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Wie funktioniert das Laserschneiden von Metall?
Im Inneren der Laserquelle werden leistungsstarke Dioden verwendet, um Licht zu erzeugen. Dieses Licht wird in eine spezielle optische Faser geleitet, die als Verstärkungsmedium dient. Durch einen Prozess namens stimulierte Emission wird das Licht in der Faser verstärkt und zu einem kohärenten Laserstrahl gebündelt. Der erzeugte Laserstrahl wird dann durch ein komplexes optisches System – dem Schneidkopf – geleitet, das ihn auf einen winzigen Punkt auf dem Werkstück fokussiert. Dazu bitte die Darstellung in der Grafik beachten.
Wenn dann der hochkonzentrierte Laserstrahl durch die Schneiddüse hindurch auf das Metall trifft, wird die Oberfläche extrem erhitzt. Das Metall schmilzt dadurch an der sogenannten Einstichstelle und verdampft teilweise. Ein Schneidgas, oft Sauerstoff oder Stickstoff, bläst das übrige, geschmolzene Material aus der Schnittfuge und verhindert, dass sich wieder geschmolzenes Material ablagert. In speziellen Fällen kann auch ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff als Gas verwendet werden. Dieses so genannte Mischgas oder Mixgas hat gegenüber der Verwendung von reinem Sauerstoff oder Stickstoff einige Vorteile. Weiterführende Informationen finden Sie auf unserer Info-Seite zum Mischgasschneiden.
Durch die kontinuierliche Bewegung des Laserstrahls entsteht eine schmale, saubere Schnittkante. Die Schnittkante weißt ein typisches Rillenmuster auf, welches durch die Bewegung des Schneidkopfs ihre Form erhält. Ein Schutzglas im Schneidkopf verhindert die Verschmutzung der Linsen im Schneidkopf durch Partikel, die durch das Aufschmelzen des Werkstoffs und durch den Einstichvorgang entstehen. Ein verschmutztes Schutzglas beeinflusst die Qualität des Laserschnitts und muss bei Verschmutzung gereinigt oder bei starker Verschmutzung sogar getauscht werden. Zum Tausch des Schutzglases wird eine spezielle Kammer mit einem Überdruck eingesetzt, um eine Verschmutzung des Schneidkopfes und der optischen Elemente darin zu verhindern.
Unsere Maschinen eigenen sich nur zum Metall Laserschneiden. Neben Stahl und Edelstahl Laserschneiden können wir auch Aluminium Laserschneiden. Durch den Einsatz des Fiberlasers können wir auch Kupfer Laserschneiden.
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Welche Tafelformate gibt es bei Blechen?
Bleche werden in verschiedenen Tafelformaten produziert: Kleinformat, Mittelformat, Großformat und Maxiformat. Die richtige Wahl optimiert den Materialeinsatz und reduziert Verschnitt. Darüber hinaus können auch Sonderformate bei den Herstellern geordert werden, dies empfiehlt sich beispielsweise bei großen Bauteilen oder großen Stückzahlen zur Reduktion des Verschnitts. In der folgenden Grafik sind die verschiedenen Formate gegenüber gestellt und die genauen Größen angegeben.
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Was braucht man zum Laserschneiden?
Für das präzise Laserschneiden von Metall benötigen Sie eine exakte Materialangabe – idealerweise mit der entsprechenden Werkstoffnummer – sowie die gewünschte Materialstärke, die bei uns in der Regel zwischen 0,5 und 30 mm liegt. Abhängig von der Teilegröße sollte die Blechtafel in passender Größe vorliegen, damit sie von der Laserschneidmaschine bearbeitet werden kann – dazu verweisen wir auf das Bild mit den Tafelgrößen oben. Essentiell sind zudem saubere, gut lesbare Zeichnungen fürs Laserschneiden. Weitere Details finden Sie in unserem weiterführenden Wiki-Eintrag zu den Dateiformaten.
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Was kostet eine Stunde Laserschneiden?
Die Kosten für eine Stunde Laserschneiden liegen in der Regel zwischen 130 und 180 EUR. Es spielen mehrere Faktoren eine Rolle: Die Materialgüte und -dicke wirken sich direkt auf den Energieverbrauch sowie die Gaskosten aus. Auch die Wahl des Schneidgases hat einen Einfluss auf den Stundensatz einer Laserschneidmaschine. Zusätzlich kann die Häufigkeit des Materialwechsels – also wie oft das Material ausgetauscht werden muss – einen Unterschied machen. Zusätzlich beeinflusst die Handhabung, also wie schwer es ist, die einzelnen geschnittenen Teile vom Maschinentisch zu entnehmen den Stundensatz, da eventuell zusätzliches Personal oder spezielle Hebezeuge erforderlich sind. Schicken Sie uns bitte Ihre Anfrage und wir erstellen für Sie ein Angebot für Ihre Laserteile!
