Laserschneiden | Infos zur Lasertechnik

Was ist Laserschneiden?

Aktuelle News zum Thema Laserstrahlschneiden: Neuheiten, Trends uvm.

Neue Innovationen im Bereich Laserschneiden bieten zahlreiche Vorteile

Mit einer Neuentwicklung beim Laserrotator sowie zwei neuen Laserquellen im Portfolio profitieren Kunden von noch mehr Möglichkeiten und präziseren Ergebnissen beim Laserschneiden mit MicroStep-Technologie.

60 Jahre Laserhistorie: Vom ersten Blitz zu einzigartigen MicroStep-Produkten

Der Laser feiert heute rundes Jubiläum und ist in vielen Bereichen des Lebens nicht mehr wegzudenken – MicroStep fokussiert sich auf Faserlaserschneidanlagen und bietet außerordentliche Lösungen

Anwendungsbereich Laserschneiden

Der aufgrund der stark fokussierten Laserstrahlung und der hohen Verfahrgeschwindigkeit lediglich auf einen eng begrenzten Bereich beschränkte Wärmeeintrag in den Werkstoff führt dazu, dass während des Laserschneidens die thermische Belastung der Bauteile sehr klein ist und somit keine oder nur eine minimale Verformung stattfindet. Das Ergebnis sind Teile mit einer sehr hohen Präzision.

MicroStep Rotator beim Laserstrahlschneiden

Das Laserstrahlschneiden findet zum einen im Bereich der Automobilindustrie, in der Feinmechanik, der Halbleiterindustrie oder bei den Herstellern von optischen Instrumenten Verwendung. Aber auch im Metallbau und ganz allgemein im Bereich der Lohnfertigung. Eingesetzt wird diese Technik in allen Industriezweigen, die sich mit Metallbearbeitung und ganz allgemein mit Trenntechnik beschäftigen. Die Bandbreite der zu bearbeitenden Werkstoffe reicht von Gummi bis hin zu Diamantgestein. Überwiegend zur Anwendung kommt diese Schneidtechnik bei Stahlblechen aller Sorten und Güten, bei rostfreien Edelstahlblechen und bei Nichteisen-Metallen (NE-Metalle) wie Aluminium und Messing. Geeignet für den Einsatz beim 2D- und 3D-Laserschneiden sind aber auch Materialien wie Titan, Plexi- oder Acrylglas, Holz oder Bronze.

Die Laserschneidtechnik ist prädestiniert für den Einsatz an einer CNC-Schneidanlage. Moderne Laserschneidanlagen vereinen die Vorteile des Lasers mit der Möglichkeit zur multifunktionalen Bearbeitung an einer CNC-Maschine. Heutige Lasertypen bieten eine Vielzahl von Ausstattungsoptionen zur Bearbeitung von Blechen, Rohren und Profilen. Somit ist Schneiden, Bohren, Gewinden, Senken, Markieren oder Fasenschneiden – zum Beispiel zur Schweißnahtvorbereitung – an einer Laserstrahlschneidmaschine möglich. Dank der Faserlasertechnologie ist auch ein Bearbeitungszentrum mit außerordentlicher Schnittfläche zur Blechbearbeitung – also ein Überformat – realisierbar. So ist beispielsweise ein Arbeitsbereich von bis zu 50 m Länge und 6 m Breite über eine mitfahrende Sicherheitskabine möglich. Bei modernen Maschinen sind zudem bereits etliche Prozesse automatisiert: die Einstellung von Fokuslage und Fokusdurchmesser, die Abstandskalibrierung und Reinigung der Schneiddüse oder auch der Düsenwechsel. Darüberhinaus gibt es noch viele weitere Optionen, um den Laserzuschnitt zu automatisieren. Sei es durch integrierte Materialhandlingsysteme zur Be- und Entladung des Werkstücks (Blech, Rohr, Profil), Sortiertechnologien für geschnittene Laserteile oder eingebundene Lagersysteme, um eine möglichst mannlose Fertigung zu ermöglichen.

