Laserschneiden: Anwendung und Funktion

Laser gibt es nicht nur in der Diskothek oder als Laser-Pointer für Präsentationen. Die Lasertechnik wird schon lange als wichtiges Hightech-Werkzeug der Fertigungsindustrie genutzt. Laut Experten der Branche werden Laser vor allem in der nahen Zukunft eine immer wichtigere Technologie in verschiedenen Branchen.

Das liegt vor allem an der Vielfalt der Anwendung sowie der enormen Präzision, mit denen Laserschneiden betrieben werden kann. Worin die Vorteile der Technik liegen, welche Materialien sich damit trennen lassen und welche Methoden zur Verfügung stehen, haben wir einmal übersichtlich zusammengefasst.

Verschiedene Techniken zur Auswahl

Je nach Produkt, Branche und Anforderungen stehen verschiedene Verfahren des Laserschneides zur Auswahl. Besonders beliebt ist etwa das Laserschmelzschneiden oder das Laserbrennschneiden. Aber auch Laserfeinschneiden kommt in einer Branche zur Anwendung.

Das Laserschmelzschneiden

Bei diesem Verfahren wird das zu schneidende Material mittels eines Gases kontinuierlich aufgeschmolzen und ausgeblasen. Die Geschwindigkeit des Schnittes ist dabei stark abhängig von der Laserleistung und dem Material, welches getrennt werden soll.

Weitere beeinflussende Faktoren sind der Gasdruck, die Fokuslage und Verteilung der Intensität. Insbesondere wenn es um das Trennen von Nichteisenstoffen und Aluminium geht, wird das Verfahren angewendet. Zudem handelt es sich um ein beliebtes Vorgehen, wenn oxidierende Schnittkanten gefordert sind.

Laserbrennschneiden

Im Zuge dieser Technik wird der zu behandelnde Stoff mit der Hilfe eines Laserstrahles auf eine hohe Temperatur erhitzt und mittels Sauerstoffstrahl eine Schnittfuge hineingefräst. Häufig werden dabei auch Wasserstrahlen eingesetzt, um die enorme Wärmeentwicklung zu reduzieren bzw. zu steuern. Ein weiterer Vorteil der Methode ist der größere Abstand zwischen dem Material und dem Kopf des Lasers. Damit lassen sich auch dreidimensionale Schnitte gut durchführen, welche manchmal unverzichtbar sind.

Laserfeinschneiden

Wenn es um das Schneiden feiner Konturen im absoluten Mikrobereich geht, kommt das Laserfeinschneiden zur Anwendung. Insbesondere zur Verarbeitung von Blechen, Rohren und dreidimensionalen Bauteilen mit einer geringen Stärke wird das Laserfeinschneiden angewendet. Produkte für die Medizintechnik, den Apparatebau oder die Schmuckherstellung können mittels der Technologie exakt und präzise hergestellt werden.

3D-Laserschneiden

Die Bearbeitung von dreidimensionalen vorgefertigten Bauteilen ist nicht leicht. Hier eignet sich die Methode des 3D-Laserschneidens besonders. So lassen sich verschiedene Prozesse der Bearbeitung wie das Zufügen von Löchern, Konturen oder Schlitze in einem Schritt erledigen. Exakte Schnittergebnisse in einer hohen Qualität sind damit sichergestellt. Gerade Rohre, Hohlkörper oder Gehäuse lassen sich damit wunderbar bearbeiten.

Lasersublimierschneiden

Beim Sublimieren macht man sich das Verdampfen des Materials kombiniert mit direktem Ausblasen zunutze. So werden anorganische und organische Stoffe genau und perfekt getrennt. Die Kanten des Laserschnittes sind dabei stets glatt und müssen daher auch nicht aufwendig nachbearbeitet werden. Insbesondere Kunststoffe werden mittels Sublimierens mit glatten Schnitten bearbeitet.

