Laserschneiden - das Verfahren im Überblick
Das Laserschneiden ist ein besonderes Verfahren zur Trennung von festen Materialien. Dazu wird das Material durch den Laser stark erhitzt, sodass sich das Material trennt. Aktuell kann jede Art von Feststoff mittels Laser geschnitten werden. Selbstverständlich muss dabei der Laser immer entsprechend angepasst werden.
Das Verfahren im Überblick
Das Laserschneiden von zum Beispiel der Wilsberg Metalltechnik GmbH besteht aus zwei Teilbereichen. Zum einen ist da der fokussierte Laser, der das Material erhitzt. Der zweite Teil ist das Prozessgas, welches konzentrisch zum Laser angeordnet ist. Dieses Gas schützt den Fokus des Lasers vor Spritzern oder abplatzenden Stücken. Darüber hinaus führt es auch den Dreck aus der Schnittfläche. Man unterscheidet zwischen drei Verfahren: das Laserstrahlschmelzschneiden, das Laserstrahlbrennschneiden und das Laserstrahlsublimierschneiden. Diese drei Verfahren bilden jeweils eine andere Schnittfuge.
Beim Laserstrahlschmelzschneiden bildet sich die Schnittfuge durch das konstante Aufschmelzen und Ausblasen des Materials aus. Das Gas ist dabei äußerst reaktionsträge, verhindert allerdings die Oxidation des Werkstoffs. Der Vorteil dieses Verfahrens ist die saubere Schnittkante mit wenig Riefenbildung und wenig Gratbildung an der Unterseite.
Ein anderes Verfahren ist das Laserstrahlbrennverfahren. Hierbei wird der Werkstoff auf Zündtemperatur und dann mittels Sauerstoff verbrannt. Durch die freigewordene Energie durch das Verbrennen wird der Schneidvorgang erheblich beschleunigt. Die freigesetzte Schlacke wird durch den Sauerstoffstrahl ausgeblasen. Die Schnittkanten können bei der Weiterverarbeitung durch die Oxidschicht beeinträchtigt sein. Mit dieser Technik werden hauptsächlich unlegierte Stähle und in Ausnahmefällen auch Edelstähle bearbeitet.
Das Laserstrahlsublimierverfahren versucht nicht den Werkstoff zu verbrennen, sondern zu verdampfen. Hierzu wird der Werkstoff stark erwärmt, während die Dämpfe direkt ausgeblasen werden. Dieses Verfahren überspringt den Punkt des flüssigen Werkstoffs, sondern leitet diesen direkt von Fest zu Gasförmig. Das Prozessgas bläst nicht nur den Dampf aus der Schnittfuge. Es verhindert auch das Kondensieren desselben an der Schnittkante. Als Werkstoffe kommen hauptsächlich Holz, Textilien, Leder sowie homogener wie auch verstärkter Kunststoff zum Einsatz.
Die Vor- und Nachteile gegenüber konventionellen Verfahren
Laserschneiden hat gegenüber den konventionellen Verfahren deutliche Vorteile. Zum einen wäre da die hohe Flexibilität der zu bearbeitenden Werkstoffe. Denn es können so ziemlich alle Werkstoffe bearbeitet werden. Diese Verfahren sind außerdem äußerst wirtschaftlich dank optimaler Materialausnutzung. Darüber hinaus können saubere, schmale und nachbearbeitungsfreie Schnittkanten entstehen. Auch Gravierungen sind gut möglich. Als Nachteile können die hohen Anschaffungskosten, der hohe Gas- und Energieverbrauch sowie der Arbeitsschutz genannt werden, da durch falschen Arbeitsschutz Augen- und Hautschäden entstehen können. Die Leistung ist sogar derart hoch, dass durch reflektierte oder gestreute Strahlen schwere gesundheitliche Schäden auftreten können. Daher werden diese Laser meistens mit einer geschlossenen Kabine ausgeliefert, die auch nur dann geöffnet werden darf, wenn der Laser vollständig abgeschaltet worden ist. Durch immer stärkere Laser wird das Material der Kabine einer starken Belastung unterzogen.
