Laser Wissen

Laserschneiden
Laserschneiden mit dem Faserlaser

Das Laserstrahlschneiden oder auch Laserbrennschneiden oder kurz Laserschneiden, ist in der Metallbearbeitung schon lange nicht mehr weg zu denken. Ob beim Fügen, Trennen oder dem Beschichten - immer mehr Einsatzgebiete erschließt das einzigartige, kohärente Licht bzw. die kohärenten Lichtstrahlen. Der Begriff „Laser“ ist eine Abkürzung, die für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ steht. Übersetzt bedeutet dies „Licht-Verstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung". Wir betrachten hier weniger die theoretischen Grundlagen der Laserstrahlschneidtechnologie, auch weniger das Fügen, sondern konzentrieren uns auf das Laserschneiden, insbesondere von Metall, unter Berücksichtigung der praxisrelevanten Eigenschaften, wobei wir dabei vom Laserstrahlbrennschneiden bzw. Laserstrahlschmelzschneiden reden.

Dass der Laser in der Medizin aber auch in der Industrie nicht mehr wegzudenken ist, ist weitläufig bekannt. Der Laser findet seinen Einsatz bei Scannern für selbstfahrende Fahrzeuge oder zur Vermessung von Gegenständen. 
Doch die neusten Laser-Applikationen versetzen immer mehr Akteure ins Staunen und manche der hier vorgestellten Laseranwendungen  gelten bereits als Standard: 


Beispiele für bahnbrechende zukünftige Laseranwendungen

  1. Mit Hilfe des Lasers um die Ecke sehen
  2. Mit Hilfe des Lasers holographische Bilder im freien Raum erzeugen, die auf Berührung reagieren, wie mit einer Tastatur
  3. Mit Laserscannern die Straße nach verdeckten Schlaglöchern abscannen und das auf 4m Breite bei einer Scangeschwidigkeit von 100 km/h
  4. Mit Laser Unkraut auf Feldern und in Gärten beseitigen, natürlich von fliegenden Drohnen
  5. Mit dem Laser Sprengstoff aus 100m Entfernung erkennen, auch durch Koffer hindurch
  6. Laser als Ersatz für Xenon-Lampen in Kraftfahrzeugen - heute bereits Standard
  7. Laserstrahl ersetzt Zündfunke in Verbrennungsmotoren
  8. Laserbohrer für die fast schmerzfreie Karriesbehandlung - heute machbar
  9. Laser erzeugt Regentröpfchen in der Luft, zwecks Wetterbeeinflussung
  10. Lasereinsatz bei 3D-generativem Verfahren erzeugt Gegenstände aus pulverisiertem Material bestehend aus Stein, Metallen, Kunststoffen etc., die komplexere Geometrien und Strukturen aufweisen können, als Gegenstände, die durch konventionelle Bearbeitungen (Fräsen, Drehen, Schweißen etc.) gewonnen werden - heute bereits Standard.

Nicht jede der hier vorgestellten Laser-Innovationen ist schon alltagstauglich - aber es ist ein Beleg für die Schaffenskraft menschlichen Erfindungsgeistes und die vielfältigen Möglichkeiten dieser kohärenten Strahlung. Und wir stehen erst am Anfang. 


 

Der Co2-Laser hat Konkurrenz bekommen - den Faserlaser

Edelstahl 15mm dick, mit Co2-Laser geschnitten
CO2-Laserschnitt an 15mm dickem Edelstahl - exzellente Oberfläche und hohe Genauigkeit, besser als ± 2 Zehntel Millimeter. Der Schnitt wäre mit Plasma so nicht möglich!

Der Faserlaser ist eine noch relativ junge Technologie. 2009 hat der Deutsche Brennschneidtag® hierzu Herrn Dr. Andreas Wetzig vom Fraunhofer IWS Dresden eingeladen, der die Vorzüge und Eigenschaften dieses Verfahrens vorstellte. Mittlerweile hat diese Schneidtechnologie einen wahren Boom erlebt. Das Laserschneiden bietet unter den Schneidverfahren Plasmaschneiden und Brennschneiden die beste Schnittqualität im Hinblick auf Genauigkeit und thermischen Einfluss. Es hat sich, wie von uns erwartet, daher schnell in Industrie und Handwerk seinen festen Platz erobert. 2009 besaß noch kein Kongressteilnehmer ein solches Schneidverfahren in seiner Produktion. Noch im gleichen Jahr erhielten die ersten Maschinenhersteller Aufträge zum Bau derartiger Lasersysteme. Die Wachstumsraten in diesem Genre waren und sind so hoch, dass bereits nach ca. 5 Jahren die ersten Laserhersteller einen rund 50% Bestelleingang bei Faserlasersystemen verbuchen konnten und so den bisherigen State-of-the-art CO2-Laser ergänzen oder gar ablösten.

Auch wenn der thermische Einfluss beim Zuschnitt eines Laserteils geringer ist als bei den anderen thermischen Schneidverfahren Plasma und Autogen, so ist doch die Randaufhärtung beim Laser höher. Wer hätte das vermutet! 

Auch die Rauheit an den Schnittkanten ist, nein war, bei Faserlaser geschnittenen Teilen erheblich größer als bei Co2-erzeugten Zuschnitten. Bestimmte Wellenlängen, Gaseinstellungen, Strahlfokussierungen, dynamische Strahlformungen etc. erlauben dem Faserlaser das Erreichen besserer Rauheitsgüten im Dickblechbereich sogar oberhalb von 20 mm. Doch es zeigt mal wieder umso mehr, wie hoch das Entwicklungspotential des Lasers ist, dass dieses kohärente Licht mit sich bringt. 

 

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