Laserschneiden
und Lasergravuren
Laserschneiden ist eine Bearbeitungsmethode zum Zuschneiden von Blechtafeln. Wir verfügen über zwei moderne Laserschneidanlagen, mit denen wir Blechtafeln bis zu folgenden Maximalgrößen bearbeiten können:
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Edelstahl
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25 x 2000 x 6000 mm
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Stahl
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25 x 2000 x 6000 mm
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Aluminium
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15 x 2000 x 6000 mm
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Bleche in Sondergrößen können in den Standardbreiten (Klein-, Mittel- und Großformat) auch in den Längen von 1000 bis 6000 mm problemlos bestellt und für Sie bearbeitet werden.
Ankündigung für April 2012: XXL Laserschneiden in Sachsen
- Groß laserschneiden: für Bleche in Sonder- und Übergrößen
- Lang laserschneiden: bis zu 16 Meter
- Lang laserschneiden: bis zu 16 Meter
Auf diesem Bild können Sie den aktuellen Stand der Bauarbeiten sehen. Das Maschinenfundament sowie die Schienen sind bereits fertig. Das Schneidportal wurde gerade installiert. Wenn die Arbeiten weiter so gut voran kommen, werden wir die Laseranlage am 1. April 2012 in Betrieb nehmen können, die dann über einen Schneidbereich von 16.000 x 4.000 mm verfügt. Damit können wir nicht nur lange Bleche, sondern auch besonders breite Bleche laserschneiden. Im Hintergrund ist außerdem unsere neue 16-Meter-Abkantpresse zu sehen.
Wir haben uns zu dieser Investition entschlossen, da wir die Großteile, die wir auf unserer 16 Meter langen Abkantpresse biegen, auch selbst zuschneiden wollen. Aber die neue Anlage eignet sich nicht nur zum Bearbeiten von Großteilen.
Auf dem Schneidtisch finden bis zu 32 Bleche im Kleinformat (2 x 1 m) Platz, die dann vollautomatisch und ohne Beaufsichtigung bearbeitet werden können. Dies wird erst durch die moderne Maschinensoftware möglich, die solche Datenmengen problemlos verarbeiten kann.
Aber auch die Schneidetechnik hat sich in den letzten Jahren weiterentwickelt und so profitieren Sie von den folgenden Stärken der Maschine:
- Die Anlage kann einerseits schneller schneiden, andererseits ermöglicht die verbesserte
Lasertechnik eine bisher unerreichte Qualität, mit der auch kleinste Löcher und
Aussparungen ausgeschnitten werden können.
- Das Beladen und Schneiden kann zu gleichen Zeit erfolgen, was die Bearbeitungs-
zeiten der Aufträge deutlich reduzieren wird.
- Die neue Anlage ist sehr robust und ist einfacher zu warten. Dadurch werden eventuelle
Ausfallzeiten auf ein Mindestmaß reduziert.
- Die Maschine verfügt über einen Fasenkopf, mit dem Fasen bis zu einem Winkel von 45
Grad herausgeschnitten werden können. So kann der Zuschnitt und das Anbringen von
Fasen in einem Arbeitsschritt vorgenommen werden.
Durch die neue Anlage erweitern wir unsere Kapazität im Bereich Laserschneiden um ein Vielfaches. Dadurch sind wir in der Lage Ihre Aufträge noch schneller zu bearbeiten.
Auf dem Schneidtisch finden bis zu 32 Bleche im Kleinformat (2 x 1 m) Platz, die dann vollautomatisch und ohne Beaufsichtigung bearbeitet werden können. Dies wird erst durch die moderne Maschinensoftware möglich, die solche Datenmengen problemlos verarbeiten kann.
Aber auch die Schneidetechnik hat sich in den letzten Jahren weiterentwickelt und so profitieren Sie von den folgenden Stärken der Maschine:
- Die Anlage kann einerseits schneller schneiden, andererseits ermöglicht die verbesserte
Lasertechnik eine bisher unerreichte Qualität, mit der auch kleinste Löcher und
Aussparungen ausgeschnitten werden können.
- Das Beladen und Schneiden kann zu gleichen Zeit erfolgen, was die Bearbeitungs-
zeiten der Aufträge deutlich reduzieren wird.
- Die neue Anlage ist sehr robust und ist einfacher zu warten. Dadurch werden eventuelle
Ausfallzeiten auf ein Mindestmaß reduziert.
