Laserschneiden: Fortschrittliche Technologie & Geschäftsmöglichkeiten

Der Einsatz von Lasertechnologien in der Materialbearbeitung ist äußerst vielfältig. Das Laserschneiden von Metall ist die häufigste Form der Laserbehandlung.

Beim Laserschneiden werden das Metall geschmolzen, verdampft und die geschmolzenen Partikel durch Spülen mit Prozessgas – Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder andere Prozessgase – aus der Schneidzone entfernt.

Die Hauptvorteile des Laserschneidens: hohe Prozessqualität, Geschwindigkeit, Flexibilität und minimaler Materialverlust, da die Schnittbreite nur 0,1–0,2 mm beträgt.

Beim Laserschneiden ist keine mechanische Fixierung des Werkstücks erforderlich, da keine nennenswerten mechanischen Lasten auf das Werkstück wirken; der Schnitt erfolgt durch fokussierte Strahlung.

Laserschneid-Technologie

Lasergravur auf Paste mit Niedrigleistungslasern wird auf Metalloberflächen mithilfe spezieller Pasten durchgeführt und ist im Grunde ein Analogon zum Thermodruck. Die Laser sintern die Paste und verschweißen sie quasi mit dem Metall, was eine hohe Haftung der Beschichtung auf der Metalloberfläche gewährleistet.

Laserschneidmaschinen

Laserbeschriftung oder -schneiden erfolgt in der Regel an metallischen Materialien mit gepulsten Lasern. Das Grundprinzip ist stets dasselbe: Durch die Einwirkung eines Laserpulses wird die Struktur der Materialoberfläche verändert. Sie zeichnet sich durch Langlebigkeit, hohe Qualität und Beständigkeit gegen äußere Einflüsse im Vergleich zu anderen traditionellen Beschriftungsarten aus.

Die Erzeugung volumetrischer Bilder in optisch transparenten Materialien, beispielsweise Glas, erfolgt durch Fokussierung der Strahlung im Materialvolumen und nicht auf der Oberfläche wie bei der Laserbeschriftung. Im Fokuspunkt ändert sich die Struktur, das Material schmilzt oder es kommt zu einer Mikroexplosion – dies verändert die Homogenität des Materials. So wird eines der Pixel gebildet, die das Bild ausmachen.

Dies ist nur ein kleiner Teil der Anwendungen von Lasertechnologien, die kontinuierlich in den Produktionsprozess einbezogen werden, einschließlich der Herstellung von Werbeprodukten.

Möglichkeiten des Laserschneidens

Eine Entwicklungsrichtung der Lasertechnologien an der Schnittstelle von Produktion und Kunst ist die Lasergravur. Ein breites Spektrum an Lasergravur ist vor allem als eine Art der Vorbereitung von Geschenkartikeln bekannt, doch ihre Produktionskapazität ermöglicht die Erstellung anspruchsvollerer Produkte.

Für die Lasergravur werden Festkörper- oder CO₂-Gaslaser eingesetzt. Sowohl lackierte als auch vernickelte Metalle sind grundsätzlich für die Gravur geeignet. Je nach Komplexität des Gravurauftrags kann dieser als Einzelstück oder in Großserie reproduziert werden, beispielsweise für Vorhänge oder Büromöbel. Eine Entwicklungsrichtung der Lasergravur ist mit dem Einsatz von Programmierung verbunden, was heute jedoch noch recht kostspielig ist.

Neben der Gravur gibt es die „Voltron“- oder „Lasersublimation“-Technik. Während mit Gravur grafische Figuren reproduziert werden können, ermöglicht Voltron die Übertragung von farbigen Bildern auf Metall. Dies können Fotos, Diplome, Zertifikate und vieles mehr sein. Die Technik unterscheidet sich von der Standardgravur, da mit dem Laser hochauflösende Bilder erzeugt werden. Solche Bilder sind von guter Qualität und geben feinste Farbnuancen wieder.

Metallschneiden

Heute nutzt die Blechmaschinenindustrie verschiedene Methoden zum Schneiden von Metallen. Die ältesten und am weitesten verbreiteten sind das Acetylen-Sauerstoff- und Plasmaschneiden, die kostengünstig und „jahrhundertealte Technologie“ sind, aber nicht umweltfreundlich und den gestiegenen Genauigkeitsanforderungen der Industrie nicht mehr genügen.

Eine präzisere Methode – das Erodieren (EDM) – ermöglicht einen Schnitt mit geringem Metallverlust (schmaler Schnitt), zeichnet sich jedoch durch sehr geringe Produktivität aus. In jüngster Zeit werden, um Ressourcen zu schonen, Kosten und Materialverbrauch zu senken, immer höhere Anforderungen an Metallbearbeitungsmethoden gestellt, einschließlich der Schneidverfahren.

Natürlich kamen in diesem Bereich Maschinen und ganze Fertigungslinien zum Einsatz, bei denen der Laser die Hauptrolle spielt. Diese Maschinen vereinen sehr hohe Leistung sowohl in puncto Produktivität als auch in Genauigkeit und Qualität der Schnittflächen.

Dank der einfachen Steuerbarkeit des Laserstrahls wird es sehr einfach, komplexe Teile aus Blech bis zu 25 mm Dicke sowie Volumenteile und Rohlinge mit hohem Automatisierungsgrad auszuschneiden.

Am effektivsten ist der Einsatz einer Laserschneidmaschine bei sinkender Serienfertigung, wenn ein schneller Programmwechsel notwendig ist, da sich der Prozess leicht automatisieren lässt.

Derzeit werden Laserschneidmaschinen auf Basis von Festkörperlasern und Gaslasern auf Kohlendioxidbasis zum Schneiden von Metallen eingesetzt. Zwar sind die Kosten für Laserschneidanlagen recht hoch. Doch aufgrund ihrer Genauigkeit, der einfachen Umrüstung für unterschiedliche Werkstücke sowie der Möglichkeit, in Bereichen eingesetzt zu werden, in denen herkömmliche Ansätze zu erheblichen Schwierigkeiten führen oder schlicht unmöglich sind, ist das Laserschneiden eine vielversprechende Produktionstechnologie.

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