Laserschneiden vs. Stanzen – auf Technologie und Prozesskompetenz kommt es an!

Präziser Überblick über die beiden Verfahren

In der Fertigung von Elektro­maschinen und Statoren spielen die Bleche (Elektroblech­lamellen) eine zentrale Rolle: Ihre magnetischen Eigenschaften bestimmen maßgeblich Eisenverluste, Effizienz und Performance. Zwei gängige Bearbeitungs­methoden sind mechanisches Stanzen (oder Scheren/Guillotinen­schnitt) und Laserschneiden. Häufig hört man: „Laserschneiden ist schlecht für die Magnetik“. Doch genau hier lohnt Differenzierung – nicht jeder Laser, nicht jeder Parameter ist gleich. Bei TEPROSA setzen wir auf Faserlaser und optimierte Parameter – das macht den Unterschied.

Im Folgenden betrachten wir:

1. 1. Was passiert beim Stanzen?
   2. Was passiert beim Laserschneiden – insbesondere mit Faserlaser?
   3. Wo liegen die Unterschiede?
   4. Welche Vorteile kann das Laserschneiden unter richtigen Bedingungen bieten?
   5. Worauf kommt es beim Lieferanten / Partner an – also worauf sollten Sie bei TEPROSA achten?

1. Stanzen – was geschieht beim mechanischen Schneiden

Beim Stanzen oder Guillotinieren wird das Elektroblech durch mechanische Kraft getrennt. Typische Auswirkungen:

• • Es entstehen plastische Verformungen im Material­randbereich, sogenannte „roll-over“, Scherzone, Bruchzone und ggf. Grate/Burrs. SpringerLink; MDPI1; MDPI2

• • Diese mechanischen Spannungen und Mikro­verformungen führen zu Einschränkungen der Domänen­bewegung im ferromagnetischen Werkstoff, was höhere Hystereseverluste bzw. Eisenverluste zur Folge hat. MDPI; SpringerLink

• • Außerdem können Grate, unebene Kanten oder schlecht ausgeführte Konturen die Stapelung der Lamellen beeinträchtigen, Zwischenräume (Luftspalte) entstehen – was wiederum Wirbelstrom­verluste und Streu­verluste erhöht. ASTES;

• • Vorteilhaft beim Stanzen: Für hohe Stückzahlen (Gross­serien) mit stabiler Geometrie und guten Werkzeugen kann das Verfahren sehr wirtschaftlich sein.

• • Nachteil: Weniger flexibel bei Geometrieänderungen, Werkzeuge müssen ausgelegt und gewartet werden, und bei Blechen mit sehr hoher Qualität (z. B. dünnere Lamellen, hoch­siliziumhaltige Materialien) ist der Material­randbereich stärker beeinträchtigt.

Fazit: Stanzen ist industriell bewährt, aber es birgt – je nach Material, Werkzeugzustand und Schnittgeometrie – Fertigungs­einflüsse auf die magnetischen Eigenschaften.

2. Laserschneiden – insbesondere Faserlaser – und was dabei wichtig ist

Was passiert beim Laserschneiden?

• • Der Laserstrahl schneidet das Material durch Aufschmelzen, Verdampfen oder Ausbrennen. Beim Schneiden von Elektroblech kann eine Wärmeeinflusszone (HAZ – Heat Affected Zone) entstehen, in der Mikrostruktur, Eigenspannungen und kristallographische Textur beeinflusst werden. MDPI; AIP Publishing

• • Unterschiede in Laserquelle, Schneidgeschwindigkeit, Schneid­gas, Fokus­durchmesser und Materialdicke haben großen Einfluss auf das Ergebnis. So zeigt eine Studie z. B. bei Elektroblech 50W350: „Laser cutting generally degrades the magnetic properties under the evaluation index ΔP₁.₀/50” – aber: „in some cases laser cutting is superior to mechanical shearing under the evaluation index ΔP₁.₅/50”. MDPI

• • Wichtig: Viele Untersuchungen (z. B. bei CO₂-Lasern) zeigen deutliche Verschlechterung der Magnetik durch Laser­schnitt – aber das heißt nicht automatisch, dass jeder Laser­schnitt schlechter ist als Stanzen. Es hängt stark von den Parametern und dem Lasertyp ab. SpringerLink; MDPI

• • Aktuelle Forschung zeigt, dass mit optimierten Parametern die magnetischen Eigenschaften von laminierten Blechen sehr gut erhalten werden können. Zum Beispiel weist Fraunhofer IWS darauf hin, dass mit „brilliant solid-state lasers“ (also Faser- oder vergleichbare Lasertypen) gute Ergebnisse möglich sind – wenn Prozessentwicklung stattfindet. iws.fraunhofer.de

Warum der Unterschied beim Lasertyp (z. B. Faserlaser vs CO₂-Laser) relevant ist

• • CO₂-Laser arbeiten typischerweise mit längerer Wellenlänge (~10 µm), Faserlaser mit ~1 µm – dies führt beim Faserlaser zu einem kleineren Fokus, besserer Absorption und geringerer Wärmeeinfluss bei gleicher Leistung. (Siehe Fraunhofer Hinweis: „choice of the right beam source influences residual stress state within the sample”.) iws.fraunhofer.de

• • Faserlaser ermöglichen typischerweise kleinere Schnittspalte, höhere geometrische Präzision, geringere thermische Randzone und somit potenziell geringere Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften.

