Wie funktioniert Laserschneiden

Und worin unterscheiden sich die einzelnen Laserschneidverfahren?

Laserschneiden – das Verfahren hat sich mittlerweile für eine Vielzahl von Materialien etabliert. Wir erklären heute, wie die Technik hinter dem Verfahren funktioniert und wo es erfolgreich eingesetzt werden kann.

Trennverfahren Laserschneiden

Laserschneiden gehört neben dem Plasma- und dem Autogenschneiden, zu den thermischen Trennverfahren. Beim Schneiden mit dem Laser wird Licht über eine sogenannte Strahlführung / Schneiddüse und den Bearbeitungskopf (Fokussieroptik) zu einem Strahl gebündelt und so als stark fokussierter Laserstrahl auf die Materialoberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks gelenkt. Das Material wird durch den Laserstrahl so stark erhitzt, dass es schmilzt oder verdampft. Die dabei entstehenden Dämpfe und die Schmelze wird dann mit einem Prozessgas ausgetrieben. Bei Faserlasern (Spezieller Bautyp des Festkörperlasers), wird dabei in der Laserstrahlquelle ein Laserstrahl im mittleren Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 1.064 nm erzeugt und über eine längliche Faser verstärkt.

laserschneiden prinzip


Die unterschiedlichen Laserschneidverfahren

Das Laserschneiden gliedert sich in die Verfahren Laserbrennschneiden, Laserschmelzschneiden und Lasersublimierschneiden. Je nach Laserverfahren kommen verschiedene Prozessgase zum Einsatz, die den Schneidprozess unterstützen oder verstärken. Das Grundprinzip aller Verfahren, die beim Laserschneiden mit dem Faserlaser zum Einsatz kommen, ist identisch. Trotzdem hat jedes Verfahren ganz spezielle Eigenschaften.

Laserschmelzschneiden

Beim Laserschmelzschneiden wird der Werkstoff durch einen fokussierten Laserstrahl aufgeschmolzen und vom verwendeten Schneidgas aus der Schnittfuge geblasen. Schmelzschneiden (auch als Laserstrahlschneiden bezeichnet) ist das bevorzugte Schneidverfahren für die Bearbeitung von Edelstahl und verschiedenen Aluminiumlegierungen.

Das Prozessgas, meist Stickstoff, schützt die Schnittkante dabei aufgrund seiner reaktionsarmen Eigenschaften (inertes Gas) vor einer ungewollten Oxidation. Man spricht auch vom Glanzschnitt.

Der thermische Eintrag auf das Lasermedium ist eher gering. So entstehen saubere, nahezu gratfreie Schnittkanten und Laserteile fast ohne Verzug und Grat. Eine Nachbearbeitung der so gefertigten Teile ist häufig nicht notwendig.

Laserbrennschneiden

Beim Laser-Brennschneiden (auch als Laserstrahlschneiden bezeichnet) wird Sauerstoff als Schneidgas verwendet. Das zu bearbeitende Material wird im ersten Schritt durch den Laserstrahl erwärmt. Im zweiten Schritt wird das Schneidgas in die Schnittfuge geblasen und das Material durch die unterstützende Wirkung des Sauerstoffs verbrannt.

Der Sauerstoff erfüllt dabei zwei Funktionen, er reagiert mit dem zuvor erhitzten Material und entfernt das flüssige Oxid aus der Schneidfuge.

Aufgrund der chemischen Reaktion kommt es beim Laserstrahl-Brennschneiden zu einer geringen Gratbildung an den Schneidkanten, die bei stärkeren Folien nachträglich entfernt werden muss.

Lasersublimationsschneiden

Beim Laser-Sublimationsschneiden verdampft das zu bearbeitende Material unmittelbar durch die Bearbeitung mit dem Laserstrahl. Der entstehende Dampf wird dann durch das Schneidgas, meistens Stickstoff, ausgeblasen. Beim Sublimationsschneiden entsteht kein Grat an den Kanten.


Der Faserlaser

Wir setzen beim Laserschneiden auf sogenannte Faserlaser. Der Faserlaser ist ein spezieller Bautyp des Festkörperlasers. Bei allen Festkörperlasern wird ein dotiertes aktives Medium, ein kristalliner oder glasartiger Festkörper, eingesetzt, um Energie als Lichtpuls freizusetzen. Beim Faserlaser bildet eine Glasfaser dieses aktive Medium. Die Laserstrahlen werden durch die Faser geleitet und dabei verstärkt. Aufgrund dieses speziellen Aufbaus haben Faserlaser einen hohen Wirkungsgrad, eine hervorragende Strahlqualität und eine hohe Lebensdauer. Der Faserlaser erzeugt einen Laserstrahl im mittleren Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 1.064 nm.