Vergleich Festkörperlaser und CO2-Laser

Es gibt verschiedene Arten von Hochleistungslasern, die beim Laserstrahlschneiden zum Einsatz kommen. Am häufigsten genutzt werden der CO2-Laser (Gaslaser) und der Faserlaser (Festkörperlaser). Der CO2-Laser war bis vor wenigen Jahren die am Meisten verwendete Laserstrahlquelle innerhalb des Laserschneidens und wurde viele Jahrzehnte erfolgreich eingesetzt. Mehr und mehr abgelöst wird der Gaslaser seit einigen Jahren durch den Faserlaser. Diese spezielle Form des Festkörperlasers überzeugt vor allem durch eine im Vergleich zum bekannten Schneidsystem hohe Wirtschaftlichkeit bei gleichbleibend guten Schneidergebnissen.

Faserlaser haben im Vergleich zu CO2-Lasern (Kohlenstoffdioxidlaser) deutlich geringere Betriebs- und Wartungskosten. Dank modernster und ausgefeilter Technologien sind sie auch hinsichtlich Präzision bei unterschiedlichen Blechstärken verschiedenster Werkstücke mindestens ebenbürtig zum bisher bekannteren CO2-Laser. Im Vergleich zu den CO2-Lasern punkten Festkörper-Faserlaser mit einer Reihe von Stärken – allen voran mit dem Kostenfaktor und der einfacheren Strahlführung innerhalb der Bearbeitungsmaschine. Dank dieser Eigenschaften hat sich der Faserlaser von einer attraktiven Alternative zum dominierenden Laser im Laserschneidmarkt entwickelt.
 

CO2-Laser

Die CO2-Laser zählen zur Gruppe der Gaslaser und werden auch Kohlendioxidlaser oder Kohlenstoffdioxidlaser genannt. Sie basieren auf einem Kohlendioxid-Gasgemisch (N₂, He und CO₂), welches elektrisch angeregt wird. CO2-Laser punkten mit einer sehr guten Schnittqualität und werden vorwiegend bei metallischem Werkstoff (Stahl, Aluminium, Edelstahl) aber auch bei nichtmetallischen Werkstoffen wie Holz, Textilien, Kunststoffe, Folien, Acryl, Glas, Papier und Leder eingesetzt. Der CO2-Laser ist ein seit Jahrzehnten bewährter Lasertyp, der bei unterschiedlichsten Materialdicken hohe Qualität ermöglicht. Nachteil ist der zum Faserlaser vergleichsweise hohe Einsatz für Betriebs- und Wartungskosten sowie die Kosten für die benötigten Lasergase. Der Wirkungsgrad liegt bei rund 10 Prozent.
 

Faserlaser

Der Faserlaser, der eine spezielle Form des Festkörperlasers darstellt, ist mittlerweile der dominierende Laser auf dem Laserschneidmarkt. Er punktet mit hoher Wirtschaftlichkeit, geringen Betriebskosten und langer Lebensdauer der für den Laserprozess notwendigen Komponenten. Dank einer zehnfach kürzeren Strahlwellenlänge im Gegensatz zum CO2-Laser eignet sich der Faserlaser auch zum Durchtrennen von ansonsten für den CO2-Laser schwer oder gar nicht schneidbare Werkstoffe, insbesondere von Nichteisen-Metallen (NE-Metalle wie z.B. Kupfer und Messing). Die Laserquellen sind dabei höchst effektiv und verbrauchen bei gleicher Leistung deutlich weniger Eingangsstrom. Der sogenannte Steckdosenwirkungsgrad beträgt beim Faserlaser circa 40 Prozent.
 

Nd:YAG-Laser

Nd:YAG-Laser zählen wie die Faserlaser zu den Festkörperlasern und sind auch unter den Bezeichnungen Kristalllaser oder Vanadat-Laser bekannt. Nd:YAG-Laser ist die Abkürzung für Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat-Laser. Als Wirtskristall wird ein YAG-Kristall eingesetzt. Diese Technologie wird weniger beim Laserstrahlschneiden verwendet, sondern vielmehr bei der Gravur, beim Schweißen und bei Mikrobohrungen. Metalle, Metalle mit Beschichtung und Kunststoffe werden mit diesem Festkörperlaser bearbeitet. Im Gegensatz zum Faserlaser hat diese Technik allerdings einen hohen Verschleiß an Pumpdioden bzw. Pumplampen. Zudem ist die Lebensdauer des Neodym-dotierten YAG-Kristalls im Gegensatz zum Faserlaser geringer.

