Ist der CO2-Laser tot?

15 mm dickes Edelstahl-Laserteil, das mit dem CO2-Laser geschnitten wurde und ein hervorragendes Schnittbild besitzt! — 15 mm Edelstahl mit dem CO2-Laser geschnitten mit hervorragendem Schnittbild

Man könnte leicht den Eindruck erhalten, dass der CO₂-Kohlendioxidlaser keine besondere Bedeutung in der Schneidindustrie mehr spielt. Die sinkenden Verkaufszahlen von CO₂-Laser Schneidanlagen beflügeln diese Annahme noch mehr. Der Faserlaser hält seinen Siegeszug in fast allen Bereichen der Industrie. In fast allen Bereichen? Warum nur fast alle Bereiche? Sollte es also doch entscheidende Argumente geben, die für den Einsatz des CO₂-Lasers sprechen? Im folgenden Beitrag werden wir hierzu einige Gedanken ausbreiten.

CO2-Laser beim Zuschnitt einer 2 mm dicken Edelstahltafel

Einsatzgebiete und Besonderheiten des CO₂-Lasers

Der CO₂-Laser oder auch Kohlendioxidlaser wird in wikipedia.org gut beschrieben. Wir betrachten hier primär den praxisorientierten Teil - seine Anwendung.

Die Wellenlänge macht den Unterschied

Die Wellenänge des CO₂-Lasers ist ca. 10 mal größer als die des Faserlasers oder des Diodenlasers. Zur Anregung und zur Kühlung benötigt der CO₂-Laser rund drei- bis viermal mehr elektrische Energie als der Faserlaser. Seine Wartungs- und Betriebskosten sind wesentlich höher. Sein Wirkungsgrad schlechter, seine Wartungskosten höher.

Und damit genug der Nachteile. Die ganze Auflistung finden Sie im entsprechenden Kapitel Faserlaser versus CO₂-Laser.

Doch seine Wellenlänge und das damit verbundene physikalische Einkoppelverhalten des Lichts in den zu schneidenden Werkstoff machen den Unterschied.

Auf dem Foto ist ein Laserteil aus Edelstahl mit 15 mm Dicke zu sehen. Dieses Teil besitzt eine hervorragende Schnittflankenqualität und geringe Rauheit. Es wurde mit einem 6 kW CO₂-Laser geschnitten. Dieses Schnittbild ist sehr gut und stellt für den Faserlaser zur Zeit, Stand Sommer 2020, noch eine Herausforderung dar. Wenn es also um den letzten Millimeter an Schnittqualität geht, steht der CO₂-Laser gar nicht so schlecht da. Die Rauheit ist zur Zeit noch geringer als beim Faserlaser.
Sollen Nichtmetalle geschnitten werden, kann der CO₂-Laser aufgrund seiner Wellenlänge punkten. Der Kohlendioxidlaser schneidet Holz, Kunststoffe, Acryl, Glas, Textilien, Stein und vieles mehr. Der Einsatzbereich außerhalb von Metallen ist beim Schneiden mit dem CO₂-Laser damit wesentlich größer als beim Faserlaser.
Die Oberflächenempfindlichkeit des Faserlasers beispielsweise bei gestrahlten Blechen ist aufgrund seiner Wellenlänge höher als beim CO₂-Laser. Durch die mikroskopisch kleinen Berge und Täler, die durch die Kugeln beim Strahlen auf der Materialoberfläche erzeugt werden, wird das Licht des Faserlasers leichter abgelenkt und in bestimmten Extremfällen schneidet der CO₂-Laser aufgrund seiner Wellenlänge an diesem Punkt besser ab. Man darf dabei auch nicht unterschätzen, dass das Licht des Faserlasers wesentlich energiereicher und gefährlicher eingestuft wird, als das des CO₂-Lasers, der sich einfacher abschirmen lässt. Auch beim Schneiden von Rohren gibt es es Einsatzfälle, in denen der CO₂-Laser noch die Nase vorn hat.
Nicht zuletzt kann mit dem CO₂-Laser das Fasen von Schweißkanten einfacher umgesetzt werden, als dies zur Zeit beim Faserlaser der Fall ist. In der Praxis wird man mehr CO₂-Laserschneidmaschinen mit 3D-Fasenkopf finden, als Faserlaser in der Schweißnahtvorbereitung im mittleren Blechdickenbereich. (Stand 2021)

Für den Betrieb, für den diese Argumente ausschlaggebend sind, stellt sich die Frage nach den höheren Betriebskosten und den weiteren Nachteilen des CO₂-Lasers nicht mehr, sondern die Vorteile des CO₂-Lasers überwiegen seine Nachteile. Natürlich gilt dies nur noch für eine kleine Nische der Anwender und damit bremsen diese Vorteile den Siegeszug des Faserlasers nicht aus, doch sei damit klar gestellt, dass der CO₂-Laser NICHT tot ist. Der CO₂-Laser hat seine spezielle Berechtigung für spezielle Anwendungen.