Mit hohen Ausgangsleistungen von bis 80 Kilowatt gehört er zu den stärkeren Laserarten (Pulsenergien bis 100 kJ). Seit Mitte der 60er-Jahre gibt es bereits CO2-Laser, aber die industrielle Anwendung beim Laserschneiden wurden vor allen Dingen in den letzten 10-15 Jahren perfektioniert.

Technisches zum Laserschneiden mit CO2-Laser

Der CO2-Laser basiert technisch darauf, dass elektromagnetische Wellen im Megahertzbereich in ein Gasgemisch aus Kohlendioxid (CO2), Helium und Stickstoff eingestrahlt werden. Die CO2-Moleküle werden dadurch angeregt und auf ein höheres Energieniveau gebracht.

Die Energie macht sich durch Vibration oder auch Rotation der CO2-Moleküle bemerkbar. Infrarot-Photonen, die auf ein angeregtes CO2-Molekül treffen bewirken dann die Abgabe der Energie als Photon (stimulierende Emission). Der so erzeugte Laserstrahl wird dann über Spiegel in einem Laserschneider genau auf das Werkstück gerichtet.

Dabei fokussiert man den Laserstrahl kurz vor dem Werkstück in einem Schneidkopf und kann z.B. durch Linsen einen Durchmesser von 0,1mm auf der Brennebene erreichen. Dadurch wird das Werkstück an dieser Stelle sehr heiß. Häufig wird dort noch ein Gas, z.B. Sauerstoff zugeführt, um den Laserschneide-Prozess zu unterstützen.

Mit Gasen wie Stickstoff oder Argon erreicht man, dass möglichst keine Oxidationsprozesse an der Schnittstelle stattfinden. Weil die Temperatur an der Schnittstelle durch den hochenergiereichen Laserstrahl über den Schmelzpunkt des Materials geführt wird, verschwindet dort das Material (z.B. durch Verdampfen oder Verbrennen).

Je nach Intensität des Laserstrahls kann man auf der Oberfläche des Werkstücks ggf. nur gravieren, oder aber das Werkstück auch schneiden.

Unterschiedliche Leistung – unterschiedliche Wirkung

Je nachdem wie stark der Laser ist oder eingestellt wird, kann man unterschiedliche Wirkungen erzeugen: Eher schwächere Laser (bis 400 Watt) eignen sich vor allen Dingen für Folgendes:

• Schneiden von dünnen organischen Materialien (Kunststoff, Textilien, Holz),
• Gravieren und Perforieren,
• Schneiden z.B. auch von Acryl.

In der Industrie werden im Bereich Metalle üblicherweise zum Laserschneiden stärkere Laser eingesetzt. CO2-Laser haben dort Leistungen von mindestens 1 bis 6 Kilowatt und werden benutzt zum:

• Laserschneiden von Metallen,
• Schweißen von Metallen,
• Härten von Metallen,
• Umschmelzen von Metallen.

In der Blechbearbeitung werden Laserschneide-Maschinen ebenso eingesetzt wie in der Rohrbearbeitung. Rohre können damit nicht nur sauber abgeschnitten werden, sondern es sind auch frei wählbare Einschnitte in Rohre (z.B. für Anschlüsse) möglich.

Laserschneide-Maschinen aus der Industrie nicht mehr wegdenkbar

Mittlerweile sind moderne Laserschneider aus der Industrie nicht mehr wegdenkbar und werden in allen Bereichen genutzt:

• Automobilbau,
• Stahlbau,
• Rohrherstellung,
• Textilindustrie,
• Kunststoffindustrie.

Vorteile beim CO2 Laserschneiden

Das Laserschneiden mit CO2-Technik hat folgende Vorteile:

• Keine Gratbildung an den Kanten.
• Geringe thermische Belastung des restlichen Werkstückes.
• Präzises Schneiden auch komplexer Formen möglich.
• Hohe Prozesssicherheit auch bei Wiederholungen.
• Optimale Materialausnutzung möglich (z.B. beim Blechschneiden).
• Wirtschaftlichkeit auch bei kleinen Mengen.
• Schnell individuell programmierbar – keine Werkzeug-Fertigung erforderlich.
• Wenig bis keine Nachbearbeitung an der Schnittstelle erforderlich.

Durch die vielen Vorteile eines Laserschneiders verschwinden nach und nach konservative, frühere Techniken wie Sägen und Schneiden ohne Laser aus der Industrie und werden nur noch für Nischenanwendungen gebraucht.

Quelle: https://www.troteclaser.com/de/know-how/laser-wiki/co2-laser/

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In der Vergangenheit haben Metaller Rohre per Hand geschnitten. Dies ist inzwischen anders, denn heutzutage stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Besonders beliebte Varianten sind das Wasserstrahlschneiden, das Rohrlaserschneiden und die CNC-Methode.

