In der Industrie werden verschiedene Methoden eingesetzt, um Materialien zu trennen und in passende Stücke zuzuschneiden. Eines dieser Verfahren ist das Laserschneiden. Das innovative Trennverfahren ist zwar nicht die günstigste Alternative, punktet allerdings mit einigen Vorteilen.
Generell unterscheidet man zwischen mechanischen und thermischen Trennverfahren. Außerdem gibt es noch die moderne Technik des Wasserstrahlschneidens, die genau genommen in keine dieser Kategorien fällt. Welches Verfahren eingesetzt wird, hängt von der Härte des Stoffes ab. Mechanische Trennverfahren wie Sägen, Fräsen oder Schleifen sind für manche Stoffe nicht geeignet.
Was versteht man unter Laserschneiden?
In der modernen Industrie ist die Lasertechnik zum unverzichtbaren Werkzeug geworden. Ein Laserschneider arbeitet mit gebündelten Lichtstrahlen. Diese werden mit Hilfe von Kristallen (bei einem Festkörperlaser) oder Gasen (CO2 Laser) erzeugt. Besonders wichtig für das präzise Arbeiten ist ein ausgeklügeltes Linsensystem, die den Strahl auf eine winzige Stelle auf der Werkstoffoberfläche fokussiert.
Das Lichtbündel bringt den Werkstoff zum Schmelzen oder Verdampfen und wird an dieser Stelle getrennt. Der Laserstrahl bewegt sich mit Geschwindigkeiten bis zu 40m/min weiter, somit ist eine scharfe Kante und ein sauberes Schnittergebnis garantiert. Unternehmen wie Kovinc Metallbearbeitung GmbH haben sich auf diese Schneidtechnik spezialisiert, die einen hauchdünnen Spalt ermöglichen.
Generell können alle schmelzbaren Stoffe mittels Laserschneidtechnik getrennt werden. Die Dicke des Materials darf dabei bis zu 50mm betragen. Welche Stoffe werden bevorzugt mit dieser Technologie bearbeitet?
- Stahl
- Aluminium
- Messing
- Kunststoffe
- Leder
- Holz
- Papier
Nahezu jedes Material kann also mit Laser bearbeitet werden.
Welche Vorteile bietet die Technik?
Das Laserschneiden bietet viele Vorteile. Ist die Schneideanlage erst einmal installiert, kann man das Gerät bereits bei einer geringen Stückzahl kosteneffizient einsetzen. Kaum ein anderes Verfahren ist flexibler als diese Methode. Mittels Laser ist das punktgenaue Trennen von Dünnblechen und dreidimensionalen Werkstoffen möglich.
Auch Rohre können mit dieser Methode präzise geschnitten werden. Vor allem in der Schnitttechnik von dünnen Blechen ist die Lasermethode unübertroffen. Besonders gerne wird das Laserschneiden bei komplexen Konstruktionen angewendet. Auch rechtwinkelige Schnittkanten sind durchaus keine Schwierigkeit, wenn man einen Laserschneider einsetzt. Möchte man eine große Stückzahl mit Laser bearbeiten, lassen sich die Abläufe gut automatisieren.
Bei der Bearbeitung durch einen Laser kommt es kaum zu Wärmeentwicklung, daher verziehen die Werkstoffe nicht und können gut weiterverarbeitet werden. Die Schnittfugenbreite ist mit nur 0,2 bis 0,4mm äußerst gering. Nicht zuletzt punktet die Laserschneidtechnik mit ihrer hohen Schneidgeschwindigkeit, gerade bei dünnen Blechen.
Was gibt es bei der Laserschneidtechnik zu bedenken?
So viele Vorteile die Laserschneidtechnik bietet, es dürfen die Nachteile nicht unerwähnt bleiben. An erster Stelle stehen die hohen Investitionskosten. Eine Laserschneidemaschine ist kostenintensiv und es lohnt sich nicht für jede Firma, eine eigene Anlage anzuschaffen. Weitere Nachteile sind:
- Nur Materialien in ausgezeichneter Qualität können mit Laserschneider präzise bearbeitet werden
- Die Dicke des Materials ist begrenzt: bei Baustahl auf 20-25 mm, bei Aluminium 10 mm)
- Bei dickeren Blechen kann es zu Unregelmäßigkeiten in der Schnittfläche kommen
- Oberste Präzision während des Schnittvorgangs ist nötig: die Abstandsführung zum Werkstoff muss während des gesamten Bearbeitungsvorgangs konstant gehalten werden
- Hoher Energieverbrauch
- Schutzgase müssen eingesetzt werden
Einer der größten Nachteile vom Umweltaspekt her ist der Einsatz von Schutzgasen. Allerdings halten metallverarbeitende Betriebe, die mit Laserschneidtechnik arbeiten, hohe Umweltauflagen ein. Auch in Sachen Arbeitsschutz sind Maßnahmen notwendig, wenn man sich für die Laserschneidtechnik entscheidet.
Bei diesem Verfahren ist der Laserstrahl derart stark, dass die beim Schnittvorgang reflektierten Strahlen zu Schäden an der Haut oder an den Augen führen können. Aus diesem Grund arbeiten die Maschinen zumeist in geschlossenen Räumen. Der Zutritt für die Mitarbeiter wird nur dann gestattet, wenn der Laser ausgeschaltet ist.
Bei der Laserschneidtechnik müssen daher in den Punkten Umwelt- und Mitarbeiterschutz diverse Maßnahmen festgelegt werden, um sicheres Arbeiten zu gewährleisten.
Welche anderen Trennverfahren gibt es?
Beim Plasmaschneiden handelt es sich ebenfalls um ein thermisches Trennverfahren, wobei für den Schnitt Lichtbögen eingesetzt werden. Unter der Verwendung von Strom erzeugt das Gerät einen Lichtstrahl zwischen der Elektrode und dem zu bearbeitenden Werkstoff.
Dieses Verfahren punktet mit einer sehr hohen Schnittgeschwindigkeit und der guten Automatisierbarkeit. Gerade für Baustahl mit bis zu 30 mm Durchmesser ist dieses Verfahren die bevorzugte Methode. Im Vergleich zur Laserschneidtechnik ist die Schnittfuge dabei etwas breiter.
Beim Wasserstrahlschneiden wird wie der Name schon sagt ein hauchdünner, äußerst scharfer Wasserstrahl zum Trennen von Materialien verwendet. Mit dieser Methode sind sehr feine Konturen schneidbar. Im Gegensatz zum Laser- und Plasmaschneiden gibt es dabei keinerlei thermische Einwirkungen auf das Material.
Somit kommt es auch zu keinerlei Rauch- oder Dampfentwicklung. Allerdings muss man bedenken, dass es in der Natur dieser Technik liegt, dass sämtliche Werkstoffe nass werden. Außerdem ist die Schnittgeschwindigkeit deutlich geringer als bei den beiden anderen genannten Methoden.
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