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Welche Gase kommen beim Laserschneiden zum Einsatz?
Beim Laserschneiden kommen hauptsächlich zum Einsatz:
- Sauerstoff: Unterstützt die exotherme Reaktion, erhöht die Schnittgeschwindigkeit, kann jedoch oxidierte Kanten verursachen. In der Regel bei höheren Materialdicken.
- Stickstoff: Wirkt als inertes Schutzgas, verhindert Oxidation und sorgt für saubere, scharfe Kanten. Auch bei Stahlblechen bis max. 8 mm im Einsatz! Dadurch keine Oxidschicht!
- Mixedgas (Mischgas): Eine gezielte Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff, die einen Kompromiss zwischen hoher Schnittgeschwindigkeit und optimaler Kantenqualität bietet, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Weitere Details finden Sie auf unserer weiterführenden Seite zum Thema Mischgas-Laserschneiden.
ergebnisse zu erzielen
Je nach Anwendung können auch weitere Gase wie Argon oder Druckluft zum Einsatz kommen, um spezielle Schnittanforderungen zu erfüllen.
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In welchen Branchen werden Laserteile benötigt?
Unsere vielen Kunden kommen unter anderem aus folgenden Branchen:
- Nutzfahrzeugbau
- Maschinenbau
- Elektrotechnik und Elektronik
- Metallbau
- Medizintechnik
- Luft- und Raumfahrt
- Werbetechnik
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Müssen Schnittkanten beim Laserschneiden nachbearbeitet werden?
Bei einem thermischen Trennverfahren, wie Laserschneiden, kann eine Gratbildung nie ganz ausgeschlossen werden. Gerade beim anschließenden Beschichten von Bauteilen oder daraus hergestellten Baugruppen kann eine Entgratung bzw. Kantenverrundung erforderlich sein. Dazu empfehlen sich auf das Bauteil abgestimmte Bearbeitungen.
Insbesondere bei der Verzinkung von dickeren Blechen kann durch die Verwendung von Sauerstoff als Hilfsgas eine so genannte Oxidschicht entstehen. Diese Oxidschicht muss vor dem Verzinken und anderen Verfahren der Oberflächenbeschichtung entfernt werden. Bei der Verwendung von Stickstoff als Lasergas – bei uns bis 10 mm Dicke – entsteht keine Oxidschicht. Durch die Verwendung von Mischgas, einem Gasgemisches aus Stickstoff und Sauerstoff, kann der Bildung einer Oxidschicht entgegen gewirkt werden. Dieses Verfahren funktioniert bei uns bis 15mm S235 / S355. -
Wie unterscheidet sich das Laserschneiden vom Stanzen?
Im Gegensatz zum Stanzen, das durch seine Werkzeuge auf feste Formen beschränkt ist, können mit dem Laser beliebige Konturen geschnitten werden. Auch sehr kleine Innenkonturen und Nuten lassen sich ohne Probleme realisieren. Faserlaser können eine Vielzahl von Metallen schneiden, dünne aber auch dicke Bleche. Gerade bei höheren Blechstärken kommt das Stanzen oder Scheren an seine Grenzen.Die lasergeschnittenen Kanten sind in der Regel sauber und gratarm, was eine Nachbearbeitung oft überflüssig macht. Durch die fokussierte Einwirkung des Laserstrahls wird das Material nur minimal erhitzt, wodurch Verzug und Härteveränderungen reduziert werden. In diesem Bereich punkten, je nach Verwendung, die traditionellen Verfahren des Scherens und Stanz-Nibbeln. Durch die Wärmeeinwirkung kann die Weiterverwendung, beispielsweise beim Schweißen oder Löten, beeinträchtigt werden. Laser schneiden deutlich schneller als herkömmliche Verfahren, insbesondere bei komplexen Geometrien. Darüber hinaus haben Laser bzw. Laserschneidmaschinen im Vergleich zu mechanischen Werkzeugen keinen direkten Werkzeugverschleiß oder Kosten für Werkzeuge. Da der Laserstrahl das Material nicht berührt entstehen auch keine mechanischen Belastungen. -
Welche Vorteile hat der Fiberlaser?