Im Nachfolgenden beleuchten wir die drei Methoden samt ihren Vor- und Nachteilen näher.

1. Das Wasserstrahlschneiden im Überblick

Das Wasserstrahlschneiden ist eine gute Methode, um Metallrohre zu schneiden. Das Verfahren kommt vorwiegend bei Rohren mit hoher Wanddicke zum Einsatz. Gerade bei Materialien wie Keramik, Edelstahl oder Metall können Sie das Verfahren als erste Wahl verwenden.

Einer der größten Vorteile besteht genau darin, Rohre mit einer hohen Wandstärke qualitativ hochwertig zu schneiden. Außerdem können Sie mit dieser Methode sehr feine Schnittkanten erzielen. Ein weiterer Pluspunkt ist die umweltfreundliche Bearbeitung und der schonende Umgang mit den Materialien.

Das Material muss beim Schneiden mit Feuchtigkeit und Wasser direkt in Kontakt sein. So mancher Metaller betrachtet dies aufgrund der eingeschränkten Anwendung jedoch als Nachteil.

2. Das Rohrlaserschneiden im Überblick

Eine zeitgemäße und moderne Variante stellt das Rohrlaserschneiden dar. Das Schneiden erfolgt nicht nur sehr schnell und präzise, sondern es können auch sehr viele idente Schnittwiederholungen vorgenommen werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist, dass das Beladen und Entladen von zu schneidenden Metallrohren in der Regel automatisiert erfolgt. Aufgrund des breiten Anwendungsbereiches lässt sich die Arbeitszeit erheblich verkürzen.

Die Maschinen bei diesem Verfahren gelten jedoch als kostenintensiv, was so manches Unternehmen als Nachteil betrachtet. Außerdem fällt der Energieverbrauch bei dieser Art von Maschinen höher aus.

3. Die CNC-Methode im Überblick

Das CNC Schneiden ist ein weiteres Verfahren, um Metallrohre zu schneiden und zu bearbeiten. Durch das gleichzeitige Steuern verschiedener Achsen erfolgt die Bearbeitung automatisiert.

So können Sie mit diesem Verfahren selbst schwer zu bearbeitende Werkstücke problemlos bearbeiten. Eine flexible Erweiterung der Produktion ist folglich ohne großen Aufwand möglich.

CNC Maschinen sind in der Anschaffung wie Instandhaltung oft teurer als andere Verfahren. Einige Firmen sehen dies als Nachteil an. Außerdem benötigen Sie qualifiziertes Personal, welches die Bedienung übernimmt.

Letztendlich überwiegen die Vorteile jedoch deutlich gegenüber den Nachteilen – weshalb das CNC Verfahren ein viel und gern genutztes Verfahren ist – wie die Statistiken zeigen.

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Auch vor dem eigentlichen Beginn des Projekts gilt es eine Reihe von Fragen zu klären. Dies ist essentiell, denn nur so kann im Anschluss die bestmögliche Erkenntnis über die Qualität erzielt werden. Doch worauf gilt es dabei eigentlich zu achten und welche Faktoren gilt es dabei eigentlich zu achten?

In diesem Blogbeitrag klären wir Sie genauer rund um das Thema Faktoren zum Laserschneiden auf. So erfahren Sie, weshalb die Wartung beispielsweise ein unverzichtbarer Faktor zur Sicherstellung der Qualität ist.

Qualitätssicherung – die regelmäßige Wartung stellt die Grundlage dar

Beim Laserschneiden gibt es gewisse Aspekte zu beachten, sonst leidet die Qualität darunter. Aus diesem Grund ist es unverzichtbar, dass Anwender die Maschinen in regelmäßigen Abständen reinigen. Dazu gehört das Säubern der Arbeitsflächen, denn so bleiben die zu bearbeitenden Werkstücke frei von Verschmutzungen und ähnlichem.

Doch das ist längst nicht alles, denn es gilt auch auf das Reinigen der Linsen zu achten. Dies ist ein erster wichtiger Schritt, um die Qualität auf einem ansprechenden Niveau zu halten. Die folgenden Abschnitte geben Aufschluss darüber, welche Aspekte es fernab zu beachten gibt und was bei der Linse zu beachten ist.

 Die Schneidlinsen als wichtiger Gradmesser

Rund um den Laserschnitt nehmen die Linsen eine übergeordnete ein. Wie erwähnt gilt es hier besonders darauf zu achten doch genau hier machen einige den Fehler und unterschätzen die Linsen. Während der Verarbeitung entsteht auf besagter Schneidlinse eine Schmierschicht. Und die verringert die Qualität. Je seltener die Reinigung erfolgt, desto geringer fällt die Qualität aus.

