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Wiki-Eintrag zum Thema
Laserschneiden von Metall
Funktionsweise des Lasers in der Blechbearbeitung
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.
Schnittkante
Beim Laserschneiden entsteht an der Schnittkante, abhängig von Material und Blechdicke, ein typisches Rillenmuster. Auch durch Entgraten bekommt man die Rauheit auf den Schnittkanten nicht entfernt. Dieses ist ein natürlicher Effekt des Verfahrens und kein Grund zur Beanstandung.
Oxidfreie Kanten
Für eine optimale Oberflächenbeschichtung (z.B. Pulverbeschichtung oder Lackierung) empfehlen wir das Laserschneiden mit Stickstoff bis 10 mm Materialstärke, um eine saubere Schnittkante ohne Zunderschicht zu gewährleisten. Beim Schneiden von Blechen bis zu einer Stärke von 15 mm kann das Mischgasschneiden eingesetzt werden. Dieses Verfahren sorgt für eine saubere Schnittkante mit einer eingebrannten Zunderschicht, die das Bauteil vor späterer Lackabplatzung schützt.
Schutzfolie
Die beim Laserschneiden entstehende Hitze kann dazu führen, dass sich die Schutzfolie an den Schnittkanten mit dem Blech verbindet. Durch die starke Haftung kann es zu schwierig entfernenden Folienresten und Kleberückständen kommen. Bitte beachten Sie, dass dies bei diesem Fertigungsverfahren technisch bedingt ist und sich nicht vermeiden lässt. Daher stellt es keinen Grund zur Beanstandung dar.
Wenn Teile über längere Zeit nach dem Lasern mit der Schutzfolie gelagert werden, kann es passieren das auf den Teilen Kleberückstände zurückbleiben, nach abziehen der Schutzfolie. Dies ist ein natürlicher Effekt und stellt keine Reklamation dar.
Micro-Ecken
Um ein versehentliches Verrutschen, Kippen, Einbrennen oder Herausfallen Ihrer Laserzuschnitte während des Schneidprozesses zu verhindern, setzen wir sogenannte Micro-Ecken ein. Diese kleinen Stege verbinden Ihr Bauteil mit der restlichen Blechtafel und gewährleisten so eine sichere Bearbeitung. Besonders bei kleineren oder filigranen Teilen sind Micro-Ecken unerlässlich.
Bitte teilen Sie uns bei Ihrer Bestellung mit, wenn wir diese Micro-Ecken entfernen müssen. Gern können wir diese Micro-Ecken – wenn möglich – auch an Bauteilstellen positionieren, wo sie ggf. nicht stören. Beachten Sie bitte, dass Micro-Ecken ein integraler Bestandteil unseres Fertigungsprozesses sind und keinen Reklamationsgrund darstellen.
Gratbildung beim Laserschneiden
Beim Laserschneiden entsteht durch die hohe thermische Belastung des Materials entlang der Schnittkante häufig ein Grat. Dieser Grat ist eine kleine Materialüberhöhung, die durch das Schmelzen und teilweise Verdampfen des Materials während des Schneidprozesses entsteht. Je dicker das Material, desto größer ist in der Regel der Grat. Zusätzlich beeinflusst die Geschwindigkeit und das verwendete Schneidgas die Gratbildung.
Um die negativen Auswirkungen des Grates zu minimieren, ist in vielen Fällen ein nachträgliches Entgraten notwendig – dafür haben wir verschiedene Verfahren zur Verfügung. Bitte informieren Sie uns bei der Beauftragung, wenn Sie eine Entfernung des Grats benötigen.
Spritzer beim Laserschneiden
Beim Laserschneiden können durch das Aufschmelzen der Auflageleisten des Wechseltisches kleine Metallspritzer entstehen. Diese sind abhängig von Material, Blechdicke, Geometrie und Anordnung der Teile. Obwohl wir uns bemühen, Spritzer zu minimieren, sind sie oft unvermeidlich. Ein nachträgliches Entgraten kann diese entfernen. Bitte informieren Sie uns, wenn dies gewünscht wird.