Die in der Vergangenheit in unserem Unternehmen verwendeten CO2-Laser sind im Vergleich zu Faserlasern langsamer und benötigen häufiger Wartung. Darüber hinaus haben sie einen wesentlich höheren Energie- und Gasverbrauch. Faserlaser hingegen wurden speziell zum Schneiden von Metall wie Stahl, Edelstahl und Aluminium entwickelt. Sie zeichnen sich durch hohe Schnittgeschwindigkeiten, Präzision und eine lange Lebensdauer aus. Nicht zuletzt sorgt die kürzere Wellenlänge für eine präzisere Fokussierung im Schneidkopf, was zu schärferen Schnitten führt – besonders bei reflektierenden Metallen. Dadurch ermöglich der Faserlaser in unserem Fall auch das Laserschneiden von Kupfer. Für einige Anwendungen ist auch die kompaktere Bauform ein Entscheidungsgrund bzw. ein Vorteil eines Faserlasers. Bei unseren Laserschneidanlagen freuen wir uns über die geringere Komplexität, aber durch die großen Schneidtische von 4000 x 2000 mm als Wechseltische ist der Platzbedarf so oder so enorm.
Aus diesen Gründen haben wir in den letzten Jahren unseren Maschinenpark vollständig auf Fiberlaser umgestellt.
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Welche weiteren Möglichkeiten beitet der Fiberlaser?
Fiberlaser bieten vielseitige Einsatzmöglichkeiten in der Metallbearbeitung. Sie eignen sich, abgesehen vom Laserschneiden (2D, 3D, Rohrlaser), auch ideal für folgende Prozesse:
- Laserschweißen: Verbindet Metallteile durch fokussierte Laserstrahlen punktuell mit einer filigranen Schweißnaht.
- Markieren und Beschriften: Schnelle und dauerhafte Beschriftungen auf verschiedensten Materialien.
- Laserhärten: Die Werkstückoberfläche wird punktuell und präzise erhitzt, um anschließend rasch abzukühlen – so entsteht eine gehärtete, verschleißfeste Schicht.
- Laserreinigen: Berührungsloses Verfahren zu präzisen Entfernung von Oberflächenschichten wie Oxid, Rost oder alte Beschichtungen – ohne Chemikalien oder Schleifmittel.
- Lasersintern: Hier werden pulvrige Werkstoffe schichtweise mit präziser Laserenergie erhitzt und miteinander verbunden, um komplexe, funktionale Bauteile additiv herzustellen – also im 3D-Druck!
und einige mehr.
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Welche Blechdicken kann ein Laser schneiden?
Die maximale Blechdicke, die ein Laser schneiden kann, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Laserleistung, die verwendete Strahlquelle (CO₂-Laser, Faserlaser) und das Material des Blechs. Von folgenden Richtwerten kann man aktuell ausgehen:
Faserlaser (wie bei uns im Einsatz)
- Stahl: bis ca. 30 mm
- Edelstahl: bis ca. 30 mm
- Aluminium: bis ca. 30 mm
- Kupfer & Messing: bis ca. 12 mm (aufgrund hoher Reflexion problematisch)
Hochleistungs-Faserlaser (>12 kW)
- Stahl: bis ca. 50 mm (mit Stickstoff oder Sauerstoff)
- Edelstahl & Aluminium: bis ca. 40 mm
CO₂-Laser:
- Stahl: bis ca. 25 mm
- Edelstahl: bis ca. 20 mm
- Aluminium: bis ca. 12 mm
Der genaue Wert hängt stark von den Maschinenparametern (z. B. Gasdruck, Fokus, Vorschubgeschwindigkeit) und der Qualität des Blechs ab.
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Welche Schriftart eignet sich zum Laserschneiden?
Eine Schriftart sollte beim Laserschneiden einige wichtige Kriterien erfüllen, damit sie sauber und präzise aus dem Blech herausgeschnitten werden kann. Hier sind die wichtigsten Eigenschaften:
Eigenschaften einer guten Schriftart für das Laserschneiden:
- Serifenlose Schrift – Vermeidet feine Details, die schwer zu schneiden sind.
- Ausreichende Strichstärke beachten – zu dünne Linien können verbrennen oder herausbrechen
- Gleichmäßige Buchstabenform – vermeidet zu enge Bereiche zwischen den Konturen
- Stempel- oder Schablonenschriften (empfohlen) – Verhindert, dass Innenflächen (z. B. das „O“ oder „A“) herausfallen. Ansonsten müssen händisch in der CAD- oder CAM-Software Stege eingearbeitet werden. Dadurch entstehen zusätzliche Kosten und die Schrfitart kann ihr Design verlieren.
