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Auf einen Blick: Das Laserschmelzschneiden

Das Lasersschmelzschneiden ist ein berührungsloses Schneideverfahren, das im Wesentlichen zur Bearbeitung von Aluminiumlegierungen und Edelstahl zum Einsatz kommt. Im Rahmen dieses Verfahrens wird der Schneidspalt eines geeigneten Werkstoffes kontinuierlich durch ein reaktionsarmes Prozessgas aufgeschmolzen, während die Oxidation der Schneidefläche verhindert wird.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nichtrostende Stähle (Edelstahl bzw. Aluminiumlegierungen) durch den Laserstrahl an der Schnittfuge geschmolzen und die geschmolzene Fuge durch ein inertes Gas wie beispielsweise Stickstoff oder Argon ausgeblasen wird.

Beide Prozessgase sollen eine Oxidation des Werkstoffs verhindern. Aus Kostengründen wird meist Stickstoff, seltener Argon oder Helium verwendet. Dabei erreichen die Gasdrücke einen Wert von bis zu rund 20 bar (Hochdruck-Inertgas-Schneiden).

Optimale Schnittqualität

Da auf diese Weise die Schneideflächen nicht oxidieren können und es an der Schnittfuge nicht zu einer Gratbildung kommt, ist eine Nachbearbeitung der Schnittkanten nicht erforderlich. Selbst normaler Baustahl wird in manchen Fällen bei Dicken von etwa 6 bis 10 mm mit Stickstoff bearbeitet. Das hat den Vorzug, dass dann ebenfalls die Nachbearbeitung der Schnittkanten für eine spätere Lackierung oder Pulverbeschichtung wegfällt.

Eine hohe Schnittqualität entsteht immer dann, wenn die Riefen- bzw. Gratbildung an den Schnittkanten sehr gering ausgeprägt ist. Indem Schmelztropfen an der Schnittunterkante erstarren, bildet sich ein mehr oder minder stark anhaftender Bart bzw. Grat.

Dies ist unter anderem der Tatsache geschuldet, dass die zu geringen antreibenden Kräfte der Gasströmung nicht in der Lage sind, die Schmelze vollständig auszutreiben. Die Schnittqualität kann durch folgende Kriterien positiv beeinflusst werden: Schneidgasdruck, Vorschubgeschwindigkeit, Stärke der Laserquelle und Fokuslage.

Beim Lasersschmelzschneiden eignen sich sowohl CO2-als auch Festkörperlaser. Für das Schneiden dickerer Materialstärken qualifiziert sich vor allem der CO2-Laser. Für eine optimale Schnittqualität werden häufig leistungsstarke Festkörperlaser herangezogen. Im Prinzip kann das Verfahren des Schmelzlaserschneidens bei allen schmelzbaren Werkstoffen eingesetzt werden.

Laserleistung und Schneidgeschwindigkeit

Wegen des niedrigen Absorptionsgrads des eingesetzten Materials sind beim Laserschmelzschneiden die Schnittgeschwindigkeiten von der verfügbaren Laserleistung abhängig. Beispielsweise wird bei der Blechbearbeitung mit einer 4-KW-CO2-Laserschneidanlage für 10 mm dicken Edelstahl eine Schneidgeschwindigkeit von rund 900 bis 1000 mm pro Minute erzielt.

Das Lasersschmelzschneideverfahren kommt meist dann zur Anwendung, wenn bei Edelstählen oxidfreie Schnittfugen gefordert sind. Zu den weiteren Applikationen gehören Aluminiumlegierungen und hochschmelzende Nichteisenlegierungen.

Gasversorgung gewährleisten

Die Gasversorgung muss beim Laserschneiden der jeweiligen Bedarfsmenge und Anwendung angepasst sein. Die benötigten Lasergase können zum Beispiel durch Einzelflaschen bereitgestellt werden.

Je nach den jeweils benötigten Volumina bietet sich auch eine Versorgung der Prozessgase über Flaschenbündel oder Tanks an. Eine professionelle Installation aller Komponenten sichert den Transport ohne Verunreinigungen vom Behältnis zum Laser.

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