Bearbeitungsspuren auf der Unterseite
Für den Laserschneidprozess werden die Blechtafeln auf einen speziellen Tisch mit Zackenleisten gelegt und in die Maschine gefahren. Durch diesen notwendigen Vorgang können auf der Unterseite leichte Kratzer oder Gebrauchsspuren entstehen. Aus diesem Grund ist eine beidseitige, kratzerfreie Bearbeitung nicht möglich. Diese sind technisch bedingt und stellen keinen Mangel dar.
Das Laserschneiden von beidseitig folierten Blechen ist mit unseren Anlagen nicht möglich.
Bitte geben Sie aus den vorgenannten Gründen daher immer die Sichtseite des Bauteils bei der Bestellung an. Sollte kein explizierter Hinweis vorhanden sein, betrachten wir die Bauteilvorderansicht als Sichtseite.
Anlassfarben
Beim Laserschneiden können Anlassfarben entstehen. Diese entstehen eher beim Schneiden von kleinen Konturen. Diese Anlassfarben sind technisch bedingt und stellen keinen Mangel dar.
Gravuren, Körnung
Die Lasergravur funktioniert, indem ein hochintensiver Laserstrahl gezielt auf die Oberfläche eines Werkstücks gerichtet wird, um Material oberflächlich zu verdampfen. Dabei wird nur die Oberfläche bearbeitet.
Bei unseren Flachbettlaser sind die Gravur-Möglichkeiten begrenzt, da diese Maschinen für das Zertrennen von Blechen konzipiert sind. Daher sind die hier zu realisierenden Gravuren in erster Linie zur Bauteilkennzeichnung, als Positionierungshilfe für nachfolgende Biege- oder Schweißprozesse oder zur Anbringung so genannten Körner-Punkte geeignet.
Körnerpunkte sind kleine, präzise gesetzte Vertiefungen. Diese Punkte entstehen durch den gezielten Einsatz des Laserstrahls, der das Material an der gewünschten Stelle kurzzeitig erhitzt und verdampft, wodurch eine winzige Vertiefung entsteht. Diese Körner können zum Beispiel für das nachträgliche Einbringen von Bohrungen genutzt werden. Häufig wird dies genutzt, wenn beispielsweise die vorher eingebrachte Bohrung beim Biege- oder Schweißprozess verformt werden würde oder zu klein ist bzw. bei den weiteren Bearbeitungen stört.
Auf dem folgenden Bild ist ein Blech mit fünf verschiedenen Markierungspunkten zu sehen:
- Graviertes Kreuz, das entweder direkt zur Bearbeitung genutzt oder als Basis für eine manuell eingebrachte Körnung dienen kann.
- Per Laser erzeugter einzelner Körnerpunkt.
- Kreuz mit einem mittig per Laser eingebrachten Körnerpunkt. Bei diesem Verfahren können beidseitig Anlauffarben entstehen. Diese Markierung eignet sich besonders gut für Bohrungen.
- Ebenfalls per Laser eingebrachten Körnerpunkt, der zusätzlich von einem Kreis umrahmt ist. Dieser Kreis kann beispielsweise den späteren Außendurchmesser einer Bohrung oder einer Senkung markieren.
- Gravurfahne, die auf Grund Ihre Geometrie in einem Zug erzeugt wird und daher besonders schnell hergestellt werden kann. Die sich kreuzenden Linien bilden den gewünschten Punkt aus den Zeichnungsdaten.
Auf Wunsch können auch abweichende Markierungen nach individuellen Vorgaben eingebracht werden.
Wenn besonders hochwertige Gravuren notwendig sind, dann empfiehlt sich der Einsatz unserer Lasergravurmaschine. Diese Maschine, die auch einen Faserlaser verwendet, bietet hingegen eine präzise Steuerung der Pulsdauer und -energie, wodurch feinere, detaillierte Gravuren und sogar farbige Gravuren möglich sind. Sie eignet sich hervorragend für filigrane Schriften und Logos.
Zur Sicherstellung eines einwandfreien Ergebnisses teilen Sie uns bitte unbedingt die gewünschte Verwendung mit. Auf jedem Fall benötigen wir die genaue Position und Geometrie der Gravur in den CAD-Daten. Bei der Erstellung von Logos und speziellen Schriften kann darüber hinaus die Bereitstellung von Vektor-Dateien (CDR, AI, PDF etc.) sehr hilfreich sein.
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