2D-Laserbearbeitung

Auch die sogenannte 2D-Laserbearbeitung findet regelmäßig ihre Anwendung. Gerade dann, wenn komplexe Formen und Strukturen geschnitten werden müssen, ist dies eine geschätzte Technik. Der Vorteil liegt auch hier in einer glatten Kante mit der entsprechenden Genauigkeit. Zudem lassen sich sowohl dünne als auch dicke Materialien bearbeiten. Frontplatten werden etwa sehr gerne mit 2D-Laserbearbeitung erzeugt und geschnitten.

Welche Materialien lassen sich mit dem Laser schneiden?

Das Laserschneiden ermöglicht ein präzises Schneiden von verschiedenen Werkstoffen. Dabei gelingt der Schnitt bei Materialien, welche bis zu 50 mm stark sind. Der Aufwand des Prozesses hängt dabei vom Material ab.

Das liegt daran, dass etwa die Leistungsdichte des Trennens von Stahl deutlich niedriger ist als bei der Verarbeitung von Aluminium – immerhin verfügen diese über eine starke Wärmeleitfähigkeit. Je nach verwendetem Material werden daher auch verschiedene Systeme und Verfahren angewendet.

Vor allem Materialien wie Metalle, Holz. Leder, Papier und Kunststoffe können mittels Lasertechnik getrennt werden – und das mit glatten Kanten, welche in der Regel keine weitere Bearbeitung mehr benötigen

Die Vorteile des Laserschneidens

Die Technik des Laserschneidens ist zwar nicht ganz neu, sie gilt aber als aufstrebendes, innovatives Trennverfahren für die Bearbeitung von Kunststoffen, Metallen und Co. Der wohl größte Vorteil ist, dass es wohl kein flexibleres und preiswertes Trennverfahren gibt als das Laserschneiden.

Dabei handelt es sich selbst dann um ein kosteneffizientes Verfahren, wenn nur eine geringe Stückzahl bearbeitet werden soll. Zudem können die Anwender Material vollständig ausnutzen. Durch die präzisen und glatten Kanten sind aufwendige Nachbearbeitungen oft ebenfalls nicht notwendig. Das spart zusätzlich Zeit und Geld.

Je nach System lassen sich Kennzeichnungen und Schneideprozesse parallel durchführen – eine weitere praktische Zeitersparnis für Unternehmen. Auch wenn die Anschaffung von Laserschnittgeräten teuer ist, ist sie auf lange Sicht eine innovative Möglichkeit in der Verarbeitung.

Was ist ein Laser eigentlich genau?

Bei einem Laser handelt es sich vereinfacht gesprochen um Strahlen, die so stark gebündelt werden, dass sie verschiedene Werkstoffe trennen können. Die Laser bestehen dabei aus einem Pumpensystem, dem Lasermedium und einem Resonator.

Der Resonator ist ein Spiegelsystem, welcher das Licht wieder und wieder spiegelt, sodass sich die Intensität deutlich verstärkt. Er ist damit eines der wichtigsten Bestandteile für den gesamten Prozess des Laserschneidens. Unterschieden werden die Laser dabei nach Signalart und Lasermedium.

Die Eigenschaften lassen sich beim Trennverfahren gut einsetzen. Mit ihnen gelingt eine Bearbeitung von fast allen Materialien mit berührungsloser Bearbeitung. Dabei ist es egal, ob dreidimensionale und komplizierte Formen bearbeitet werden sollen, oder ob dünnes Papier getrennt werden soll: Dank der exakten Genauigkeit des Verfahrens lassen sich individuelle und perfekte Ergebnisse erzielen.

Gerade in der Blechbearbeitung ist das Verfahren mit der Hilfe von Lasern geschätzt. Immerhin tragen die Eigenschaften des Lasers dazu bei, dass das Material schnell und genau getrennt bzw. bearbeitet werden kann. Für die Herstellung von Rohren, Abdeckungen und Ronden ein wesentlicher Vorteil. Daher wird auch in der Zukunft der Einsatz der Lasertechnologie ausgebaut werden.