Die Fertigungsbedingungen beim Laserschneiden

Mit modernen Lasersystemen können Bleche von mehreren Metern Länge und Breite bearbeitet werden. Bei TEPROSA liegt der Fokus eher auf der Bearbeitung kleinerer bis mittelgroßer filigraner Bauteile. Wir können Bleche mit maximaler Abmaße von 1,0 m x 1,5 m verarbeiten. Bei der Materialstärke sind wir abhängig vom Werkstoff in der Lage bis zu 8 mm starke Bleche zu trennen.

Die starke Fokussierung des Laserstrahls ermöglicht minimale Schnittfugen von bis zu 0,03 mm bei einem Spotdurchmesser von ebenfalls 0,03 mm. Die Wiederholgenauigkeit unserer Lasersysteme liegt bei ±2µm. Bei Schneidgeschwindigkeiten von bis zu 50 mm/s erreichen wir mit Schneidgasunterstützung (Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft) eine Konturgenauigkeit von ± 0,01 mm.

  • Max. Blechstärke: 8 mm Edelstahl, 6 mm Aluminium, 2 mm Kupfer
  • Max. Blechgröße: 1,0 m x 1,5 m
  • Minimale Schnittfugenbreite/ minimaler Spotdurchmesser: 0,03 mm
  • Wiederholgenauigkeit ±2µm
  • Mikrostege ab 0,03 mm
  • Schneidgeschwindigkeiten bis zu 50mm/s
  • Schneidgasunterstützung bis 25 bar
    • Stickstoff
    • Sauerstoff
    • Druckluft
  • Konturgenauigkeit: ± 0,01 mm
  • Bohrungen ab 0,03 mm

Toleranzen und Genauigkeit beim Laserschneiden

Wie bei jedem Trennverfahren, treten auch beim Schneiden mit dem Laser fertigungsbedingt geringfügige Abweichungen zu den Fertigungsdaten auf. Diese kommen zum Beispiel durch kleinste Ungenauigkeiten bei der Bewegung der Laseranlage, Unregelmäßigkeiten im Material und bei der Strahlformung Zustande.

Lesen Sie jetzt mehr über Toleranzen und Genauigkeit beim Laserschneidens in unserem aktuellen Blogbeitrag „Toleranzen und Genauigkeit beim Laserschneiden“.


Die Vorteile beim Laserschneiden

Laserschneiden ist ein besonders schnelles und sauberes Trennverfahren, dass im Verhältnis zu anderen Schneidverfahren häufig auch noch wirtschaftlicher arbeitet. Zu den Vorteilen der Materialtrennung mit Licht gehören aber auch die hohe Wiederholgenauigkeit, Maßhaltigkeit und Konturgenauigkeit.

Lesen Sie jetzt mehr über die Vorteile des Laserschneidens in unserem aktuellen Blogbeitrag „Vorteile Laserschneiden“.


Die Kosten beim Laserschneiden

Laserschneiden ist ein Trennverfahren, das komplett ohne Werkzeugkosten auskommt. Schon allein diese Tatsache, macht es gegenüber konkurrierenden Verfahren häufig günstiger. Aber wie teuer ist das Laserschneiden denn nun wirklich? Wir haben hier einmal die wichtigsten Kostenfaktoren für das Laserschneiden mit einem Faserlaser zusammengetragen.

Lesen Sie jetzt mehr über die Kosten beim Laserschneiden in unserem aktuellen Blogbeitrag „Was kostes das Laserschneiden?“.


Starten Sie jetzt mit Ihrer Anfrage

Nachdem Sie jetzt alles über die Funktionsweise von Laserschneidanlagen und dem Prozess des Laserschneidens erfahren haben, können Sie direkt mit Ihrer Online-Anfrage für Laserteile bei TEPROSA beginnen. Nutzen Sie unser Online-Anfrage-Formular, um Ihre Anfrage jederzeit ohne zusätzlichen Aufwand über unsere Website zu platzieren. Laden Sie einfach Ihre Fertigungsdaten auf unseren Server und hinterlegen Sie den von Ihnen gewünschten Werkstoff/ das gewünschte Material.


Oder haben Sie noch offene Fragen?

Als langjähriger Experte für das Laserschneiden beraten wir Sie gerne zu allen Ihren Fragen. Unsere Mitarbeiter nehmen Sich gerne die Zeit, Ihr Anfrage detailliert mit Ihnen durchzugehen. Wir helfen Ihnen bezüglich der Materialauswahl und der Machbarkeit Ihrer Geometrie. Sie benötigen im Vorfeld ein Muster? Kein Problem! Gerne lassen wir Ihnen eine Gratismuster zukommen, damit Sie sich von unserer Qualität überzeugen können.

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