Laser Auch bei der Wahl der Laserquelle entscheiden die Gesamtkosten

Faser- oder CO₂-Laser – dies ist nicht eine Frage des Datenblattes. Investitions- und Betriebskosten, aber auch die Kosten für Maschine und Peripherie müssen berücksichtigt werden. Bei dünnen Blechen erzielt der Faserlaser die größere Ausbringung, während der CO₂-Laser bei dickeren Materialien im Vorteil ist.

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AMADA GmbH

Schages GmbH & Co.KG

MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

Rofin-Sinar Laser GmbH

Nachdem in den vergangenen Jahren viele verschiedene Konzepte für Hochleistungslaser in der Materialbearbeitung getestet und eingeführt wurden, kommt es immer häufiger zu der Situation, dass mehrere technische Lösungsansätze zur Verfügung stehen. Anwender sind sich in diesem Zusammenhang oftmals unsicher, welche der Techniken für ihren Einsatz die optimale ist.

Laserquellen lassen sich in drei Kategorien einteilen

Da sich auch die Anwendungsbreite in der Zwischenzeit vom klassischen Schneiden und Schweißen entsprechend erweitert hat, nimmt die Anzahl der Freiheitsgrade in einer geplanten Installation ebenfalls zu. In diesem Beitrag soll aufgezeigt werden, mit welchen grundsätzlichen Faktoren man sich dabei auseinandersetzen kann oder sogar muss.

Als heute in der Makromaterialbearbeitung zur Verfügung stehende Laserstrahlquellen sind CO₂-Laser, Faserlaser, Scheibenlaser und Diodenlaser zu nennen. Teilt man sie nach einem der Hauptunterscheidungsmerkmale, der Wellenlänge der Strahlung, kann man diese in drei Gruppen zusammenfassen:

• CO₂-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm;

• Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von etwa 1 µm;

• Diodenlaser, in der Regel mit einem Wellenlängen-Mix von 880 bis 1040 nm.

Da eine Betrachtung aller drei Gruppen den Rahmen des Artikels sprengen würde, konzentrieren sich die weiteren Ausführungen auf die Laser mit etwa 10 und mit 1 µm Wellenlänge, zumal der Diodenlaser bei der industriell bedeutendsten Applikation, dem Schneiden, keine Rolle spielt. Für Rofin sind das die diffusionsgekühlten CO₂-Slab-Laser mit Leistungen von 1 bis 8 kW und einer Wellenlänge von 10,6 µm sowie Faserlaser mit Leistungen von 0,5 bis 4 kW bei einer Wellenlänge von 1070 bis 1080 nm.

Laser-Wellenlänge beeinglusst mehrere Parameter für die Anwendung

Die Wellenlänge des gewählten Systems beeinflusst direkt mehrere Parameter für die Applikation. Unter Nutzung optischer Systeme mit identischen Abbildungseigenschaften unterscheiden sich die Fokusdurchmesser und damit die Intensitäten deutlich, weil die um den Faktor 10 niedrigere Wellenlänge des Faserlasers einen kleineren Spot am Werkstück erzeugt. Die Wellenlänge hat wesentlichen Einfluss auf die Absorption der Laserstrahlung durch das Werkstück.

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