Schneller schneiden auf Maschinen mit fasergekoppelten Lasern

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Trumpf hat fasergekoppelte Flachbettschneidanlagen, basierend auf lampengepumpten Nd:YAG-Lasern, mit einer Strahlqualität von immerhin 12 mm*mrad bereits in den 1990er Jahren angeboten, bevor man im Jahr 2008 die erste Scheibenlaser-Flachbettanlage auf den Markt brachte.

Sahajanand und Cy-Laser Pioniere bei neuer Lasertechnik

Die Pioniere der neuen Faserlaser-Schneidtechnik sind Sahajanand aus Indien und Cy-Laser von der Finsomac-Gruppe aus Italien. Beide haben erste Installationen bereits im Jahr 2005 realisiert. Selbst ohne reine Rohrbearbeitungs- und 3D-Anlagen mitzuzählen, wurden innerhalb einer kürzlich durchgeführten Marktrecherche des Fraunhofer ILT weltweit 24 Hersteller von fasergekoppelten Multi-kW-Laser-Flachbettschneidanlagen für die Blechbearbeitung ermittelt. Die Sammlung ihrer jeweiligen Hauptprodukte ist in Bild 1 (siehe Bildergalerie) zu sehen.

Die Maschinenanbieter integrieren Laserstrahlquellen von fünf verschiedenen Unternehmen, wobei IPG mehr als zwei Drittel von ihnen mit Faserlasern versorgt. Ein Viertel der Maschinenhersteller gehört zu den bekannten Weltmarktführern für Multi-kW-Laser-Flachbettschneidanlagen, während mehr als ein Drittel bisher hauptsächlich durch Maschinen mit Plasma- und Brennschneid- sowie Stanz- und Wasserstrahltechnik bekannt wurde. Sie ergreifen die Gelegenheit, ihr Produktportfolio zu erweitern. Einige von ihnen kombinieren in einer Maschine einen oder mehrere Faserlaserschneidköpfe mit den oben erwähnten konventionellen Schneidtechniken.

Laserstrahlquelle brauch auch richtige Laserstrahloptiken und Schneidgasdüsen

Das Potenzial einer Laserstrahlquelle bezüglich der erzielbaren Schneidgeschwindigkeit und Schnittqualität kann nur dann sinnvoll in die Praxis umgesetzt werden, wenn es einhergeht mit geeigneten Laserstrahloptiken und Schneidgasdüsen, Prozesssensoren und Regelschleifen, ausreichender Maschinendynamik und -steifigkeit sowie effizienten Blechbe- und -entladevorrichtungen. Außerdem müssen die einschlägigen Sicherheitsvorschriften erfüllt werden. Letztendlich entscheidet der aktuelle und absehbare Anwendungsbereich einer projektierten Schneidanlage hinsichtlich Werkstoffen, Dickenspektrum, Teileabmessungen, Schnittkonturen und des erforderlichen Durchsatzes, welches System die wirtschaftlichste Lösung liefert.

Ein grundlegendes Verständnis des Laserschneidens setzt eine detaillierte Betrachtung des Prozesses voraus. Die Hochgeschwindigkeits-Videografie liefert zeitlich und räumlich aufgelöste Einblicke in die Dynamik des Laserschneidprozesses.

Unterschiede beim Edelstahl-Laserschneiden mit 10 µm und 1 µm Wellenlänge aufgedeckt

Auf diese Weise konnte das Fraunhofer ILT ausschlaggebende Unterschiede beim Edelstahlschneiden mit 10 µm und 1 µm Wellenlänge aufdecken und erklären. Die dynamisch fluktuierende Schmelzströmung bei der Verwendung eines Faserlasers unterscheidet sich signifikant von der glatten und gleichmäßigen Schneidfront-erscheinung im Fall des CO₂-Lasers, wenn abgesehen von der Wellenlänge vergleichbare Prozessparameter angewendet werden (Bild 2).

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