Typisches Riefenbild: Warum die Schnittkante „geriffelt“ ist
Die geriffelte Struktur der Schnittkante wird häufig als Riefenbild oder Striation bezeichnet. Sie entsteht, weil der Abtrag nicht als „perfekte Linie“ erfolgt, sondern als dynamischer Prozess aus Schmelzen, Ausblasen und Erstarren – in Kombination mit Vorschub, Fokuslage und Gasströmung.
Was beeinflusst die Riefen besonders stark?
- Fokuslage: zu hoch oder zu tief kann die Riefen verstärken und die Kantenqualität verschlechtern.
- Geschwindigkeit: zu schnell führt zu stärkerem Riefenbild und Anhaftungen, zu langsam zu mehr Wärmeeintrag.
- Gasdruck & Düsenabstand: beeinflussen, wie sauber die Schmelze ausgetragen wird.
- Materialdicke: je dicker, desto sichtbarer werden Riefen und desto wahrscheinlicher sind Grate.
Wichtig: Ein sichtbares Riefenbild ist nicht automatisch „schlecht“ – entscheidend ist, ob die geforderte Qualitätsklasse, Maßhaltigkeit und Funktion erfüllt werden (z. B. für Schweißkanten, Sichtkanten oder Passflächen).
Technische Gase beim Laserschneiden: Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft & Mischgase
Das eingesetzte Hilfsgas hat maßgeblichen Einfluss auf Schnittqualität, Gratbildung, Oberflächenbeschaffenheit und Wirtschaftlichkeit. Je nach Werkstoff, Blechdicke und Anforderung kommen beim Laserschneiden unterschiedliche Gase oder Gasgemische zum Einsatz.
Sauerstoff (O2)
- Vorteil: Sehr hohe Schnittgeschwindigkeit bei unlegierten und niedriglegierten Stählen.
- Wirkung: Exotherme Reaktion unterstützt den Schneidprozess (zusätzliche Wärme).
- Nachteil: Oxidierte Schnittkante (Zunder), ggf. Nacharbeit bei Schweiß- oder Sichtkanten erforderlich.
- Einsatz: Baustahl, wenn Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit im Vordergrund stehen.
Stickstoff (N2)
- Vorteil: Sehr saubere, weitgehend oxidfreie Schnittkante.
- Wirkung: Schmelze wird mechanisch aus dem Schnittspalt geblasen.
- Hinweis: Höherer Gasdruck und Gasverbrauch.
- Einsatz: Edelstahl, Aluminium sowie Stahl mit hohen Anforderungen an Kantenqualität, Schweißbarkeit oder Optik.
Druckluft
- Vorteil: Kosteneffizient und flexibel.
- Wirkung: Enthält Stickstoff und Sauerstoff in geringerer Konzentration.
- Hinweis: Qualität stark abhängig von Luftaufbereitung (Feuchte, Ölanteile). Wird bei TAUPITZ nicht eingesetzt.
- Einsatz: Dünnere Bleche, wirtschaftliche Anwendungen mit moderaten Qualitätsanforderungen.
Mischgasschneiden (z. B. N2/O2-Gemische)
- Prinzip: Kombination aus inertem und reaktivem Gas zur gezielten Beeinflussung des Schneidprozesses.
- Vorteil: Verbesserte Schnittstabilität, reduzierter Grat und gleichmäßigeres Riefenbild gegenüber reinem Sauerstoff.
- Wirkung: Geringere Oxidation bei gleichzeitig höherer Prozessgeschwindigkeit als beim reinen Stickstoffschneiden.
- Einsatz: Stahlbleche, bei denen ein Kompromiss aus Geschwindigkeit, Kantenqualität und Wirtschaftlichkeit gefordert ist.
Das Laserschneiden mit Mischgasschneiden wird insbesondere bei Anwendungen eingesetzt, wenn ein möglichst stabiler Laserschnitt mit kontrollierter Oxidation und reduzierter Gratbildung gefordert ist. Die genaue Gaszusammensetzung wird dabei prozess- und materialabhängig abgestimmt.
Schnittbreite, Bauteilabstand & thermische Effekte
Schnittbreite (Kerf)
Die Schnittbreite ist der Materialabtrag, der beim Schneiden entsteht. Beim Laser ist sie typischerweise relativ schmal (abhängig von Material, Dicke, Düse und Fokus). Für die Konstruktion bedeutet das: Konturen sind präzise umsetzbar, und auch feine Geometrien sind möglich – solange Mindeststegbreiten und Abstände eingehalten werden.
Abstand der Bauteile (Nesting / Stegbreiten)
Beim Verschachteln mehrerer Teile auf einer Tafel (Nesting) ist der Abstand zwischen Bauteilen wichtig. Zu geringe Abstände können zu Wärmestau, Verzug, Anhaftungen oder Maßabweichungen führen – vor allem bei dickeren Materialien, filigranen Stegen oder dicht beieinanderliegenden Innenkonturen.
Thermische Faktoren: Wärmeeinflusszone, Verzug, Aufweiten des Schnittspaltes
Laserschneiden bringt Wärme in das Bauteil ein – allerdings deutlich lokaler als viele andere thermische Verfahren. Dadurch sind Wärmeeinflusszone und Verzug in der Regel gut beherrschbar. Dennoch können abhängig von Kontur, Materialdicke und Schneidstrategie thermische Effekte auftreten:
- Leichtes Aufweiten (Konizität) des Schnittspaltes: Der Schnitt kann minimal konisch sein (oben/unten unterschiedlich).
- Mikro-Verzug bei filigranen Konturen: Dünne Stege und kleine Innenausschnitte reagieren empfindlicher.
- Wärmeakkumulation: Bei sehr engem Nesting oder vielen kurzen Schnitten in einem Bereich.
Im Vergleich zu Plasmaschneiden oder Brennschneiden (Autogen) ist diese Aufweitung und thermische Beeinflussung beim Laser in der Praxis meist deutlich geringer – was besonders bei passgenauen Bauteilen und engen Toleranzen ein großer Vorteil ist.