Schneiden mit dem Faserlaser, Vor- und Nachteile

• Es schien wie ein heller Schweif am Laserhorizont, als der von der Physik seit rund 40 Jahren bekannte Festkörperlaser sich durch Miniaturisierung und Effizienz zum bezahlbaren Preis als Faserlaser präsentierte.
• Der Festkörperlaser generiert den Laserstrahl mit Hilfe von Halbleitern, den Festkörper-Pumpen-Dioden. Je nach Hersteller werden dabei andere Strategien eingesetzt. Am Markt trifft man unter anderem auf Scheibenlaser, Ytterbium Laser und Diodenlaser u.s.w.. Allen gemein sind die hervorragenden Wirkungsgrade dieser zu den Festkörperlasern zählenden Gattung und die besonderen Eigenschaften, die den Faserlaser auch im dicken Schneidbereich sehr interessant erscheinen lassen.
• Noch vor rund einem Jahrzehnt konnte man in einschlägiger Fachliteratur lesen, dass Diodenlaser für die Materialbearbeitung ungeeignet seien, da diese nicht genügend Leistung zur Verfügung stellen können - doch dies ist längst Geschichte.

Was macht ihn so besonders? Wie konnte er so schnell den Schneidmarkt erobern?

Wir sehen einen möglichen Grund der schnellen Verbreitung in Industrie und Handwerk in seiner Entwicklungsgeschichte. Sein Leistungspotential verhält sich ähnlich wie wir es aus der Computer- und Halbleiterindustrie erleben: In einem gewissen zeitlichen Turnus, beim Computer ca. alle zwei Jahre, verdoppelt sich die Integrationsdichte der Transistoren und Speicherchips, so dass man in kurzen Intervallen zum gleichen oder niedrigeren Preis die nahezu doppelte Leistung erhält. Analog dazu verhält es sich beim Faserlaser, bei dem ebenso in kurzen Zyklen seine Leistung signifikant erhöht und gleichzeitig sein Preis reduziert wurde! Eine optimale Eigenschaft, um hohe Marktanteile zu gewinnen.

So verwundert es kaum, dass bereits 12 Jahre später Faserlaser mit 30 kW Leistung auf dem Markt verfügbar sind zum annähernd gleichen Preis, wie eine 3 bis 4 kW-Anlage in der Startphase.

• Der Faserlaser besitzt einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad von über 30%, mittlerweile erreichen bestimmte Laserarten auch über 40%
• Der Faserlaser benötigt nur ca. 1/3 der Leistung des CO₂-Lasers
• Seine Wellenlänge erlaubt es, den Laserstrahl per Glasfaserkabel über größere Entfernungen zu leiten
• Seine Wellenlänge lässt sich sehr gut in Stahl einkoppeln, so dass hohe Schnittgeschwindigkeiten bzw. Schnittdicken erreicht werden
• Die Wellenlänge des Faserlasers erlaubt auch das Schneiden von Buntmetallen, mit denen der CO₂-Laser bisher seine Probleme hatte
• Extrem dünner Schnittspalt, so dass der Materialaustrag geringer ist und noch filigranere Konturen erzeugt werden können
• Der Faserlaser ist robuster und wartungsärmer als der CO₂-Laser
• Geringere Schnittkosten als beim CO₂-Laser und in bestimmten Blechdicken auch geringer als andere Schneidverfahren
• Sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten erzielbar

Im Vergleich der Schneidverfahren haben wir eine tabellarische Gegenüberstellung der Eigenschaften aufgestellt.

Nachteile

• Aufgrund der Wellenlänge höhere Schutzmaßnahmen (Schutz der Augen) erforderlich
• Faserlaser sind hingegen weniger geeignet für das Schneiden von Acryl oder Polycarbonat, auch bei Holz und Stoffen ist der Einsatz eingeschränkt.
• Die Rauheit der Schnittkanten ist in den oberen Dickenbereichen zur Zeit noch die Achillessehne der Faserlaser, insbesondere im direkten Vergleich zum Plasmaschnitt, der in dieser Disziplin den Klassenprimus darstellt. Doch neuste Entwicklungen der Maschinen- und Anlagenhersteller auf diesem Sektor zeigen, dass auch hier der Faserlaser in Kürze erheblich aufholen wird. Schon jetzt zeigen Neuentwicklungen bei Abmessungen von bis zu 15/20 mm Materialdicke erstaunlich gute Rauheitswerte und Faserlaser verschiedener Hersteller erreichen bereits, Stand Anfang 2019, die Rauheitswerte auf dem Niveau des CO₂ Lasers. 
• Aufgrund der Wellenlänge sind die Schnittspalte besonders schmal - dies ist gut für einen geringen Abtrag und auch für das Schneiden von filigranen Konturen mit hoher Komplexität - negativ ist es jedoch für die maximal erzielbare Dicke, da zu wenig Material ausgeblasen werden kann, so dass der Dickeneinsatz zur Zeit noch begrenzt ist. Doch neuste Entwicklungen durch Strahlaufweitungen erlauben die "künstlich" vergrößerte Schnittspaltanpassung, so dass dieser Nachteil bereits kompensiert werden konnte und somit auch Dicken bis 50 mm Stahl geschnitten werden können (Stand 2017/2018). Doch auch dies ist Geschichte: Hersteller moderner Faserlaserschneidmaschinen haben eine Vielzahl an Methoden entwickelt, durch die der Strahldurchmesser für Dickblechanwendungen aufgeweitet werden kann. Beispielsweise lässt man den Strahl oszillieren. Die dynamische Strahlformung beim Faserlaser erzeugt quasi ein Strahlbewegungsmuster, das darüber hinaus noch eine bessere Schnittqualität erzeugen kann. Andere Verfahren nutzen zwei Glasfaserleitungen mit unterschiedlichen Durchmessern, um zwei verschieden dicke Strahldurchmesser zu erzeugen.

Die Vorteile der wesentlich geringeren Betriebskosten und signifikant höheren Schnittgeschwindigkeiten werden vom Markt gerne aufgenommen und beflügeln damit die Forschung und Entwicklung der Faserlaser. Fand man in der Startphase den Einsatz des Faserlasers häufig im Stahldickenbereich unterhalb von 10 mm, so verschob sich der Einsatzbereich immer mehr in den Mittelblechbereich hin zu der 25 mm Marke. Aktuelle Entwicklungen gehen weit über die 25 mm Marke hinaus. Faserlaser sind heute (Stand 2026) in der Lage über 60 mm dicken Baustahl oder Edelstahl problemlos zu schneiden.

Aufgrund seiner Robustheit und seiner Physik eignet sich der Faserlaser auch für Betriebe aus dem Metall- und Maschinenbau und sogar im Einsatz bei großen Blechtafeln.