigkeit sicherstellen
    • wirtschaftliche Fertigung ermöglichen

Sind auf der Zeichnung keine individuellen Toleranzen angegeben, greifen häufig allgemeine Normtoleranzen.

 

Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768

Die DIN ISO 2768 definiert Allgemeintoleranzen für Maße und Winkel, die auf technischen Zeichnungen nicht gesondert toleriert sind.

Die Norm unterscheidet vier Toleranzklassen:

Klasse Bedeutung
f fein
m mittel
c grob
v sehr grob

In vielen technischen Zeichnungen wird beispielsweise die Klasse DIN ISO 2768-m verwendet.

Bei TEPROSA werden Schneidteile standardmäßig nach DIN ISO 2768-1 m gefertigt, sofern keine abweichende Vereinbarung mit dem Kunden getroffen wird.

Beispiele für Grenzabmaße nach DIN ISO 2768-m:

Nennmaßbereich zulässige Abweichung
3 – 6 mm ±0,1 mm
6 – 30 mm ±0,2 mm
30 – 120 mm ±0,3 mm
120 – 400 mm ±0,5 mm

Diese Toleranzen dienen als Orientierung, können jedoch je nach Anwendung enger oder weiter definiert werden.

Bei einem Bauteil mit einem Nennmaß von 50 mm erlaubt die Toleranzklasse DIN ISO 2768-m eine Abweichung von ±0,3 mm.

In der Praxis erreichen moderne Laserschneidanlagen häufig deutlich engere Toleranzen.

 

Maßtoleranzen beim Laserschneiden nach ISO 9013

Neben allgemeinen Fertigungstoleranzen existiert mit der DIN EN ISO 9013 eine Norm speziell für thermische Schneidverfahren.

Sie beschreibt Qualitätsklassen und Maßtoleranzen für:

  • Laserschneiden
  • Plasmaschneiden
  • Autogenschneiden

Für präzises Laserschneiden wird häufig Toleranzklasse 1 verwendet.

Die erreichbaren Maßtoleranzen hängen stark von der Materialdicke ab.

Grundsätzlich gilt:

Je dicker das Material ist, desto größer werden die erreichbaren Toleranzen.

Beispielsweise können bei dünnen Blechen unter 1 mm häufig sehr enge Toleranzen erreicht werden, während bei dickeren Materialien größere Abweichungen zulässig sind.

Maßtoleranzen für Laserschneiden nach ISO 9013-1, Toleranzklasse 1:

Werkstück­dicke Nennmaße
> 0 bis ≤ 3 bis ≤ 10 bis ≥ 35 bis ≥ 125 bis ≥ 315 bis ≥ 1.000 bis ≥ 2.000 bis ≥ 4.000 bis ≥ 6.000 bis
< 3 < 10 < 35 < 125 < 315 < 1.000 < 2.000 < 4.000 < 6.000 < 8.000
Grenzabmaße
> 0 bis ≤ 1 ± 0,075 ± 0,1 ± 0,1 ± 0,2 ± 0,2 ± 0,3 ± 0,4 ± 0,65 ± 0,9 ± 1,6
> 1 bis ≤ 3,15 ± 0,1 ± 0,1 ± 0,2 ± 0,25 ± 0,25 ± 0,35 ± 0,4 ± 0,65 ± 1 ± 1,75
> 3,15 bis ≤ 6,3 ± 0,2 ± 0,2 ± 0,25 ± 0,25 ± 0,3 ± 0,4 ± 0,45 ± 0,7 ± 1,1 ± 1,9
> 6,3 bis ≤ 10 ± 0,25 ± 0,3 ± 0,3 ± 0,35 ± 0,45 ± 0,55 ± 0,75 ± 1,25 ± 2,2
> 10 bis ≤ 15 ± 0,3 ± 0,35 ± 0,4 ± 0,45 ± 0,55 ± 0,65 ± 0,85 ± 1,5 ± 2,5
> 15 bis ≤ 20 ± 0,4 ± 0,4 ± 0,45 ± 0,55 ± 0,75 ± 0,85 ± 1,2 ± 1,9 ± 2,8
> 20 bis ≤ 25 ± 0,45 ± 0,5 ± 0,6 ± 0,7 ± 0,9 ± 1,1 ± 1,6 ± 2,4 ± 3,25

Wie man bei allen Maßangaben den Tabellen sieht, ist die Tolerierung stark abhängig von der Materialdicke. Je dicker ein Werkstoff ist, umso anspruchsvoller wird es, eine enge geometrische Toleranz umzusetzen.

