Laserschneiden, auch Laserstrahlschneiden genannt, bedeutet das Durchtrennen von Festkörpern mithilfe von einer Laserstrahlung durch Materialablation. Mit der Laserstrahlung können fast alle Arten von Werkstoffen, wie zum Beispiel Metalle sowie organische Materialien, geschnitten werden. Die Parameter der Laserstrahlung, wie beispielsweise die Wellenlänge, die mittlere Leistung, die Pulsdauer sowie die Pulsenergie, müssen angepasst werden.
Mit dem Laserschneiden können unterschiedliche Werkstoffe für den Handwerk geschnitten werden, wie beispielsweise unlegierte sowie niedriglegierte, lackierte, verzinkte und beschichtete Baustähle, hochlegierte Stähle, Nichteisenmetalle, Al sowie Al-Legierungen, Ti sowie Ti-Legierungen, Kunststoffe, Gummi, Wolle, Papier, Baumwolle, Quarzglas und Schichtholz.
Aufbau und Anwendungen zum Laserschneiden
Die Komponenten einer Laserstrahlschneidmaschine sind die Laserstrahlquelle, der Bearbeitungskopf sowie die Laserstrahlführung. Der Strahl, der die Laserstrahlquelle verlässt, wird im Nahinfrarot über einen Lichtleitkabel zur Fokussieroptik an die zu bearbeitende Stelle geführt. Die Fokussieroptik fasst den Laserstrahl in einem Fokus zusammen und erzeugt die Intensität, die zum Schneiden erforderlich ist. Anlagen mit CO2-Lasern setzen sich meistens aus einer Laserstrahlquelle und einer fliegenden Optik zusammen.
Die Strahlführung zwischen der Fokussieroptik und der Laserstrahlquelle wird durch einen wassergekühlten Spiegel erzeugt. Laserschneiden kann für Maschinen- sowie Fahrzeugteile, Formteile sowie Verblendungen, Trägerelemente sowie Halterungen, Möbelteile, Rund sowie Rohrprofile, Baustahl, Werkzeugstahl, Nichteisenmetalle, Aluminiumlegierungen verwendet werden.
Die Vorgehensweise
Das thermische Laserschneiden besteht aus zwei Teilvorgängen, die gleichzeitig ablaufen. Der Laserstrahl wird an der Schneidfront absorbiert und bringt auf diese Weise die Energie ein, die zum Schneiden notwendig ist. Die Schneiddüse stellt das Prozessgas bereit. Dieses Prozessgas schützt die Fokussieroptik vor Spritzern sowie Dämpfen.
Beim Laserstrahlschneiden wird zwischen drei Varianten für den Handwerk unterschieden: Laserstrahlschmelzschneiden, Laserstrahlbrennschneiden sowie Laserstrahlsublimierschneiden. Die maximale Plattenstärke, die verarbeitet werden kann, liegt für Stahl bei ungefähr 40 mm, für Edelstahl liegt die Plattenstärke bei 50 mm und für Aluminium bei ungefähr 25 mm. Beim Laserstrahlschmelzschneidenwerden reaktionsträge oder inerte Gase verwendet. Das Material wird unter hohem Druck geschnitten. Beim Laserstrahlbrennschneiden wird Sauerstoff als Schneidgas benutzt. Das Material wird durch den Sauerstoff verbrannt. Das Material wird beim Laserstrahlsublimierschneiden mithilfe der hohen Energiedichte direkt verdampft.
Vor- und Nachteile vom Laserstrahlschneiden
Ein großer Vorteil vom Laserstrahlschneiden ist die hohe Flexibilität, die verschiedene Einsatzzwecke zulässt. Zudem lassen sich alle Materialien anlagenabhängig schneiden. Laserschneiden ist sehr wirtschaftlich, da eine hohe Materialausnutzung vorhanden ist. Laserstrahlschneiden gewährleistet schmale, saubere und nachbearbeitungsfreie Schnittkanten. Außerdem ist das Gravieren sowie Schneiden mit derselben Strahlquelle und im selben Arbeitsgang machbar. Einer der Nachteile vom Verfahren des Laserschneidens sind die hohen Anlagenkosten. Zudem wird ein Arbeitsschutz benötigt. Der Elektroenergieeinsatz und der Gasverbrauch sind hoch.
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