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Vor- und Nachteile des Faserlasers

Der entscheidende Vorteil der Faserlaser liegt auf der Hand: Mit diesem Festkörperlaser können über die Hälfte der Kosten für Betrieb und Wartung der CNC-Laserschneidanlage eingespart werden. Diese Tatsache ist natürlich maßgeblich für die steigende Popularität dieser Technologie. Nicht nur, dass bei dieser Technik keine Gase für Strahlgänge und Strahlerzeugung (bei schnellgeströmten Systemen) notwendig sind, auch die Laserqellen sind höchst effektiv: die Nennleistung eines 4 kW-Faserlasers (mit einer Kühlvorrichtung) liegt etwa bei 14 kW im Vergleich zu 57 kW Laserleistung für einen 4 kW-CO2-Laser. Auch etliche Wartungskosten eines Kohlenstoffdioxidlasers entfallen: die Kosten, die vom Lebenszyklus der Entladungsröhren abhängen oder von der Turbine im Gaskreislauf der Lasergase oder der Vakuumpumpe. Diese machen einen enormen Teil der vergleichsweise hohen Wartungskosten beim CO2-Laser aus.

Es gibt aber noch weitere physikalische Eigenschaften, die dem Faserlaser zum Vorteil gereichen: dank einer zehnfach kürzeren Strahlwellenlänge können Faserlaser einen kleineren Strahldurchmesser (d.h. eine höhere Energiedichte) im Fokuspunkt des Schneidkopfs erreichen – damit kann dünnes Material schneller geschnitten werden als mit dem CO2-Laser. Je dicker das Material, desto mehr kann diese Eigenschaft ein Nachteil werden, da aufgrund der sehr dünnen Schnittfuge die Gefahr einer Schnittfugen-Verfüllung mit dem Austragsmaterial (Schlacke) besteht. Entsprechend ausgelegte optische Systeme und Schneidköpfe sind mittlerweile in der Lage diesen Nachteil fast vollständig zu beseitigen.

Es ist notwendig, einen größeren Fokusdurchmesser zum Durchtrennen von stärkeren Materialen zu haben. Im Interesse des industriellen Einsatzes sollte der Laserschneidkopf den Fokus automatisch ändern können (Änderungen der Fokuslage zum Material aber auch Änderungen des Fokusdurchmessers). Und das ohne den Eingriff durch Bedienpersonal, z. B. durch manuelle Schneidlinsenwechsel oder manuelle Fokuslagenveränderungen. Um die vielseitigen Anforderungen des Marktes erfüllen zu können – das heißt, das Schneiden über den gesamten Materialstärkenbereich zu ermöglichen – benutzt MicroStep passgenau auf die Anforderungen der Kunden Laserschneidköpfe von führenden Herstellern wie Highyag, Precitec und Thermacut für maximale Produktivität beim 2D-Laserschneiden und Fasenschneiden von Blechen, Rohren oder Profilen. Als Laserstrahlquelle verwendet MicroStep Modelle von innovativen Produzenten wie IPG Photonics und nLight. Durch die mögliche vollautomatische Steuerung von Fokusposition und Fokusdurchmesser in Kombination mit schnellen Fokusbewegungen auf dem Werkstoff können abhängig von der Laserquelle Materialien bis 50 mm Stärke und deutlich mehr mit einem einzigen Faserlaser bearbeitet werden. Die Schneidköpfe sind frei von Schneidlinsenwechseln – lediglich die Reinigung und der Austausch des Schutzglases gehört zu den Aufgaben des Betreibers.

Die Qualität der Faserlaser-Technologie und mögliche Einsatzbereiche haben sich in den vergangenen Jahren erheblich verbessert und erweitert. Moderne Faserlaser können abhängig von Laserleistung und Werkstoff heute Materialien bis 50 mm Dicke und weit darüberhinaus bearbeiten. Beispielsweise ermöglicht ein 20 kW Laser den präzisen Zuschnitt von Baustahl mit mehr als 40 mm, Edelstahl bis 40 mm, Aluminium bis 40 mm, Messing bis 25 mm und Kupfer bis 15 mm schneiden. Die verfügbaren Laserleistungen wachsen aber konstant weiter.