- Die Maschine verfügt über einen Fasenkopf, mit dem Fasen bis zu einem Winkel von 45
Grad herausgeschnitten werden können. So kann der Zuschnitt und das Anbringen von
Fasen in einem Arbeitsschritt vorgenommen werden.
Durch die neue 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 durch stimulierte Energieaussendung. Durchgesetzt hat sich dann das Kurzwort Laser.
Die ersten Anfänge
Die Möglichkeit Metalle und andere Materialen mittels Laserstrahl zu bearbeiten ist das Ergebnis von über 80 Jahren intensiver Forschung. Kein Geringerer als Albert Einstein beschrieb im Jahre 1916 die stimulierte Emission von Strahlung. Doch viele Jahre schien es keinen praktischen Nutzen für diese Theorien zu geben.
In den 1950er Jahren des vergangenen Jahrhunderts gelang jedoch dem amerikanischen Wissenschaftler Norman Ramsey die stimulierte Emission von Energie im Mikrowellenbereich. Er nutzte die spektralen Eigenschaften von Wasserstoff aus und stellte 1960 der Öffentlichkeit das erste Gerät vor. Da sich das Energiespektrum auf den Mikrowellenbereich beschränke, bezeichnete man diesen Apparat als MASER.
Parallel zur MASER-Entwicklung arbeiteten Physiker an einem Feststofflaser, der auf einer anderen Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums arbeitete. Der Rubinlaser bündelte die Energie im Bereich des sichtbaren Lichts zu einem feuerroten Strahl. Die Vorstellung dieses Lasers erfolgte im Jahr 1957 durch den Physiker Chihiro Kikuchi. Doch an Laserzuschnitte, war zu dieser Zeit noch nicht zu denken.
Nun war die Entwicklung nicht mehr aufzuhalten. Aus dem Rubinlaser wurden Laserquellen entwickelt, die auf anderen Materialien oder Gasen basierten. Die Anwendung von Kohlendioxid, Stickstoff oder Neon ermöglichten eine Frequenzänderung vom Mikrowellenbereich bis hin zur Röntgenstrahlung. Im Jahr 1990 gab es dann Kohlendioxid-Industrielaser, die erstmals das Schneiden von Metallen ermöglichten.
Blechbearbeitung mit Lichtgeschwindigkeit
Um Werkstücke mit einem Laserstrahl schneiden zu können, wird in einer Laserquelle ein Energiebündel erzeugt, welches über Spiegel in den Schneidkopf geleitet und mit einer Linse stark fokussiert wird. Diese Fokussierung erfolgt so präzise, dass sich die gesamte Energie der Laserquelle auf einen einzigen Punkt konzentriert.
Ein CNC-gesteuerter Laserstrahl verflüssigt das Material auf der programmierten Schnittfuge nahezu ohne Kraftaufwand. Dadurch können sehr komplexe Umrisse mit höchster Präzision ausgeschnitten werden, die mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren kaum möglich gewesen wären. Wir können Stahl und Edelstahlbleche in der Stärke von 1,0 bis 25,0 mm und Aluminiumbleche bis zu 15 mm mittels Laser schneiden.
Ein CNC-gesteuerter Laserstrahl verflüssigt das Material auf der programmierten Schnittfuge nahezu ohne Kraftaufwand. Dadurch können sehr komplexe Umrisse mit höchster Präzision ausgeschnitten werden, die mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren kaum möglich gewesen wären. Wir können Stahl und Edelstahlbleche in der Stärke von 1,0 bis 25,0 mm und Aluminiumbleche bis zu 15 mm mittels Laser schneiden.
Verschiedene Verfahren der Laserbearbeitung
Brennschneiden
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 der Sauerstoff die Hitzeentfaltung des Laserstrahls verstärkt und somit den Schneidvorgang unterstützt. Die Reaktion des Sauerstoffes hat jedoch auch einen Nachteil. Häufig müssen die durch die Hitze und den Sauerstoff oxydierten Schnittkanten der Laserteile gereinigt und entzundert werden. Brennschneiden kann nur bei Stahlprodukten angewandt werden.
Schmelzschneiden bei Rime
Wir haben uns für dieses Verfahren entschieden, da es gegenüber dem Brennschneiden Vorteile bietet, von denen Sie als Kunde bei uns profitieren. Das Material wird ebenfalls zuerst durch den Laserstrahl aufgeschmolzen. Doch anstatt Sauerstoff wird jedoch Stickstoff in die Schnittfuge eingeblasen. Stickstoff ist ein inertes Gas, welches eine Oxydation der Schnittkanten weitgehend verhindert. Das bedeutet zum einen, dass die Kanten der Laserteile oxydfrei sind und zum anderen die aufwendige Nachbearbeitung entfällt.
