Laserschneiden Sachsen

XXL Laserschneiden in Sachsen. Zuschnitte von Blechen in Übergrößen!
CNC-Laserschneiden im Arbeitsbereich von 16.000 x 4.000 mm, inklusive Fasen Laserschneiden bis 45 Grad!

Laserschneiden ist bei uns seit dem 04. Mai 2012 in einer neuen Dimension möglich. Wir haben eine neue Laseranlage in Betrieb genommen, mit der Blechzuschnitte bis 16.000 x 4.000 mm möglich sind.

Wir haben uns zu dieser Investition entschlossen, da wir Großteile, die wir auf unserer 16 Meter langen Abkantpresse biegen, auch selbst zuschneiden wollen. Unsere neue Anlage eignet sich auch zum Bearbeiten von Kleinteilen. Auf dem Schneidtisch finden bis zu 32 Bleche im Kleinformat (2 x 1 m) Platz, welche vollautomatisch, ohne Beaufsichtigung zugeschnitten werden.

Das kann unsere neue Maschine:

• Das Laserschneiden erfolgt schneller und ermöglicht in bisher unerreichter Qualität.
• Das Beladen sowie Laserschneiden erfolgt gleichzeitig, wodurch Auftragsbearbeitungszeiten reduzieren werden.
• Die neue Anlage ist sehr robust und deutlich einfacher zu warten. Dadurch reduzieren sich Ausfallzeiten auf ein Mindestmaß.
• Sie verfügt über einen Fasenkopf, mit dem Fasen bis zu 45 Grad herausgeschnitten werden können. So erfolgt Fasen- und Materialzuschnitt im gleichen Arbeitsschritt.
• Mit unserer neuen Anlage erweitern wir unsere Kapazität im Bereich Laserschneiden um ein Vielfaches. Dadurch sind wir in der Lage Ihre Aufträge noch schneller zu bearbeiten.

Was bedeutet das Wort Laser?

Eigentlich müsste man Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation dazu sagen. Auf Deutsch bedeutet das: Verstärkung des Lichts mittels stimulierter Energieaussendung. Durchgesetzt hat sich das Kurzwort Laser.

Blechbearbeitung mit Lichtgeschwindigkeit

Um Werkstücke mit einem Laserstrahl zu schneiden, muss in der Laserquelle ein Energiebündel erzeugt werden, welches mittels einer Linse stark fokussiert wird. Der CNC-gesteuerte Strahl verflüssigt das Material innerhalb der vorprogrammierten Schnittfuge. So können sehr komplexe Umrisse mit höchster Präzision ausgeschnitten werden, welche mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren kaum möglich gewesen wären. Wir bearbeiten Stahl- bzw. Edelstahlbleche in den Stärken von 1,0 bis 25,0 mm oder Aluminiumbleche bis zu 15 mm mittels Laserschneiden.

Bei diesem Verfahren wird Sauerstoff in den Einwirkungsbereich des Laserstrahls eingeblasen. Sauerstoff ist ein sehr reaktionsfreudiges Gas und führt dazu, dass das aufgeschmolzene Material augenblicklich verbrennt. Brennschneiden ist im Vergleich zum Schmelzschneiden schneller, da Sauerstoff die Hitzeentfaltung des Strahls verstärkt und den Schneidvorgang unterstützt. Reaktionen des Sauerstoffes mit Metallen haben jedoch auch Nachteile. Häufig müssen die oxydierten Schnittkanten gereinigt und entzundert werden. Brennschneiden darf nur bei Stahlprodukten angewandt werden.

Laserschneiden bei Rime

Wir haben uns für dieses Verfahren entschieden, da es gegenüber dem Brennschneiden Vorteile bietet, von denen Sie als Kunde profitieren. Das Material wird zuerst durch den Laserstrahl aufgeschmolzen. Doch anstatt Sauerstoff wird Stickstoff in die Schnittfuge eingeblasen. Der scharf gebündelte Gasstrahl entfernt die Schmelze aus den Schnittfugen und vermeidet auch die Schlacke- und Zunderbildung.

Stickstoff geht keine Verbindungen mit anderen Elementen ein. Gase mit diesen Eigenschaften nennt man “Inerte Gase” oder “Schutzgase”. Neben Stickstoff haben auch Argon und Helium Eigenschaften, welche häufig auch als Gasgemisch beim Laserschneiden eingesetzt werden.

Lasergravieren und Laserschneiden sind sich im Prinzip sehr ähnlich. Beide Bearbeitungsmethoden können auf der gleichen Maschine durchgeführt werden.

Wie beim Laserschneiden wird beim Gravieren ein Laser zur Bearbeitung des Werkstückes eingesetzt.

Im Fokus des trifft der Laser mit über 10.000.000 Watt auf das Material. Dies hat zur Folge, dass das Blech auf bis zu 12.000 °C erhitzt wird und somit schlagartig verdampft.