Ablauf Laserschneiden

• Fokussierung des Laserstrahl mit Hilfe optischer Elemente innerhalb des Schneidkopfs
• Einstechprozess: Punktförmige Durchdringung des zu schneidenden Materials
• Start des Schneidprozesses: Absorbierung des Strahls an der Schneidfront, wodurch eine Schmelze erzeugt wird
• Mehr unter: Wie funktioniert Laserschneiden

Schneidbereich

Die Laserschneidtechnik erfuhr in den vergangenen Jahren eine enorme Entwicklung. Nach wie vor kommt sie vorwiegend im kleineren und mittleren Stärkenbereich zum Einsatz. Der Schneidbereich beim modernen 2D- und 3D-Laserschneiden liegt je nach Werkstoff und Leistung der Laserstrahlquelle bei optimalen Umgebungsvariablen ab 0,5 bis 50 mm und deutlich mehr. Es gibt verschiedene Parameter, die die Qualität der geschnittenen Laserteile moderner Laserschneidsysteme beeinflussen. Dazu zählen die Fokuslage, die Vorschubgeschwindigkeit, die Laserleistung oder auch der Druck des eingesetzten Schneidgases und die eingesetzte Schneiddüse. Eine Gratbildung an Laserteilen kennt man zumeist nur vom Hochdruckschneiden bestimmter Materialien mit Stickstoff. Diese Gratbildung lässt sich durch verschiedene Parameter beeinflussen und / oder eliminieren. Bei entsprechender Gratbildung (Grat wird auch Bart genannt) muss ein weiterer Bearbeitungsschritt erfolgen – die Entgratung: je nach Gratstärke mittels einer eigenen Maschine.

Bestandteile eines Lasers

Ein Laser besteht aus drei grundlegenden Teilen:

• Energiequelle
• Lasermedium
• Resonator

Die Energiequelle, auch als Pumpe oder Pumpquelle bezeichnet, hat die Aufgabe Energie in das System zu "pumpen". Dadurch wird eine Besetzungsinversion erzeugt. Die Quelle kann elektrisch, aber auch Lichteinstrahlung, Wärme oder sogar ein anderer Laser sein. Es muss genügend Energie in das Lasermedium übertragen werden, um eine Besetzungsinversion zu erreichen – das bedeutet, dass die Anzahl der Teilchen im angeregten Zustand höher sein muss als die Anzahl der Teilchen im Grundzustand. Das Licht des Lasers entsteht durch spontane Emission im angeregten Lasermedium und wird durch stimulierte Emission verstärkt. Der Resonator besteht zumeist aus zwei gekrümmten Spiegeln, von denen einer teilweise transparent ist. Strahlung, die aus der spontanen Emission stammt und die richtige Wellenlänge, Phase und Richtung hat, wird zwischen ihnen hin- und her reflektiert. Ein Teil der Strahlung entweicht als Laserstrahl durch den teildurchlässigen Spiegel und der andere Teil wird zur weiteren Verstärkung zurückreflektiert.

Schematische Darstellung vom Laserschneiden

Lasertechnik

Beim CNC-Laserschneiden wird der Laserstrahl mit Hilfe optischer Elemente, die sich innerhalb eines Schneidkopfs befinden, fokussiert. Der Laserstrahl wird an der Schneidfront absorbiert und erzeugt dort eine Schmelze und / oder Metalldampf, der unmittelbar nach seiner Entstehung mittels eines Gasstroms nach unten ausgeblasen wird. Für den Laserzuschnitt ist zumeist ein Prozessgas notwendig. Je nach Schneidverfahren kommen dabei als Schneidgas Sauerstoff, Stickstoff oder Luft zum Einsatz. Zurück bleibt ein Schnittspalt (auch Schneidspalt genannt), der je nach eingesetztem Laserschneidverfahren, Materialdicke und je nach Auslegung des optischen Systems unterschiedliche Breiten annehmen kann. Übliche Werte liegen hierbei zwischen 0,1 und 2 mm.

Mit Laser bearbeitete Bauteile

Schnittmuster für eine 2D-Kontur mit präzisem Laserschneidkopf Schnittmuster für eine filigrane Kontur mit 2D-Laserschneidkopf 3D-Laserbearbeitung mit dem Laserrotator von MicroStep Profilbearbeitung mit Lasertechnologie



 

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Experteninterview: Welche Möglichkeiten bietet die Technologie Laserschneiden?

