Beispiel: Von uns recherchierte Hersteller von Laserschneidanlagen in alphabetischer Reihenfolge (Liste unvollständig, ohne Wertung):

• Bystronic
• Esab
• Mazak
• Messer
• Trumpf

Spezielle Hersteller für Faser-Laser bzw. Scheiben-Laser (nur Strahlquelle) (Liste unvollständig, ohne Wertung):

• Bystronic
• Hypertherm
• Kjellberg Finsterwalde
• Trumpf
• ipg-Laser

Spezielle Hersteller für Groß-Laserschneidanlagen, mit Tischgrößen > 10.000mm Länge und 3.000mm Breite (Liste in alphabetischer Reihenfolge, Liste unvollständig):

• Esab
• Messer

Dem Faserlaser wird, u.a. wegen seinem hohen Wirkungsgrad und der exzellenten Strahlqualität, eine große Zukunft eingeräumt - seine Eigenschaften sprechen für sich: Er benötigt nur ca. 1/3 der Leistung des CO2-Lasers und besitzt beim Laserschneiden einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad. Seine Wellenlänge erlaubt es, den Laserstrahl per Glasfaserkabel über größere Entfernungen zu leiten, so dass der Einsatz auch bei großen Tafelformaten von beispielsweise 12.000mm möglich wird.

Der Faserlaser ist eine noch relativ neue Technologie. 2009 hat der Deutsche Brennschneidtag® hierzu Herrn Dr. Andres Wetzig vom Fraunhofer IWS Dresden eingeladen, der die Vorzüge und Eigenschaften dieses Verfahrens vorstellte. Damals gehörte das Schneidforum zu einer der ersten Organisationen, die das Potential dieses Schneidverfahrens bereits erkannte - industrielle Schneidanwendungen waren damals noch nicht weit verbreitet. Das änderete sich mit jenem Kongress sprunghaft.

Das Laserschneiden bietet unter den Schneidverfahren Plasmaschneiden und Brennschneiden die beste Schnittqualität im Hinblick auf Genauigkeit und thermischen Einfluss und hat sich daher in der Industrie schnell seinen Platz erobert. Der mittlerweile rund 30 Jahre bewährte CO2-Laser ist nach wie vor state-of-the-art in der Schneidindustrie und vorerst nicht wegzudenken. Über das Schneiden hinaus existieren weit aus mehr Laseranwendungen im Bereich des Schweissens und der Oberflächenbearbeitung.  

Der bewährte CO2-Laser kann aufgrund seiner Wellenlänge nicht über Glasfaser eingekoppelt werden, sondern der Strahl muss über Spiegel zum Schneidgut geleitet werden. Genau diese Spiegel sind aber auch eine seiner Schwachstellen. Sie verdrecken, sie nutzen ab, sie befinden sich in einer CO2-Schutzgasatmosphäre, sie unterliegen Schwingungen, sind anfällig. Sie begrenzen damit auch den Bau großer Schneidanwendungen.

Die Erzeugung des Strahls mit CO2-angeregten Resonatoren erfordert eine aufwendige Kühlung und erreicht nur einen Wirkungsgrad um die 10%. Schnitte bis 25mm Dicke in Stahl sind mit 6kW-Anlagen möglich. Anlagen mit mehr Leistung existieren zwar, sind aber aufgrund des bescheidenen Wirkungsgrades, der aufzubringenden Energie und den Investitionskosten noch selten in der Industrie anzutreffen.

Da schien es wie ein heller Schweif am Laserhimmel, als der von der Physik seit 20 Jahren bekannte Festkörperlaser sich durch Miniaturisierung und Effizienz zum bezahlbaren Preis präsentierte.

Der Festkörperlaser generiert den Laserstrahl mit Hilfe von Halbleitern, den Festkörper-Pumpen-Dioden. Je nach Hersteller werden dabei andere Strategien eingesetzt, so spricht man bei Trumpf vom Scheibenlaser, bei iPG vom Ytterbium Faserlaser usw. Allen gemein sind die hervorragenden Wirkungsgrade und die besonderen Eigenschaften, die den Festkörperlaser auch im Schneidbereich sehr interessant werden lassen.