Der einzige Unterschied zwischen Laserschneiden und Lasergravieren liegt im Fokus. Durch das Einjustieren der Linse muss der Fokus des Laserstrahls so eingestellt werden, dass nur ein Bruchteil der gesamten Blechdicke verdampft. So entsteht eine feine Rille. Durch computergesteuertes Nachführen des Schneidkopfes kann so jedes beliebige Muster oder Beschriftungen erzeugt werden. Beim Laserschneiden liegt der Fokus unterhalb des Blechs, sodass der Strahl das Blech zerschneidet.

Unsere Laserschneideanlagen haben eine Leistung von 4.000 bzw. 6.000 Watt. Die Schnittgeschwindigkeit muss an die Materialstärke angepasst werden. Laserteile aus dünneren Blechen werden zügig ausgeschnitten. Bei stärkeren Blechen muss die Geschwindigkeit herabgesetzt werden, um eine glatte Schnittkante zu erhalten. Aus diesem Grund ist Laserschneiden von stärkeren Blechteilen zeit- und kostenintensiver.

Aussparungen & Konturen

Es steht außer Frage, dass das Herausschneiden komplizierter Konturen mehr Zeit in Anspruch nimmt, als das Erstellen einfacher geometrischer Formen. Muss das Werkstück zusätzlich mit Aussparungen versehen werden, erhöht sich der Zeitaufwand deutlich. Zuerst durchbohrt der Strahl das Blech (Pfeil 1). Diesen Vorgang nennt man Einstechen und erfolgt mit gedrosselter Laserleistung. Würde der Laserstrahl mit voller Energie auf die glatte Fläche des Werkstoffes treffen, könnte ein Teil des Laserstrahls von der Oberfläche reflektieren. In ungünstigen Fällen könnte so die Linse des Schneidkopfes beschädigt werden.

Um beim Laserschneiden saubere Schnittkanten zu erhalten, durchsticht der Laser das Material in der Mitte der Aussparung, die Maschine führt den Strahl an der programmierten Kante entlang, (Pfeil 2) und schneidet die Aussparung mit einer sauberen Schnittkante (Pfeil 3) aus.

Wirkung verschiedener Gase 

Die Wahl des Schneidgases hat einen direkten Einfluss auf die Produktionskosten. Bei der Sauerstoffzufuhr reicht beim Brennschneiden ein Gasdruck von 1 bar aus, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Da beim Schmelzschneiden das verflüssigte Metall ausgeblasen wird, muss dabei Stickstoff auf einen Druck von 20 bar gebracht werden. Für den Aufbau dieses hohen Druckes ist viel Stickstoff nötig, was einen Einfluss auf die Kosten hat.

Es können verschiedene Materialien mit den gleichen Maschinen geschnitten werden. Sogar eine Verarbeitung von Holz oder Kunststoffen wäre theoretisch möglich.

Die Maschine ist in der Lage, aufgrund der Computersteuerung, verschieden geformte Laserteile aus einer Blechtafel herausschneiden. So können mehrere Aufträge gleichzeitig bearbeitet werden. Jede erdenkliche Form ist möglich!

Der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt. Computerprogramme helfen bei der Positionierung der Werkstücke. So werden zum Beispiel kleinere Laserteile in Bereichen angeordnet, die bei konservativer Metallbearbeitung ungenutzt geblieben wären. 

Beim Einsatz von Stickstoff entfällt eine aufwendige Nachbearbeitung der Schnittkanten. Unsere flexiblen Einsatzmöglichkeiten ermöglichen auch die Herstellung von Einzelstücken oder kleiner Serien.

Trotz vieler Vorteile hat Laserschneiden leider auch ein paar wirtschaftliche und finanzielle Nachteile.

1. Anforderungen an den Arbeitsschutz sind sehr streng.
2. Laserschneiden verbraucht sehr viel Energie.

Zum Schmelzschneiden kommt Stickstoff zum Einsatz, der beim Schneidvorgang mit hohem Druck in die Schnittfuge eingeblasen wird. Der Gasverbrauch ist bei großen Maschinen extrem hoch und stellt einen entscheidenden Kostenfaktor dar.

Das Bild zeigt die Schnittkante eines 20 mm starken Laserteils. Der Laserstrahl musste, um so mächtigen Stahl zu schneiden, so langsam nachgeführt werden, dass es in der Schnittfuge zu Aufschmelzungen kam. Das Laserteil weist die, für Laserschneiden, typischen Rillen auf. Befinden sich Rillen an den Außenkanten, müssten sie bei Bedarf abgeschliffen werden.

Dieser Arbeitsschritt ist zeitaufwendig und verursacht zusätzliche Kosten.Aus diesem Grund ist ab einer gewissen Blechdicke Laserschneiden unwirtschaftlich. Ein weiteres Problem beim Laserschneiden von stärkeren Blechen ist eine leichte Winkelabweichung entlang des Schnittes (Winkel a).

Das Energiebündel wird mit maximal möglicher Genauigkeit auf die Linse gerichtet und fokussiert, tritt aber in einem leichten Winkel aus der Linse aus. Dieser Winkel ist so klein, dass ein technischer Ausgeglich kompliziert ist. Bei dünnen Blechen fällt die Abweichung kaum ins Gewicht, da sich die Differenz im Mikrometerbereich bewegt.