Interview mit unseren beiden Laser-Experten Matthias Korn und Patrick Scheuner

Die Service-Mannschaft von MicroStep Europa ist die größte Abteilung des Unternehmens. Das Aufgabengebiet ist vielfältig: Inbetriebnahme & Wartung, Schulung an der Anlage, Telefonischer Support, Messen & Anlagenvorführungen und auch Problemlöser im Supportfall. Für den Bereich Laserschneidanlagen gibt es ein eigenes Team von Experten, die sich speziell auf die Physik des Lasers, den technischen Aufbau und die Parametrierung von Laserschneidanlagen fokussieren. Zwei davon: Matthias Korn und Patrick Scheuner. Im Interview stellen sie sich unseren Fragen rund um die Faszination und die täglichen Herausforderungen in ihrem Beruf, dem Thema Laserschneiden im Allgemeinen sowie den Möglichkeiten und Prognosen moderner Laserschneidlösungen.

Matthias Korn
Forschung & Entwicklung
MicroStep Europa GmbH

Patrick Scheuner
Service & Support
MicroStep Europa GmbH

Inhaltsverzeichnis des Experteninterviews

• Wie wird man Laserexperte?
• Was fasziniert euch am Job im Bereich Service & Support?
• Welche Parameter beeinflussen die Qualität der geschnittenen Laserteile?
• Welche Präzision ist mit Laserschneidmaschinen von MicroStep erreichbar?
• Wie wichtig ist eine entsprechende Schulung für die Bedienung einer Laserschneidmaschine?
• Welche Sicherheitsaspekte müssen bei der Bedienung einer Laserschneidmaschine beachtet werden?
• Wie aufwendig ist die Wartung einer Laserschneidmaschine?
• Mit welcher Lebensdauer kann ein Unternehmen beim Kauf einer Laserschneidmaschine rechnen?
• Welche Möglichkeiten gibt es die Lagerung sowie die Be- und Entladung von Blechen zu automatisieren?
• Ist eine Nachrüstung im Falle einer Änderung der Anforderungen eines Unternehmens an die Funktionen einer Laserschneidanlage möglich?
• Welche Entwicklungen sind in der Branche bezüglich Laserschneidmaschinen erkennbar?

Ihr gehört zum Expertenteam in Sachen Laserschneidanlagen bei MicroStep Europa. Erste Frage: Wie wird man eigentlich Laserexperte?

Matthias Korn: Eine direkte Berufsausbildung im Bereich Lasermaschinen gibt es meines Wissens nicht. Es gab und gibt natürlich die Physiker, die die Entwicklung des Lasers vorangetrieben haben und es gibt vereinzelt auch mittlerweile Studienrichtungen, die sich mit der Lasertechnologie und dem theoretischen Laseraufbau und dessen Auslegung beschäftigen. Ich habe Maschinenbau studiert und während meines Praxissemesters und der anschließenden Diplomphase erste Erfahrungen im Bereich Laser bei einem großen deutschen Laserhersteller gemacht, bei dem ich im Anschluss auch viele Jahre im Bereich Applikation und Forschung & Entwicklung tätig war. Im Bereich Maschinenbau ist nach wie vor vieles noch learning by doing. Du hast dank des Studiums ein Grundwissen, den Rest musst du dir aneignen.

Patrick Scheuner: Ich habe als Schlosser angefangen und nach meiner Ausbildung den Metallbaumeister gemacht. In meinem damaligen Betrieb habe ich unter anderem eine Laserschneidanlage bedient, später sie dann auch programmiert. Mit dem Vorwissen durfte ich mich dann bei MicroStep in das Thema immer weiter reinfuchsen. Im Austausch mit Kollegen, mit Herstellern, mit vielen eigenen Tests kommt die Erfahrung und das Verständnis für die physikalische Komponente wächst. Jedes Problem, welches man lösen durfte, bringt einen weiter.

Was fasziniert euch denn am Job im Bereich Service & Support?

Matthias Korn: In der Lasertechnik gibt es kein absehbares Ende für die Entwicklung. Seit meinem Studium hat sich der Laser und dessen Anwendung in der Industrie stetig weiterentwickelt. Das macht die Aufgabe extrem abwechslungsreich und einfach dauerhaft interessant.