• • Bei schlechter Einstellung (z. B. zu hoher Leistung bei geringer Geschwindigkeit, falsches Schneid­gas, schlechter Fokus) kann allerdings auch ein Faserlaser erhebliche HAZ verursachen – deshalb zählt die Prozesskompetenz.

Was sind typische Fehler beim Laserschneiden (die vermieden werden müssen)?

• Zu hohe Wärme­einbringung → große HAZ → veränderte Mikrostruktur → erhöhte Hystereseverluste. AIP Publishing
• Falsche Schneidgaswahl oder unzureichende Gasführung → Oxidation, Verunreinigung, schlechter Schnittkanten­qualität.
• Fokus nicht optimal oder Schnittgeschwindigkeit zu gering → mehr Wärme pro Längeneinheit.
• Ungeeignete Materialdicke oder ungünstige Lamellen­struktur/Legierung ohne Anpassung der Parameter → schlechtere Ergebnisse.

Wenn all diese Punkte beachtet werden und insbesondere ein Faserlaser mit optimierten Parametern eingesetzt wird, zeigt die Literatur: Der magnetische Qualitätsverlust kann minimal sein, und in bestimmten Betriebs­punkten sogar besser als mechanisches Schneiden. Beispiel: In der Studie von Xiang et al. (2023) wurde gezeigt, dass bei optimalen Laser­parametern die Ergebnisse hinsichtlich der Gesamtverluste deutlich verbessert werden konnten. MDPI

3. Unterschiede – Stanzen vs Laserschneiden im direkten Vergleich

Kernergebnis: Wenn man Stanzen und Laserschneiden einfach pauschal mit Blick auf „Magnetik-Qualität“ vergleicht, ergibt sich: „Laser ist automatisch schlechter“ – das stimmt nicht zwingend. Es hängt stark von Art des Lasers, Parametern und Prozessführung ab.

4. Warum kann Laserschneiden bei richtiger Ausführung Vorteile bringen – und bei TEPROSA einen deutlichen Mehrwert

Als Partner mit Fokus auf Elektroblech­fertigung möchten wir bei TEPROSA die Vorteile des Laserschneidens – richtig eingesetzt – betonen:

• Hohe Design- und Fertigungs­flexibilität: Insbesondere bei kundenspezifischen Lamellen, Varianten, kleinen oder mittleren Losgrößen – der Einsatz eines Faserlasers erlaubt schnelle Umprogrammierung, keine Werkzeugumrüstung, hohe Varianten­vielfalt.
• Werkzeugkosten sparen, Zeit gewinnen: Keine langen Werkzeug­entwicklungen oder Stanz­werkzeug­kosten bedeuten kürzere Time-to-Market, ideal für Prototypen und Variantenfertigung.
• Gute Schnittkantenqualität (bei optimalem Prozess): Weniger Gratbildung, kleinere Randzonen, bessere Stapel­barkeit – das reduziert Luftspalte und damit Wirbelstrom­verluste. Eine Quelle zeigt z. B., dass Laser­schnitte mit Faserlaser / N₂-Assist Burr-Höhen von 1 – 6 µm erreichen, während beim Stanzen 2 – 7 µm bei neuem Werkzeug erreicht werden – aber mit zunehmendem Werkzeugverschleiß steigen die Werte. gatorlamination.com
• Magnetische Qualität kann vergleichbar oder besser sein – wenn Parameter richtig gewählt: Studien zeigen, dass bei optimalen Laserparametern die magnetische Beeinträchtigung durch Laser­schnitt kleiner ist als bei mechanischem Schneiden – zumindest in bestimmten Induktion-Bereichen. (siehe Xiang et al. 2023) MDPI
• Moderne Faserlaser sind “state of art”: Sie ermöglichen kleinere Wärmeeinflusszonen, präziseren Schnitt und bessere Fokus­steuerung – was sich direkt positiv auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt. Fraunhofer IWS betont: „choice of the right beam source influences residual stress state within the sample”. iws.fraunhofer.de
• Ideal für dünne Lamellen und Spezialmaterialien: Bei elektroblechtypischen Dicken (z. B. 0,2-0,35 mm) und hochwertigen Legierungen wird der Vorteil bei guter Laserprozessführung besonders deutlich (weniger mechanische Verformung im Randbereich, da kein Shear/Guillotine).
• Prozess­entwicklungs­potenzial: Da wir bei TEPROSA nur Faserlaser einsetzen und die Parameter gezielt für Elektroblech optimieren, können wir – im Gegensatz zu Standardlösungen – die magnetischen Qualitäts­anforderungen besser erfüllen.