Bei der eigentlichen Reinigung gilt es darüber hinaus zu achten, dass die Linse komplett gesäubert und nicht beschädigt wird. Viele Anwender wissen darüber hinaus nicht, worauf sie bei der Reinigung zu achten haben oder welche Mittel helfen.

Fakt ist: Es gibt eine Reihe von speziellen Mitteln, welche die Reinigung enorm erleichtern und den Verschleiß verringern. Bereits diese Faktoren können dafür sorgen, dass die Qualität nachhaltig erhöht wird.

Was gibt es noch zu beachten?

Fernab der Linse spielen zwei weitere Faktoren eine entscheidende Rolle und können die Qualität beeinflussen. Zum einen ist damit die Ausrichtung gemeint. Hier ist es wichtig, dass die Laserdüse möglichst zentriert ausgerichtet ist. Allein dieser Tipp kann für eine Erhöhung der Präzision sorgen.

Mit etwas Übung und Zeit können Sie die Positionierung stetig verbessern und dadurch die Geschwindigkeit der Drüsen um etwa 35 % erhöhen. Nicht zuletzt gilt es die Fokussierung zu beachten. Hier gilt es für Anwender zu berücksichtigen, ob ein modernes Gerät verwendet wird oder eben nicht.

Bei älteren Maschinen müssen Bediener die Fokussierung selbst vornehmen. Dadurch lässt sich die Qualität nachhaltig erhöhen, allerdings gibt es verschiedene Methoden zu prüfen.

Reinigung, Ausrichtung und Fokussieren beeinflussen die Qualität

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die drei erwähnten Faktoren eine überdurchschnittliche Gewichtung haben und die Qualität nachhaltig beeinflussen. Als Bediener gilt es gerade auf diese Aspekte zu achten, denn dadurch können Sie die Präzision und Ergebnisse des Schnitts nachhaltig erhöhen.

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Doch es gibt noch weitere Unterschiede. Innerhalb der Verfahren wird nämlich hinsichtlich der Geschwindigkeit unterschieden, andere eignen sich eher für das Schneiden von dünnen Blechen. Auch die Kostenfrage oder die Genauigkeit variieren, weshalb es hier ebenfalls drauf zu achten gilt.

Nachfolgend erklären wir Ihnen genauer, welche Möglichkeiten es gibt und was Sie zu den verschiedenen Verfahren wissen müssen.

1. Das Plasmaschneiden

Eine Möglichkeit stellt das Plasmaschneiden dar. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, welches gerade für Platten verwendet wird. Plasmamaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass sie hohe Geschwindigkeiten erreichen und gerade im Vergleich mit dem Autogenschneiden deutlich schneller sind.

Aufgrund der hohen Performance erreichen Anwender mit dem Plasmaschneiden eine nicht ganz so gute Kantenqualität. Dies muss in jedem Fall erwähnt werden, denn bei manchen Aufträgen muss die Qualität hierfür auf einem höheren Niveau sein.

Beim Plasmaschneiden besteht die Chance, mehrere Brenner gleichzeitig zu verwenden. Hier empfiehlt sich jedoch in der Regel die Nutzung von lediglich zwei Brennern.

2. Das Autogenschneiden

Innerhalb der Verfahren spielen die verschiedenen Faktoren eine entscheidende Rolle – das gilt freilich auch für das Autogenschneiden. Diese Schneidmethode ist als Brennschneiden bekannt und zählt bis heute zum ältesten Schneidprozess. Gerade für unlegierten Stahl stellt das Brennschneiden noch immer eine exzellente Wahl dar.

Allgemein gilt das Verfahren als simpel in der Handhabung, zudem lassen sich mögliche Verschleißteile kostengünstig austauschen. Was die Einsatzbereiche angeht, so empfiehlt sich die Nutzung des Brennschneidens gerade für Platten mit einer Dicke von mehr als 1 Zoll.

Der Vorgang ist zwar etwas langsamer, dafür ist die Qualität und Präzision höchst ansprechend. Da das Schneiden mit mehreren Brennern möglich ist, lässt sich die Produktivität auf einfache Art und Weise erhöhen.

3. Das Laserschneiden

Das Laserschneiden stellt eine qualitativ exzellente und effektive Variante beim Bearbeiten von unlegiertem Stahl dar. Bei diesem Verfahren kommt es allerdings darauf an, dass gerade beim Bearbeiten von Metallen mit einer Stärke mehr als 1 Zoll an alles gedacht wird – nur so kann das Laserschneiden mit der gewünschten Qualität erfolgen.

Ein Nachteil beim Laserschneiden besteht darin, dass die Arbeit nur mit einer vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeit erfolgt. Dafür ist die Genauigkeit deutlich ansprechender, zudem gilt dieses Verfahren als äußerst zuverlässig.

Nicht zuletzt ist das Laserschneiden ein automatisiertes Verfahren, wodurch die Personalkosten niedriger ausfallen als bei den anderen Lösungen.

4. Das Wasserstrahlschneiden

Möchten Sie unlegierten Stahl schneiden, so ist das Wasserstrahlschneiden eine geeignete Wahl. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es einen höchst anspruchsvollen Schnitt erzeugt und mit einer vortrefflichen Genauigkeit Punkten kann.

Ein nicht zu unterschätzender Nachteil beim Wasserstrahlschneiden besteht in den laufenden Kosten. Diese sind höher, da die Ausrüstung einiges verschlingt. Zudem bedarf es einer Anpassung der Kosten, da der Stundensatz höher ausfällt.

Das Wasserstrahlschneiden eignet sich nicht zuletzt für das Schneiden mit einem oder mehr Köpfen. Daher fällt die Produktivität entsprechend hoch aus.

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Häufig kommt inzwischen das Laserschneiden zum Einsatz, aber auch weitere Methoden eignen sich zur Bearbeitung von Metall. So können Sie auch das Plasma-, Wasserstrahl- und Autogenschneiden nutzen. Das Schneiden von Metall ist längst etabliert und immer mehr Kunden fordern von ihren Unternehmen, dass Sie die verschiedensten Methoden zur Umsetzung etwaiger Aufträge erfüllen können.

Aus diesem Grund ist es ratsam, die verschiedenen Verfahren genau zu kennen. In den folgenden Abschnitten verraten wir Ihnen genauer, wodurch sich diese Verfahren im Vergleich hervorheben.

Das Autogenschneiden

Innerhalb der Schneidverfahren zählt das Autogenschneiden zu den meist verwendeten Methoden überhaupt. Entscheiden Sie sich als Anwender für diese Lösung, so dürfen Sie sich auf eine Reihe von Annehmlichkeiten freuen.

Dazu gehört einerseits die große Wirtschaftlichkeit, aber auch die Anwärmzeit ist ein entscheidender Aspekt. Dazu überzeugt das Verfahren mit hohen Geschwindigkeiten und wartet mit vergleichsweise geringen Investitionskosten auf.

Das sind natürlich längst nicht alle Vorzüge, denn auch die folgenden Vorteile sprechen für den Einsatz des Autogenschneidens:

• Der Mechanisierungsgrad ist höher.
• Das Autogenschneiden gilt als universell einsetzbares Verfahren.
• Die Schnittgüte ist hoch, wodurch die Nacharbeit deutlich geringer ausfällt.

Wie Sie also sehen, erfreut sich das Autogenschneiden aufgrund einer Reihe von Vorzügen einer großen Beliebtheit.

Das Laserschneiden

Ein nicht weniger interessantes Verfahren zum Schneiden von Metallen stellt das Laserschneiden dar. Diese Art der Metallbearbeitung ist wirtschaftlich und zählt in diesem Aspekt zu den bedeutendsten überhaupt. Entscheiden Sie sich für das Schneiden mit dem Laser, so dürfen Sie sich auf moderne Qualität und Ausdruck innovativer Maschinen freuen.

Dazu kommen die vielen Vorteile, die weit über die Rentabilität hinaus gehen. Die Präzision ist nämlich auf einem höchst ansprechenden Niveau, zugleich fällt die Schnittqualität entsprechend hoch aus. Was die weiteren Vorteile angeht, so ist es gerade die hohe Geschwindigkeit – mit der sich das Laserschneiden von den anderen Verfahren abhebt.

Dazu kommen die folgenden Annehmlichkeiten:

• Das Laserschneiden ist ein vielseitig einsetzbares Verfahren.
• Die Effizienz ist überaus ansprechend.
• Der Prozess erfolgt unter geringen Eingriffen der Bediener.

Plasma- und Wasserstrahlschneiden

Zwei moderne und überaus beliebte Verfahren zur Bearbeitung von Metall sind das Plasma- und Wasserstrahlschneiden. Gerade das Schneiden mit Wasserstrahl bietet viele Annehmlichkeiten, wie beispielsweise das Wegfallen des Aufhärtens oder das keine Wärmezonen benötigt werden.

Dazu kommt die angenehme Handhabung, es entstehen bei der Bearbeitung keine Risse und die Wirtschaftlichkeit ist auf einem höchst ansprechenden Niveau. Beim Plasmaschneiden können mehrere Brenner verwendet werden und das Einsatzgebiet ist deutlich breiter als bei anderen Verfahren.

Dazu gilt: Das Plasmaschneiden lässt sich vergleichsweise angenehm automatisieren, die Geschwindigkeit ist teilweise 8 mal so hoch als beispielsweise beim Autogen und selbst größere Dicken lassen sich problemlos bearbeiten.

Am Ende des Tages müssen Sie aufgrund der Materialien und des Einsatzgebietes entscheiden, welches Verfahren für Ihren Bedarf am ehesten geeignet ist.

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