Patrick Scheuner: Das bedeutet natürlich, dass du immer vor neue Aufgaben gestellt wirst – ob jetzt beim Laserschneiden aber auch in einer anderen Schneidtechnik. Du bist vor Ort oder im eigenen Technologiezentrum und löst Aufgaben, richtest Parameter ein, bist eng am Bediener, damit der Kunde am Ende bestmöglich arbeiten kann. Sei es bei der Inbetriebnahme, bei Schulungen oder auch im Supportfall. Du arbeitest mit Kunden aus verschiedenen Branchen zusammen, siehst unterschiedlichste Anwendungsfälle, modernste CNC-Technik und hast viele kleine und große Erfolgserlebnisse.

Kommen wir allgemeiner zum Thema Laserschneiden. Moderne Laserschneidanlagen werden für unterschiedlichste Materialien verwendet. Welche Parameter beeinflussen die Qualität der geschnittenen Laserteile? Gibt es hierbei Unterschiede je nach Material?

Matthias Korn: Mit einem Laser kann man natürlich ganz unterschiedliche Materialien schneiden – je nach Aufgabe gibt es entsprechende Laserverfahren. Im Prinzip schaut man zuerst, was der Kunde schneiden möchte, und danach wird die Art des Lasers mit der auf die Materialgruppe passenden Wellenlänge ausgewählt. Glas oder Holz kann man zum Beispiel nicht mit allen Lasertypen schneiden. Je nach Materialgruppe und zu schneidenden Materialstärken werden dann die Strahlparameter und die Prozessparameter ausgelegt. Die wichtigsten sind dabei die Schneidgeschwindigkeit, die Fokuslage, die Laserleistung und natürlich auch das Schneidgas und der Schneidgasdruck. Um bestmögliche Ergebnisse zu erreichen, müssen die Paramater auf das jeweilige Material oder die entsprechende Legierung angepasst werden.

Welche Präzision ist mit Laserschneidmaschinen von MicroStep erreichbar?

Matthias Korn: Hier muss man sicherlich zwischen den unterschiedlichen Arten an Laserschneidmaschinen unterscheiden. Kleine Präzisionsschneidanlagen können Genauigkeiten im einstelligen µm Bereich erreichen, bei den Laseranlagen, wie man sie heute in der industriellen Produktion einsetzt, ist dieser Wert größer und liegt üblicherweise im Bereich von 0,1mm und kleiner, wobei dies von der zu schneidenden Materialstärke abhängt.

Matthias Korn, Applikationsingenieur Lasertechnik an der Laserschneidanlage MSF Pro im CompetenceCenter Süd in Bad Wörishofen

Sie brauchen weitere Informationen?
Ich beantworte Ihre Fragen gerne persönlich:

Dipl.-Ing. Matthias Korn
Forschung & Entwicklung Lasertechnik
Telefon: +49 8247 96294 53
E-Mail: matthias.korn@microstep.com

Kontakt aufnehmen

Wie wichtig ist eine entsprechende Schulung des eigenen Personals für die Bedienung einer Laserschneidmaschine?

Patrick Scheuner: Häufig ist eine Lasermaschine eine der teuersten Anlagen im Betrieb. Natürlich wird die Bedienung einer solchen Anlage immer mehr optimiert und die verwendeten Steuerungen immer intelligenter, der Bediener spielt aber nach wie vor eine entscheidende Rolle bei der Effizienz einer solchen Anlage. Durch die unterschiedlichsten Anwendungsfällen lassen sich die bestmöglichen Ergebnisse nur mit dem richtigen Wissen erzielen. Und was ist teurer, als wenn die Maschine steht oder Schnitte nachbearbeitet werden müssen, weil dem Bediener das nötige Fachwissen fehlt.

Matthias Korn: Hinzu kommt, dass es sich bei Laseranlagen um hochkomplexe Anlagen handelt, die nur mit einer entsprechenden Schulung ihr volles Potential entfalten können. Hierzu zählt z.Bsp., dass dem Bediener während der Schulung ein Verständnis für das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten einer Laseranlage vermittelt wird, wie auch die Erklärung der einzelnen Maschinen- und Laserparameter für den Schneidprozess.  

Das Thema Sicherheit am Arbeitsplatz nimmt einen immer höheren Stellenwert ein. Welche Sicherheitsaspekte müssen bei der Bedienung einer Laserschneidmaschine beachtet werden?