Hinweis: Realistisch bleiben

Natürlich muss klar sein: Ein schlecht parametrisiertes Laserschneiden kann die Magnetik stärker beeinträchtigen als ein gutes Stanzen. Studien zeigen z. B. dass Laser­schnitt bei suboptimalen Parametern zu stark erhöhten Verlusten führen kann. SpringerLink

Daher gilt: Nicht nur die Technologie zählt, sondern die Prozesskompetenz – also Wahl des richtigen Lasers, Fokus, Geschwindigkeit, Gas, Folgemessung, Material­kenntnis.

5. Worauf sollte der Kunde bei der Wahl des Partners (z. B. TEPROSA) achten?

Damit Sie als Kunde entscheiden können, ob ein Laserschneiden-Anbieter wirklich für Elektroblech geeignet ist, empfehlen wir, auf folgende Aspekte zu achten:

1. Lasertyp – Faserlaser vs CO₂-Laser: Vergewissern Sie sich, dass ein modernes Faser­laser­system eingesetzt wird (kleinere Wellenlänge, bessere Absorption, geringere HAZ).
2. Parameter-Personalisierung: Werden Schnittgeschwindigkeit, Fokus, Schneid­gas, Materialdicke, Legierung und Wärme­ein­bringung individuell abgestimmt? Wird eine Prozess­entwicklung dokumentiert?
3. Material­know-how: Elektroblech mit hohem Silizium-Gehalt oder dünnen Dicken reagiert empfindlich auf Schnitt­einflüsse. Der Anbieter sollte Erfahrung mit diesen Werkstoffen haben.
4. Qualitäts­prüfung – Magnetik und Schnittkanten: Wird die magnetische Qualität der Lamellen nach dem Schneiden geprüft? Gibt es Daten zur Eisen­verlust­beeinträchtigung? Wie hoch ist die Gratbildung/Burr-Höhe? Wie ist die Stapel­qualität?
5. Kunden­referenzen / Serien­erfahrung: Gibt es bereits Anwendungen im Motor-/Generatorenbereich? Wie sehen die Ergebnisse aus?
6. Flexible Losgrößen- und Varianten­fertigung: Können schnell neue Geometrien umgesetzt werden? Welche Kostenstruktur gilt bei kleinen/mittleren Losgrößen?
7. Kosten-Nutzen-Abwägung: Bei sehr hohen Stückzahlen kann Stanzen weiterhin wirtschaftlich sein – aber gerade für mittlere Variantenfertigung bietet Laserschneiden große Vorteile.
8. Prozess­transparenz: Wird dokumentiert, wie gemessen wird, welche ISO/IEC-Normen herangezogen werden (z. B. IEC 60404 für magnetische Prüfungen) – das spricht für hohe Professionalität. (Siehe z. B. Xiang et al., Messung nach Epstein-Rahmen) MDPI

Als Kunde bei TEPROSA profitieren Sie genau von dieser Ausrichtung: Wir setzen Faserlaser ein, optimieren Parameter speziell für Elektroblech, prüfen magnetische Eigenschaften und bieten Ihnen die notwendige Flexibilität bei Geometrien und Losgrößen.

6. Fazit

Für die Fertigung von Elektroblech­lamellen gilt: Der Herstellungs­prozess beeinflusst die magnetischen Eigenschaften entscheidend. Stanzen ist bewährt und leistungsfähig – hat aber seine Grenzen, insbesondere wenn es um Geometrie­freiheit, Variantenfertigung oder hochqualitatives Elektroblech geht.

Laserschneiden – und insbesondere mit Faserlaser und optimierten Parametern – kann eine gleich­wertige oder sogar bessere magnetische Qualität erreichen als ein standardmäßiger Stanzeinsatz – wenn der Prozess stimmt. Bei uns bei TEPROSA setzen wir genau dort an: Auswahl des richtigen Lasers, Einstellung der optimalen Schnitt­parameter, Prüfung der Schnitt­qualität und Magnetik – damit Ihre Lamellen die Anforderungen erfüllen.

Wenn Sie also einen Partner suchen, der nicht nur „Laserschneiden“ anbietet, sondern Laserschneiden mit Kompetenz für Elektroblech, dann sind Sie bei TEPROSA richtig. Kontaktieren Sie uns – wir zeigen Ihnen, wie wir Ihren Anforderungen gerecht werden und gleichzeitig die magnetische Qualität Ihrer Lamellen sichern.

M. Barth

TEPROSA GmbH, Paul-Ecke-Strasse 6, 39114 Magdeburg, Germany

Geschäftsführer & Gesellschafter der TEPROSA GmbH.