- Keine zu engen Kurven oder Ecken – das erleichtert einen sauberen Schnitte und verhindert ebenfalls das verbrennen oder ausbrechen von Konturen
Wir haben einige passende Schriftarten in unseren CAD-Anwendungen und können indivuell gern eine passende Schriftart gemeinsam mit Ihnen finden. Es gibt im Internet eine vielzahl von kostenlosen und kostenpflichtigen Schriftarten. Sollte Ihre Wunschschriftart die oben genanten Kriterien erfüllen, dann steht dem Laserschnitt Ihres individuellen Laserteils nichts entgegen.
Wenn Sie ihr Firmenlogo oder ein spezielles Design in ein Blech gelasert haben wollen, dann sprechen Sie uns an und wir erarbeiten gemeinsam mit Ihnen eine individuelle CAD-Datei dafür. In der Regel ist es erforderlich zusätzliche Stege einzuarbeiten oder kleine Änderungen an der Kontur vorzunehmen. In diesem Fall benötigen wir eine Verktor-Datei oder noch besser eine DXF/STEP-Datei. Hinweise dazu finden Sie in unserem Wiki-Eintrag zu Dateiformaten.
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Kann man Kupfer laserschneiden?
Ja, Kupfer kann mit einem Faserlaser geschnitten werden. Die Verwendung eines CO2-Lasers ist eher nicht empfehlenswert.
Das Kupfer Laserschneiden bietet einige Herausforderungen:
- Hohe Reflexion: Kupfer reflektiert den Laserstrahl stark, was die Energieaufnahme erschwert.
- Hohe Wärmeleitfähigkeit: Die Wärme wird schnell abgeleitet, wodurch mehr Laserleistung erforderlich ist.
- Oxidation: Beim Schneiden kann es zur Oxidbildung kommen, was die Schnittqualität beeinflusst.
- Materialveränderungen: Durch die schnelle Erwärmung und Abkühlung kann es zu Spannungen kommen, die unter Umständen zu Mikrorissen führen oder das Gefüge des Metalls beeinflussen. Vor allem die Gefügeveränderung kann die weitere Bearbeitung – beispielsweise beim Schweißen oder Löten – erheblich beeinflussen.
Für saubere Ergebnisse ist ein Faserlaser mit mind. 6 kW empfehlenswert und zusätzlich sind optimierte Schneidparameter wichtig. Hochdruck-Schneidgase wie Stickstoff oder Sauerstoff verbessern die Schnittqualität. Eine dunkle Beschichtung kann Reflexionen reduzieren und das Schnittergebnis verbessern. Bei größeren Stückzahlen kann das Stanzen von Kupfer eine geeignete Alternative sein.
Fazit:
Kupfer lässt sich mit einem Faserlaser gut schneiden, erfordert aber spezielle Technik und präzise Einstellungen. -
Welche Vorteile und Nachteile hat das Laserschneiden von Metall?
Das Laserschneiden ist eine präzise und effiziente Technologie in der Metallbearbeitung. Es bietet zahlreiche Vorteile, bringt aber auch einige Herausforderungen mit sich.
Vorteile
Ein großer Vorteil des Laserschneidens ist die hohe Präzision, die saubere Schnittkanten und minimale Nachbearbeitung ermöglicht. Zudem ist das Verfahren vielseitig einsetzbar und für viele Metalle sowie unterschiedliche Materialstärken geeignet. Die hohe Geschwindigkeit und Automatisierung sorgen für effiziente Produktionsprozesse, während der berührungslose Schnitt Werkzeugverschleiß vermeidet und Verformungen minimiert.
Nachteile
Allerdings sind die Investitions- und Betriebskosten hoch, besonders bei leistungsstarken Anlagen. Zudem ist das Verfahren bei sehr dicken oder stark reflektierenden Metallen weniger effektiv. Der hohe Energieverbrauch sowie mögliche Materialveränderungen durch Wärmeeinfluss sind weitere Nachteile. Zudem müssen Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, da beim Schneiden gesundheitsschädliche Dämpfe entstehen können.
Fazit
Laserschneiden ist eine leistungsfähige Technologie für präzise und schnelle Metallbearbeitung. Trotz der hohen Kosten und einiger Einschränkungen bleibt es ein unverzichtbares Verfahren in der modernen Industrie.