Das Schneiden von Rohren
Mit unsereren Anlagen können wir auch Rohre bis zu einem maximalen Durchmesser von 80 mm mit einfachen Aussparungen versehen. Da die Maschinen die Rohre nicht selbstständig drehen können ist dieses Angebot leider noch auf einfache Zuschnitte (siehe Bild) beschränkt. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, wenn Sie Rohr-Laserzuschnitte benötigen. Wir beraten Sie gern.
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Lasergravuren
Unsere Maschinen ermöglichen auch das Gravieren von Metallteilen. Wie beim Laserschneiden selbst, erfolgt auch das Lasergravieren CNC-gesteuert. Es können sehr aufwendige Muster, Formen, Schriftzüge und Bilder einprogrammiert werden, die dann an die Laseranlage gesendet werden. Im Gegensatz jedoch wird beim Gravieren der Laserstrahl anders fokussiert. Der Brennpunkt liegt dabei nur wenig unterhalb der Materialoberfläche, sodass nur eine dünne Schicht verdampft wird. Die Tiefe der Gravur kann dabei auch eingestellt werden. Die starke Bündelung des Lasers erlaubt eine Gestaltung bis ins kleinste Detail.
Wir verwenden folgende Maschinen:
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Trumpf TI 6030
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Trumpf TI 6050
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Schneidbereich von 6000 x 2000 mm
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Schneidbereich von 6000 x 2000 mm
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bis zu einer Dicke von 25 mm
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bis zu einer Dicke von 25 mm
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Leistung: 4.000 Watt
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Leistung: 6.000 Watt
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Co2 Laser
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Co2 Laser
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Kostenbeeinflussende Faktoren
Die Wahl der richtigen Materialdicke
Unsere Laserschneideanlagen haben eine Leistung von 4000 bzw. 6000 Watt. Trotz der hohen Leistung muss die Schnittgeschwindigkeit an die Materialstärke angepasst werden. Laserteile aus dünneren Blechen können sehr zügig ausgeschnitten werden. Bei stärkeren Blechen muss die Geschwindigkeit, mit der der Laserschneidkopf über das Blech geführt wird, herabgesetzt werden, um eine glatte Schnittkante zu erhalten. Aus diesem Grund ist das Laserschneiden stärkerer Blechteile kostenintensiver.
Aussparungen und Konturen
Es steht außer Frage, dass das Herausschneiden komplizierter Konturen zeitaufwendiger ist als das Erstellen einfacher geometrischer Formen.
Muss das Werkstück zusätzlich mit Aussparungen versehen werden, erhöht sich der Zeitaufwand sehr stark. Der Laserstrahl muss das Blech zuerst durchbohren (Pfeil 1). Dieser Vorgang wird Einstechen genannt und darf nur mit gedrosselter Laserleistung erfolgen. Würde der Laserstrahl mit voller Energie auf die glatte Fläche des Werkstoffes treffen, bestünde die Gefahr, dass ein Teil des Laserstrahls von der Oberfläche reflektiert werden könnte. In ungünstigen Fällen könnte so die Linse des Schneidkopfes beschädigt werden. Da der Einstich des Lasers aus Sicherheitsgründen mit gedrosselter Leistung erfolgt, benötigt der Laserstrahl auch mehr Zeit zum Durchbohren des Bleches. In dem Augenblick, in dem der Strahl das Blech durchdrungen hat, entstehen an der Unterseite des Werkstückes aufgrund der langanhalte.jpg&ra=0&w=200?0.5290359624817449)
nden Einwirkung der Hitze unsaubere Austrittsstellen, die einen größeren Durchmesser aufweisen als der Laserstrahl. Um beim Laserschneiden saubere Schnittkanten der Aussparungen zu erreichen durchsticht der Laser das Material in der Mitte der Aussparung, wird dann an die programmierte Kante geführt (Pfeil 2) und schneidet dann die Aussparung mit einer sauberen Schnittkante (Pfeil 3) aus. Aus diesem Grund weisen alle Blechreste, die von Aussparungen stammen, in der Mitte ein Loch und einen Schnitt zum Rand hin auf.Wirkung verschiedener Gase
Die Wahl des Schneidgases hat einen direkten Einfluss auf die Produktionskosten. Bei der Zufuhr von Sauerstoff reicht beim Brennschneiden ein Gasdruck von 1 bar völlig aus, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Da beim Schmelzschneiden das verflüssigte Metall ausgeblasen wird, muss dabei der Stickstoff auf einen Druck von 20 bar gebracht werden. Für den Aufbau dieses hohen Druckes ist viel mehr Stickstoff nötig, was einen direkten Einfluss auf die Kosten hat.