Matthias Korn: Der Strahlschutz ist bei einer Laseranlage der wichtigste Part. Denn der Laserstrahl ist die gefährlichste Komponente. Dazu kommt die Gefahr, die von beweglichen Teilen wie dem Wechseltisch ausgeht und auch die potentielle Verletzung bei scharfkantigen Teilen. Zumindest die scharfen Kanten sind dem Metallbauer ja auch ohne Laser nicht fremd.

Wie aufwendig ist die Wartung einer Laserschneidmaschine?

Patrick Scheuner: Durch den Einsatz des Faserlasers hat sich die Wartungsdauer erheblich verkürzt. Bei Einsatz eines CO2-Lasers in einer Laserschneidanlage ist die Strahlquelle einfach die wartungsaufwendigste Komponente. Der Faserlaser ist in dieser Hinsicht dagegen komplett wartungsfrei. Das heißt bei Faserlaserschneidanlagen geht es lediglich um die Wartung des Maschinenbaus, der Achsen, etc. Da ist der Wartungsaufwand ähnlich wie bei anderen Schneidanlagentypen wie Plasma auch einfach abhängig von der Größe der Anlage, dem Automationsgrad, den Betriebsstunden. Wir empfehlen eine Wartung alle 2000 Betriebsstunden oder mindestens einmal jährlich.

Mit welcher Lebensdauer kann ein Unternehmen beim Kauf einer Laserschneidmaschine rechnen? Von welchen Faktoren ist dies abhängig?

Matthias Korn: Natürlich spielen hier die Maschinenausstattung, Pflege, Wartung und Betriebsstunden eine große Rolle. Erfahrungsgemäß kann man von 10 bis 15 Jahren ausgehen, wobei man mit den Maschinen bei guter Pflege und lückenloser Wartung auch wesentlich länger produzieren kann.

Welche Möglichkeiten gibt es die Lagerung sowie die Be- und Entladung von Blechen zu automatisieren?

Matthias Korn: Je nach Anforderung gibt es da verschiedene Varianten:

• Die einfachste Variante ist ein automatischer Wechseltisch, der die Be- und Entladung aus der und in die Laserkabine ermöglicht.
• Dies kann man erweitern um ein Materialhandlingsystem wie MicroSteps MSLoad mit dem parallel be- und entladen werden kann und die Zuführung und Abführung des Blechs zum Wechseltisch ebenfalls automatisiert stattfindet.
• In Verbindung mit einem Lagersystem wie dem MSTower kann somit eine nahezu mannlose Produktion realisiert werden.
• Darüber hinaus gibt es noch Lösungen, um großformatige Bleche variabel zu bearbeiten und auch Systeme, die das automatisierte Materialhandling von Rohren und Profilen ermöglichen.

Die Anforderungen eines Unternehmens an die Funktionen einer Laserschneidanlage können sich im Laufe der Jahre ändern. Ist in diesem Fall eine Nachrüstung der Maschine möglich?

Patrick Scheuner: Eine Nachrüstung einer Maschine ist sicherlich möglich, aber je nach Anforderung oftmals unrentabel. Wer dickere Materialien schneiden möchte oder die Schneidgeschwindigkeiten deutlich erhöhen möchte, der muss eventuell einiges mehr als nur die Laserquelle austauschen. Das kann bis zu einer Verstärkung des Wechseltisches, neuen Servomotoren, etc. führen. Hier ist es wichtig, den Einzelfall genau zu analysieren.

Abschließend, welche Entwicklungen sind in der Branche bezüglich Laserschneidmaschinen erkennbar? Wonach verlangen Anwender, was treiben die Hersteller voran?

Matthias Korn: Der Trend geht weiterhin dazu mit höheren Laserleistungen höhere Geschwindigkeiten zu erreichen und höhere Blechdicken zu schneiden. Infolgedessen ist auch ein immer höher werdender Automationsgrad gefragt. Denn ich will ja nicht die Zeit beim Teilehandling verlieren, die ich mit einem schnelleren Laser gewonnen habe. Daneben ist die fortschreitende Digitalisierung im Sinne von Industrie 4.0 ein wegweisender Aspekt. Alles bündelt sich in dem Bestreben auf der Suche nach immer effizienteren Fertigungsmethoden.