Vor dem Start des Schneidevorgangs muss der Austrittswinkel des Strahles überprüft werden, indem der Laserstrahl einen Klebestreifen zersticht. Der “Tapeshot” ermöglicht eine bestmögliche Justierung, um Produkte in vorzüglicher Qualität herzustellen. Erst wenn der Strahl absolut zentriert den Schneidkopf verlässt, startet das Laserschneiden. Erst bei einer Materialdicke ab 20 mm ist die Abweichung so groß dass eine Nachbearbeitung des Werkstückes notwendig ist.

Unsere Laseranlagen sind zum Zuschneiden ebener Blechtafeln geeignet. Laserschneiden von Kunststoffen und anderen Materialien kann aufgrund der hohen Leistung nicht erfolgen, da sie leicht verbrennen. Es können nur metallische Werkstoffe bearbeitet werden.

Technischer Aufbau

Laseranlagen sind im Prinzip immer gleich aufgebaut. Das Herzstück ist der Laserschneidkopf, welcher über Führungsschienen in drei Achsen bewegt wird. Durch Justierung der Z-Achse passt sich der Schneidkopf an die Höhe des Werkstücks an. Gesteuerte Vorschübe von X- und Y-Achse steuern den Laserschneidkopf an jedem beliebigen Punkt. Da unsere Laseranlagen die genaue Position des Materials erkennen, genügt es das Blech nach Augenmaß auf den Werktisch zu legen. Sollte die Ausrichtung um ein paar Grad abweichen, korrigiert dies die Computersteuerung vollautomatisch.
Laserstrahlen reflektieren auf glänzenden Oberflächen. Bei dieser hohen Leistung sind selbst bei zurückgeworfenen Strahlen, Hautverbrennungen bzw. Augenverletzungen möglich. Aus diesem Grund ist das Laserschneiden mit einer Schutzkabine abgeschirmt.

Die Kabine soll nicht nur vor Strahlung schützen sondern auch vor der Emissionen von Staub und Gasen. Unsere Maschinen entwickeln im Brennpunkt eine Gesamtleistung von 10 Millionen Watt. Diese Leistung erhitzt das Blech so stark, dass es verdampft. Hochlegierte Baustähle sind mit einer Vielzahl von Elementen wie Chrom, Nickel, Kupfer oder Titan versehen und haben im gasförmigen Zustand eine gesundheitsgefährdende Wirkungen.

Auch Feinstaub mit einer Partikelgröße von einem bis fünf Mikrometer können dem menschlichen Körper gefährlich werden. Die Kabine ist mit einer Absaugvorrichtung und einer professionellen Filteranlage ausgestattet, um Emissionen zu minimieren.

Linsen

Besondere Aufmerksamkeit gilt der Linse, welche den Laserstrahl auf einen Punkt bündelt.

Erst durch die Bündelung erreicht der Strahl die Leistung zum Laserschneiden von Metallen und ist nach der Bündelung etwa 2.500-mal so stark wie davor. Aus diesem Grund ist es von außerordentlicher Wichtigkeit,  Linsen vor Verschmutzung zu schützen. Haben sich Partikel an den Linsen abgesetzt, kann die Energie nicht im vollen Umfang wieder abgeben werden. Ja nachdem wie stark die Linse verschmutzt ist, zersetzt sie sich bis zur kompletten Zerstörung. Die Linsen für eine Laseranlage besteht nicht aus Glas wie beispielsweise bei Teleskopen. Sie bestehen aus Zinkselenid (ZnSe). Dieses Material ist bis zu einer Temperatur von über 1.500°C hitzebeständig und verleiht der Linse ihre typische Farbe. Zusätzlich sind die Linsen mit einer dünnen Schicht Thoriumflourid vergütet. Thorium ist ein radioaktives Metall, welches ebenfalls sehr großer Hitze standhält.

Bei Zerstörung der Linse werden Zersetzungsprodukte wie Zinkoxyd, Selenoxide, und das auf der Oberfläche befindliche Thorium freigesetzt. Thorium und Selenverbindungen sind sehr giftig und verursachen beim Einatmen oder bei Hautkontakt schwere Gesundheitsprobleme. Aus diesem Grund erfolt eine regelmäßige Überprüfung und Wartung der Linsen.

Materialzuführung

Unsere Laseranlagen haben Palettenwechsler mit je zwei Paletten. Diese befinden sich in der Ausgangsstellung außerhalb der Schutzkabine. In dieser Position sind beide Paletten übereinander gestapelt.
Das Werkstück wird mit einem Kran auf die obere Palette gelegt und in die Kabine zum Laserschneiden gefahren. Während des Blechzuschnittes kann das nächste Werkstück auf die zweite Palette gelegt werden. Nach der Fertigstellung erfolgt ein Austausch der Paletten.

Die Aufnahmen wurden im Testbetrieb aufgenommen und zeigen, wie der Zuschnitt von Fasen funktioniert. Im Normalbetrieb ist der Laserkopf aus Sicherheitsgründen von der Außenwelt abgeschirmt, sodass der Zuschnitt der Teile unsichtbar ist.