 

Einfluss des Ausgangsmaterials

Die Genauigkeit eines Laserschneidteils wird nicht nur durch den Schneidprozess bestimmt. Auch das Ausgangsmaterial besitzt bereits Fertigungstoleranzen.

Ebenheit kaltgewalzter Bleche (DIN EN 10259)

Beispiele für typische Ebenheitstoleranzen:

Blechdicke Ebenheitstoleranz
0,4 mm ±0,04 mm
0,5 – 0,6 mm ±0,05 mm
0,7 – 1,0 mm ±0,06 mm
1,5 – 2,0 mm ±0,10 mm

Ebenheit warmgewalzter Bleche (DIN EN 10029)

Warmgewalzte Bleche besitzen aufgrund des Herstellungsverfahrens häufig größere Ebenheitstoleranzen.

Diese Eigenschaften müssen bei der Konstruktion und Fertigung berücksichtigt werden.

 

Konstruktionsrichtlinien für präzise Laserschneidteile

Konkrete Konstruktionsregeln wie Mindestlochdurchmesser, Stegbreiten und typische Fehler finden Sie in unserem Beitrag zu Konstruktionsrichtlinien für das Laserschneiden.

Damit Ihre Bauteile optimal gefertigt werden können, sollten bereits bei der Konstruktion einige grundlegende Richtlinien berücksichtigt werden.

Typische technische Grenzen

  • Minimale Bauteilgröße: 1 × 1 mm
  • Maximale Bauteilgröße: 1500 × 1000 mm

Empfohlene Dateiformate

Wir können unter anderem folgende Formate verarbeiten:

  • DXF
  • DWG
  • STEP
  • SLDPRT
  • CATPART
  • CATDRAWING
  • GEO
  • GERBER

Bitte senden Sie uns pro Datei nur ein Bauteil.

Hinweise zur Konstruktion

Für optimale Ergebnisse sollten folgende Punkte beachtet werden:

  • Konturen müssen geschlossen sein
  • Zeichnungen sollten keine überlappenden Linien enthalten
  • Die Konstruktion sollte im Maßstab 1:1 erstellt werden
  • Die Kontur sollte auf der Toleranzmitte gezeichnet sein

Bei Bedarf können zusätzlich Passmarken (z. B. Kreise oder Kreuze) in die Zeichnung integriert werden, die während des Laserschneidprozesses markiert werden.

 

Kostenlose Zeichnungsprüfung und Angebot für Ihre Laserzuschnitte

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  • realistischen Fertigungstoleranzen
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Unterstützte Dateiformate: DXF, STEP, DWG, CATIA, SolidWorks

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Weitere Informationen zu unseren Möglichkeiten im Laserschneiden, oder der Bearbeitung von Elektroblechen finden Sie hier.

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Weitere technische Hinweise

Mindestlochdurchmesser

Der minimale Lochdurchmesser sollte mindestens der Materialdicke entsprechen.

Mindeststegbreite

Zwischen zwei Konturen sollte ein Mindeststeg von mindestens der Materialdicke vorgesehen werden.

Abstand Loch zu Kante

Der Abstand eines Lochs zur Außenkontur sollte mindestens 0,5–1× Materialdicke betragen.

Mikrostege

In Einzelfällen kann es erforderlich sein, kleine Mikrostege vorzusehen, damit Bauteile während des Schneidprozesses sicher im Blechverbund gehalten werden. Die Position stimmen wir selbstverständlich vorab mit Ihnen ab.

Verzug durch Wärmeeintrag

Beim Laserschneiden entsteht lokal Wärme. In bestimmten Fällen – beispielsweise bei Bauteilen mit vielen kleinen Öffnungen – kann dies zu minimalem Bauteilverzug führen.

Sehr dünne Materialien

Bei Materialstärken unter 0,05 mm kann der Schneidgasdruck Materialschwingungen verursachen, wodurch die Schnittkantenqualität beeinflusst wird.

Zeichnung prüfen lassen

Sie sind unsicher, welche Toleranzen für Ihr Bauteil sinnvoll sind? Unsere Experten prüfen Ihre Zeichnung und beraten Sie gern zur wirtschaftlichsten Fertigung.

 

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