Wesentliche Merkmale:

• Wirkungsgrad > 25%, also rund 3 mal so gut wie beim CO2 Laser
• Energieeffizienz bis zu 85% besser gegenüber dem CO2 Laser
• Benötigt erheblich weniger Gas. Der CO2 Laser benötigt für die Übertragung des Strahls CO2-Gas - dies entfällt gänzlich beim Faserlaser.
• Der Kühlaufwand ist geringer
• Kompakte Bauform, Faserlaser sind im Vergleich zu CO2-Lasern sehr klein herzustellen
• Erheblich weniger Wartungsaufwand und wesentlich geringere Betriebskosten, da keine Spiegel, kein CO2-Gas erforderlich sind. Dies kann pro Jahr mehr als 20.000€ an Einsparung ausmachen. Beim CO2-Laser müssen turnusmässig die Resonatoren kalibriert oder ausgetauscht werden, ebenso die Hochgeschwindigkeitsturbinen. 
• Durch seine Robustheit eignet sich der Faserlaser sogar für den Einsatz in Ergänzung mit dem Plasmaschneidverfahren auf einer Schneidanlage, weitere Kombinationen sind denkbar!
• Aufgrund der Wellenlänge lässt sich der Strahl per Glasfaser verlustarm über weite Strecken leiten, dadurch Einsatz in Brennmaschinen für große Portale möglich. Das Glasfaserkabel kann sogar durch Energieketten geführt werden.
• Aufgrund der Wellenlänge absorbiert das Metall die Laserenergie besser, der Strahl kann besser eingekoppelt werden, dadurch höhere Schnittgeschwindigkeiten möglich. Auch ist dadurch das Schneiden von Kupfer und Messing möglich. Beispiel: beim Schneiden von Stahl bis 6mm Dicke, verfügt der Faserlaser mit 1,5kW die Schnittgeschwindigkeit eines 3kW CO2-Lasers.
• Faserlaser sind hingegen weniger geeignet für das Schneiden von Acryl oder Polycarbonat, auch bei Holz und Stoffen ist der Einsatz eingeschränkt.
• Höhere Ertragsleistung des Faserlasers aufgrund der guten Einkopplung des Lichts
• Nachteil: Aufgrund der Wellenlänge höhere Schutzmassnahmen (Schutz der Augen) erforderlich
• Aufgrund der Wellenlänge sind die Schnittspalte besonders schmal - gut für den Abtrag und die Komplexität filligraner Konturen, schlecht für die maximal erzielbare Dicke, da zu wenig Material ausgeblasen werden kann, damit ist der Dickeneinsatz zur Zeit noch begrenzt

Die Vorteile der wesentlich geringeren Betriebskosten werden vom Markt gerne aufgenommen und beflügeln damit die Forschung und Entwicklung weiter. Wir vermuten, dass in wenigen Jahren der Faserlaser den CO2-Laser einholen wird. 

Bisher findet man den Einsatz des Faserlasers im Stahldickenbereich unterhalb von 10mm. Wobei natürlich der mittlere Bereich sehr gut von Plasma beherrscht wird, wenn auch die absoluten Genauigkeiten der Zuschnitte beim Plasmaschneiden keine kleinen Toleranzen zulassen.

Aufgrund seiner Robustheit und seiner Physik eignet sich der Faserlaser besonders in rauen Umgebungen und im Einsatz auf großen Maschinen. Damit verwundert es nicht, dass renommierte Brennschneidmaschinenhersteller sich diesem Thema besonders gewidmet haben und bereits erste Installationen mit den Faserlaser in Stahl-Service-Centern realisiert wurden.  

Kommen wir zurück auf den provozierenden Titel des Beitrags:
Ist der Faser-Laser echte Konkurrenz zum CO2-Laser?

Wir vom Schneidforum glauben, dass der Faserlaser eher eine willkommene Ergänzung ist. Er betritt zur Zeit eine spezielle Nische, einen Blechdickenbereich, der zur Zeit eher im Dünnblechbereich angesiedelt ist, und besitzt spezielle Eigenschaften, die ihn für spezielle Einsatzzwecke prädestinieren. Bevor man sich für ein System entscheidet, sollten in jedem Fall alle Vor- und Nachteile mit den Herstellern ausführlich besprochen werden, um sicher zu gehen, auch das Werkzeug anzuschaffen, dass am besten zu seinen Anforderungen passt. Erst die Zukunft wird entscheiden, wie die Einsatzzahlen sich darstellen werden. In jedem Fall sind seine geringen Betriebskosten, seine Energieeffizienz und seine Einsatzmöglichkeiten einen Gedanken wert.