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Theorie und Praxis des Laserschneidens

 

Die Möglichkeit unterschiedlichste Materialien wie Holz, Textilien, Acryl oder Metall mit Hilfe geeigneter Laser zu bearbeiten, bietet vielfältige Anwendungsoptionen, die sich schon bei geringen Stückzahlen realisieren lassen. So können unter anderem aus Acryl ansprechende Dekorationsutensilien für den Werbemarkt gelasert werden, Holzflächen graviert und beschriftet werden sowie Folientastaturen oder Verpackungen hergestellt werden. Zahlreiche Firmen haben sich im Bundesgebiet auf diese Technik spezialisiert. Sie sind z.B. in Nordrhein Westfalen unter dem Stichwort „laserschneiden nrw“ zu finden.

Das Verfahren
Bei dem verwendeten Laserschneiden oder auch Laserstrahlschneiden handelt es sich um ein thermisches Verfahren bei dem sowohl eindimensionale Platten als auch dreidimensionale Körper bearbeitet werden können. Entscheidend sind die Laserstrahlquelle, die Laserstrahlführung und der Bearbeitungskopf, auch Fokussieroptik genannt, mit der Schneiddüse. Beim Bearbeitungsvorgang wird der von der Quelle ausgehende Strahl über Lichtleitkabel oder über Spiegel zum Bearbeitungskopf gelenkt. Hier wird der Laserstrahl gebündelt und erzeugt somit die benötigte Schneidenergie. Mit Lichtleitkabeln arbeiten sogenannte Nd:YAG-Laser und Faserlaser, Spiegel kommen bei CO2- (also Kohlendioxid-)Lasern zum Einsatz.

Der Prozess
Der Prozess des Laserschneidens basiert auf zwei Teilprozessen, die gleichzeitig ablaufen. Zum einen wird der gebündelte Laserstrahl zur Schneiddüse gelenkt und kann so zielgenau die benötigte Energiemenge auf das Material aufbringen. Zum anderen tritt aus der Schneiddüse das Prozessgas aus, das den Bearbeitungskopf vor Verunreinigungen schützt und gleichzeitig den durch den Schneidvorgang abgeriebenen Werkstoff entfernt. Dieser abgeriebene Werkstoff kann als Flüssigkeit oder Dampf entweichen. Die Entscheidung welcher Laser zum Einsatz kommt hängt vom Material an sich und seiner Wärmeleitfähigkeit ab, da gut wärmeleitende Metalle einen großen Teil der eingebrachten Strahlung reflektieren und sich so kaum erhitzen. Hier finden vor allem Nd:YAG-Laser ihren Einsatz, da sie durch ihre Kurzwelligkeit den Vorteil bieten, den Laserstrahl durch ein Glasfaserkabel zu leiten.

Die Anwendung
Mit dem Verfahren des Laserschneidens sind abhängig vom Lasertyp alle Materialien schneidbar und dies ab einer geringen Mindeststückzahl und einer hohen Flexibilität. Das macht den Einsatz von Laserschneideanlagen gerade in diesen Bereichen attraktiv, in denen die Herstellung eines Prototypen bzw. einer Stanzform zu kostenintensiv ist. Ein weiteres Beispiel hierfür ist das Rapid Prototyping für Faltschachteln, da gerade in der Verpackungsindustrie individuelle Lösungen gesucht werden. Im Bereich der technischen Textilien, wie z.B. der Dämmstoffe, aber auch der Natur- und Kunstfasern kann unabhängig von der Materialbeschaffenheit punktgenau gelasert werden. So etwa beim Kiss Cut: Hierbei wird nur die obere Lage eines Materials geschnitten, ohne das Trägermaterial zu beeinträchtigen. Aufkleber und Labels können so sauber abgetrennt werden.

Die Einsatzmöglichkeiten des Laserschneidens sind also so vielfältig wie die Kundenwünsche, ob im industriellen, wissenschaftlichen oder privaten Bereich.

Die Firma Scriptus.com freut sich über Ihre Anfragen und Wünsche oder Anregungen.

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