Vorteile
Es können verschiedene Materialien mit der gleichen Maschine geschnitten werden. Sogar die Verarbeitung von Holz und Kunststoffen wäre möglich.
Die Maschine kann durch die Computersteuerung verschieden geformte Laserteile aus derselben Blechtafel herausschneiden. - so können mehrere Aufträge gleichzeitig bearbeitet werden.
Computerprogramme helfen bei der Positionierung der Werkstücke auf der Blechtafel. So können zum Beispiel kleinere Laserteile in Bereichen angeordnet werden, die bei konservativer Metallbearbeitung ungenutzt geblieben wären. Durch die Computersteuerung wird das Material optimal ausgenutzt
Beim Einsatz von Stickstoff entfällt eine aufwendige Nachbearbeitung der Schnittkanten.
Durch die flexiblen Einsatzmöglichkeiten unserer Maschinen lohnt sich auch die Herstellung von Einzelstücken oder kleiner Serien.
Nachteile
Trotz der vielen Vorteile hat dieses Verfahren leider auch ein paar Nachteile, die vor allem wirtschaftliche / finanzielle Auswirkungen haben.
Die Anschaffungskosten für eine Anlage sind sehr hoch.
Die Anforderungen an den Arbeitsschutz sind hoch und müssen ständig überwacht werden.
Für den Betrieb der Laserschneidanlage ist sehr viel Energie notwendig.
Zum Schmelzschneiden wird Stickstoff benötigt, der beim Schneidvorgang mit hohem Druck in die Schnittfuge eingeblasen werden muss. Der Gasverbrauch kann bei großen Maschinen sehr hoch sein und stellt einen entscheidenden Kostenfaktor dar.
Das Bild zeigt die Schnittkante eines 20 mm starken Laserteils. Der Laserstrahl musste, um so mächtigen Stahl schneiden zu können, so langsam durch das Material geführt werden, dass es in der Schnittfuge zu Aufschmelzungen kam. Die Kante des Laserteils weist dann die, für das Laserschneiden, typischen Rillen auf.
Befinden sich diese Rillen an den Außenkanten, könnten diese bei Bedarf abgeschliffen werden. Dieser Arbeitsschritt ist aber sehr aufwendig und für den Kunden teuer.
Ab einer gewissen Blechdicke ist die Laserbearbeitung nicht mehr wirtschaftlich.
Ein weiteres Problem beim Schneiden von stärkeren Blechen ist eine leichte Winkelabweichung an der Schnittkante (Winkel a). Diese Abweichung resultiert aus der Konstruktion des Schneidkopfes. Das Energiebündel wird zwar mit der maximal möglichen Genauigkeit auf die Linse gerichtet und fokussiert, tritt aber in einem leichten Winkel aus der Linse aus. Dieser Winkel ist so klein, dass dieser technisch nicht ausgeglichen werden kann. Bei dünnen Blechen fällt dieser Schneidwinkel nicht ins Gewicht, da sich die Differenz im Mikrometerbereich bewegt. Erst ab einer Materialdicke von 20 mm ist die Abweichung so groß, dass das Werkstück nachbearbeitet werden müsste.
EN-ISO 9013
Für Laserzuschnitte gibt es die europaweit geltende Norm EN-ISO 9013, welche die technischen Regeln, Produktspezifikationen und die Qualität regelt. Rime arbeitet nach dieser Norm und fällt bei der Beurteilung der Schnittqualitäten in die Klasse 2. Dies bedeutet, dass unsere lasergeschnittenen Produkte nur maximale Abweichungen aufweisen dürfen, wie sie in den Bestimmungen geregelt sind. Nur durch die strikte Einhaltung dieser Normen kann die durchgehend hohe Qualität unserer angebotenen Laserteile gewährleistet werden.
Dies ist eine Übersicht über die genormte Maßhaltigkeit unserer Laserteile:
