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Schneiden
Strahlverfahren und ihre Möglichkeiten beim Schneiden
03.02.2010 | Autor: Ingo Decker
Der fokussierte Laserstrahl hat im Brennfleck je nach verwendeter Linsenbrennweite einen Durchmesser von 0,12 bis 0,25 mm. Die dementsprechend ebenso schmale Schnittfuge erlaubt das Herstellen sehr komplexer und zugleich eng liegender Schnittkonturen mit Stegbreiten deutlich geringer als die jeweilige Werkstoffdicke, im Minimum von 0,2 mm.
Laserschneiden fast ohne Wärmeeinbringung
Es entstehen in der Regel nachbearbeitungsfreie Schneidteile. Aufgrund der hohen Schneidgeschwindigkeiten erfährt das geschnittene Bauteil zudem nur eine geringe Wärmeeinbringung, sodass bei diesem thermischen Schneidverfahren von einem fast kalten Vorgang gesprochen werden kann.
Es sind verschiedene Verfahrensvarianten zu unterscheiden:
Beim Laserstrahl-Brennschneiden mit Sauerstoff als Schneidgas werden an unlegierten Stählen sehr hohe Schneidgeschwindigkeiten erreicht (bei 1 mm Blechdicke 7 m/min schon mit 1 kW Laserleistung sowie noch 1 m/min bei 6 mm Dicke).
Beim Laserstrahl-Schmelzschneiden mit Stickstoff unter hohem Druck (10 bis 20 bar) entstehen an korrosionsbeständigen Edelstählen oxidfreie und damit blanke Schnittflächen ohne Gratanhaftung an den Schnittunterkanten mit ebenfalls noch hohen Schneidleistungen (bei 1 mm Blechdicke 5 m/min mit nur 1 kW Laserleistung). Auch beim Laserschneiden von Acryl-Glas bilden sich Schnittflächen hoher Qualität aus, die zwar eine leichte Riefenbildung erkennen lassen, aber vollkommen durchsichtig sind.
Mit dem gepulstem Laser sind sehr genaue Schnitte möglich
Wird mit dem Laser bei kontinuierlicher Strahlungsemission (cw-Modus des Lasers) geschnitten, verlangt der Scheidprozess für eine gute Schnittqualität eine durchgehend hohe Schneidgeschwindigkeit (etwa 80% der maximalen Trenngeschwindigkeit). Damit sind die dynamischen Eigenschaften der Führungsmaschine häufig der begrenzende Faktor für die Schnittqualität.
Beim Verfahren des Präzisionsschneidens hingegen wird der Laser nicht kontinuierlich, sondern in spezieller Weise gepulst betrieben.
Schon im 1-kW-Bereich sind CO2-Laser zum Schneiden von Stählen wirtschaftlich, insbesondere bei niedrig legierten Stählen unter Verwendung von Sauerstoff als Schneidgas. Bei Aluminiumwerkstoffen jedoch muss der starken Reflexion und der hohen Wärmeleitung begegnet werden. Mit dem entsprechenden „Energiemanagement“ sind mit einer Laserschneidanlage saubere Schnitte mit hoher Genauigkeit möglich.
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Wasserstrahlschneiden, Plasmaschneiden und Laserschneiden konnten die Besucher der Schneidtage bei Knuth Werkzeugmaschinen direkt vergleichen. Gezeigt wurde bei der Veranstaltung das komplette Schneidanlagenprogramm der Wasbeker Firma.
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Beim Remote-Laserschneiden wird der Lichtstrahl von einem dynamischen Scanner bewegt. In Kombination mit einem Faserlaser, der sich besonders durch seine hohe Strahlqualität auszeichnet, lassen sich so Konturgeschwindigkeiten von über 100 m/min erreichen. Damit ist der Faserlaser beim Schneiden von Metallen eine echte Alternative zum bisher favorisierten CO2-Laser.
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Knuth Werkzeugmaschinen GmbH
Wasbek, Deutschland
Bystronic Laser AG
Niederönz, Schweiz
Carl Cloos Schweißtechnik GmbH
Haiger, Deutschland
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