Laserschneiden wird durch Schmelzen, Brennen und Verdampfen von Materialien mit Laserstrahlen und aktiviertem oder inertem Gas auf CNC-Maschinen erreicht. Vorteile vom Laserscheiden im Übersicht.

Laser in moderner Anwendung

Laser ist ein Akronym, das von den englischen Wörtern “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” abgeleitet ist. Der Laser erzeugt monochromatisches, kohärentes und gerichtetes Licht. Die entscheidende Besonderheit dieses industriellen Prozesses ist seine Fähigkeit, auf einen Punkt mit kleinem Durchmesser (<1 mm) zu fokussieren, was mit der gleichen Anwendung von natürlichem Licht nicht möglich wäre.

 

Der Laser wird heute viel häufiger in der Technik eingesetzt, und die Hauptvorteile seines Einsatzes liegen darin, dass er in fast allen Branchen eingesetzt werden kann. Diese Technologie hat viele Vorteile, aber auch Nachteile. Experten sind sich einig in der Anerkennung der positiven Eigenschaften vom Laserschneiden wie: hohe Leistung bei geringem Wärmeeintrag und kleiner thermischer Einwirkungsfläche, vernachlässigbare Verformung des Bearbeitungsmaterials, hochwertiger Schnitt, hohe Flexibilität. Wie gesagt, diese Technologie hat ihre Nachteile – sie ist teuer. Sie können jedoch durch hohe Produktivität und hohe Schnittqualität ausgeglichen werden.
Laserschneiden wird durch Schmelzen, Brennen und Verdampfen verschiedener Materialien erreicht. Dabei ist das Schneiden vom Metall sehr populär.  Es werden Laserstrahlen und aktiviertes oder inertes Gas verwendet. Diese Technologie wird auf CNC-Laserschneidmaschinen mit gasförmigen oder festen Medien durchgeführt. Die Qualität der Verarbeitung selbst hängt von der Wahl geeigneter Parameter bei der Verarbeitung ab.

 

Laserschneiden: moderne Metallbearbeitungstechnik

Vorteile vom Laserschneiden sind in alltäglicher Anwendung sichtbar. Beim Laserschneiden wird die Effektivität des Prozesses selbst weniger von Härte, Festigkeit und Zähigkeit als von physikalischen Eigenschaften wie elektrischer und thermischer Leitfähigkeit beeinflusst. Beim Laserschneiden ändern sich oft die mechanischen Bearbeitungsarten (zB Bohren oder Stanzen). Bei einigen Materialien wie Stahl- oder Aluminiumblechen hat das Laserschneiden gegenüber dem Plasma den Vorteil, dass es Energie spart und ein präziseres Schneiden ermöglicht. Ein großer Vorteil des Laserschneidverfahrens sind darüber hinaus die geringen strukturellen und chemischen Veränderungen, die während des Prozesses auftreten. Bei mechanischen Arten der Materialbearbeitung sind solche Veränderungen nicht zu vernachlässigen. Einer der größten Nachteile der Lasermaterialbearbeitung ist die Tatsache, dass größere Materialien nicht dem Laserschneidprozess unterzogen werden können. Der Prozess der Laserbearbeitung von Materialien basiert auf der Verwendung konzentrierter Photonenenergie, die durch Erhitzen, Schmelzen, Verbrennen oder Verdampfen auf eine sehr kleine Oberfläche des zu bearbeitenden Materials gerichtet wird. Es ist seiner Natur nach ein thermischer Prozess, der gerichtete Laserstrahlen und aktives oder inertes Gas kombiniert. Auf der behandelten Oberfläche wird eine Kerbe erzeugt, wonach der Laserstrahl zum Schmelzen des Materials geleitet wird, während das Gas unter Druckeinwirkung das geschmolzene Material von der Kerbe wegbläst.

 

Der Mechanismus dieses Verfahrens ist unterteilt in:

1. Schmelzlaserschneiden (Inertgasschneiden)
2. Laserschneiden durch Verbrennung
3. Laserschneiden durch Verdampfen.

Fusionslaserschneiden

Der Prozess des Laserschneidens durch Schmelzen zielt darauf ab, das zu bearbeitende Material so aufzuschmelzen, dass das Material zuerst durch einen Laserstrahl geschmolzen wird und dann das geschmolzene Material durch einen Inertgasstrahl unter hohem Druck weggeblasen wird. Ein solches Schneidprinzip erfordert keine hohe Energieeffizienz in Bezug auf das Schneiden durch Verdampfen. Als Inertgas wird Stickstoff verwendet, entweder in Kombination mit Argon oder allein Argon anstelle von Stickstoff. Inertgas dient als Schutz gegen äußere Verunreinigungen. Diese Art des Laserschneidens wird für alle Arten von Metallen verwendet, insbesondere für Edelstahl, Aluminium und Titanlegierungen. Es wird auch in nicht schmelzenden Nichtmetallen verwendet. Der resultierende Schnitt ist von hoher Qualität und weist die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie das Hauptmaterial auf.

 

Laserschneiden durch Verbrennung und Verdampfung

Beim Brennschneiden erfolgt die Erwärmung des Materials durch Fokussierung des Laserstrahls in einer Oxidatmosphäre, in der die exotherme Oxidation des Werkstücks und des Hilfsgases gefördert wird. Diese Technik wird zum Schneiden von Stahl und Edelstahl verwendet und wird je nach Qualität des Endergebnisses mit dem Präzisionsgas- und Plasmaschneiden verglichen. Das aktive Hilfsgas ist Sauerstoff oder ein sauerstoffreiches Gemisch.

 

Beim Laserschneiden durch Verdampfen wird das Material über die Schmelztemperatur erhitzt, wonach es verdampft. Ein Gasstrahl wird verwendet, um das verdampfte Material auszublasen. Diese Technik wird verwendet, um Materialien wie Acryl, Polymer, Holz, Papier, Leder und bestimmte Keramikmaterialien zu schneiden. Die Bearbeitungsparameter zum Schneiden solcher Materialien werden anhand ihrer thermischen Eigenschaften bestimmt. Dieses Verfahren ist beim Schneiden von Metall am langsamsten, eignet sich jedoch für die Bearbeitung komplexer Positionen mit einem engen Toleranzbereich.

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