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Schnitt für Schnitt immer weiter

So wie die Erde sich ständig dreht, so entwickeln sich Schneidtechnologien ständig weiter. Einer der wichtigsten neuesten Fortschritte in diesem Bereich sind Glasfaserlaser. Die Glasfaserlasertechnologie ist eine relative junge Technologie und viele Unternehmen sind noch dabei, sich damit vertraut zu machen. Gerade die Unterschiede zwischen Glasfaser und dem besser bekannten CO2-Laserprozess gilt es, sich bewusst zu machen.

Von den wichtigen thermischen Schneidmethoden – autogenes Brennschneiden, Plasma und Laser – bietet Laserschneiden die beste Schnittgüte. Insbesondere für feinere Elemente und Löcher mit einem geringeren Verhältnis zwischen Durchmesser und Dicke als 1:1. Dies macht den Laser zur geeignetsten Methode bei strengen Präzisionsschneidanforderungen in jeder Branche. In der Laserschneidkategorie selbst erhalten Glasfaserlaser viel Aufmerksamkeit, da sie die Geschwindigkeit und Schnittgüte von CO2-Laser bei erheblich geringeren Wartungs- und Betriebskosten bieten. Dies macht Glasfaserlaser als Schneidtechnologie so vielversprechend. Viele Experten sind deswegen der Meinung, dass sie andere Lasersysteme überholen werden.

Beim CO2-Laser ist CO2-Gas an der Übertragung des Strahls beteiligt. Beim Glasfaserlaser funktioniert die Übertragung dagegen über Dioden und Glasfaserkabel. Statt der Verwendung von Spiegeln für die Übertragung des Lichtstrahls vertrauen Glasfasersysteme auf mehrere Festkörper-Pumpen-Dioden zur Erzeugung eines Laserstrahls, der dann über ein flexibles Glasfaserkabel zum Laserschneidkopf übertragen wird. Dies bietet eine Reihe von Vorteilen, wobei der wichtigste die Tischgröße ist.

Anders als bei Gaslasern, bei denen Spiegel in einem bestimmten Abstand aufgestellt werden müssen, gibt es bei Glasfaserlaser keine Größenbeschränkung. Es ist sogar möglich, einen Glasfaserlaserkopf direkt neben einem Plasmaschneidkopf auf einem Plasmaschneidtisch zu installieren. Das wäre bei einem CO2-Laser nicht möglich. Außerdem sorgt die Möglichkeit, Glasfasern biegen und aufwickeln zu können, für Systeme, die im Vergleich zu Gassystemen mit vergleichbarer Leistung relativ kompakt sind.

Bis zu 86 Prozent effizienter

Der wohl wichtigste und wesentlichste Vorteil von Glasfaserlaser ist aber seine Energieeffizienz. Wegen des komplett digitalen, monolithischen Festkörperdesigns des Glasfaserlasers hat dieser einen höheren Gesamtwirkungsgrad als CO2-Laser. Von jeder Leistungseinheit, die ein CO2-Schneidsystem passiert, werden normalerweise nur ungefähr 8 bis 10 Prozent tatsächlich genutzt. Bei Glasfaserlaser können Benutzer dagegen viel höhere Leistungseffizienzzahlen von 25 bis 30 Prozent erwarten. In anderen Worten, ein Glasfasersystem verbraucht insgesamt ungefähr drei bis fünf Mal weniger Energie als CO2-Versionen, das heißt, dass es um bis zu 86 Prozent energieeffizienter ist.

Glasfaserlaser verfügen außerdem über positive Lichteigenschaften, zum Beispiel eine kürzere Wellenlänge, was die Strahlabsorption im zu schneidenden Material verbessert und das Schneiden von nicht leitenden Metallen wie Messing und Kupfer ermöglicht. Eine konzentriertere Lichtquelle sorgt für einen kleineren Punkt und eine größere Fokustiefe, so dass ein Glasfaserlaser dünneres Material schneller und Material mit mittlerer Dicke effizienter schneiden kann. Bei einer Dicke bis 6 mm hat ein 1,5 kW Glasfaserlaser eine Schneidgeschwindigkeit, die der eines 3 kW CO2-Lasers entspricht. Dies zeigt sich in einem höheren Output bei geringeren Kosten für das Unternehmen, da die Betriebskosten für Glasfaserschneiden niedriger als die herkömmlicher CO2-Systeme sind.Zudem sollte man das Thema Wartung nicht außer acht lassen, denn herkömmliche Gaslasersysteme benötigen diese regelmäßig. Die Spiegel müssen gewartet und kalibriert und die Resonatoren ausgetauscht werden. Glasfaserlaserlösungen erfordern andererseits praktisch keine Wartung. CO2-Laserschneidsysteme benötigen CO2-Lasergas, in dem sich Verunreinigungen ansammeln können, die regelmäßig entfernt werden müssen. Dies kann bei einem CO2-Lasersystem mit mehreren Kilowatt mindestens 20.000 US-Dollar im Jahr kosten. Außerdem verwenden viele CO2-Schneidformate Hochgeschwindigkeitsturbinen, um das Lasergas zu bewegen. Diese Turbinen müssen gewartet und möglicherweise überholt werden. Zuletzt haben Glasfaserlösungen, da sie kompakter sind und eine kleinere Stellfläche als CO2-Systeme benötigen, geringere Kühlanforderungen und der Energieverbrauch ist erheblich geringer.

Guter Augenschutz unerlässlich

Es gibt einige wichtige Punkte, die beim Wechsel zu Glasfaserlaser berücksichtigt werden sollten. Der erste ist der Schutz der Augen. Das Licht von einem Glasfaserlasersystem hat eine Wellenlänge, die gefährlich für die Augen ist. Deshalb ist ein guter Augenschutz unerlässlich. Umfassende Schulungen für den richtigen Systembetrieb und die Sicherheit werden ebenfalls empfohlen, da es die Technologie erst seit ungefähr fünf Jahren gibt. Viele Bediener haben nicht viel Erfahrung beim Schneiden mit Glasfaserlasern, daher muss diese mangelnde Erfahrung durch gute Einsteigerschulungen für die Steuerung von Glasfaserlasersystemen kompensiert werden.

Eine weitere Überlegung gilt dem zu schneidenden Material. Auch wenn Glasfaserlaser für das Schneiden der meisten Materialien ideal geeignet ist, kann es nicht für das Schneiden von Acryl oder Polycarbonat verwendet werden. Ebenso kann Holz oder Stoff nur in begrenztem Umfang geschnitten werden. Die Dicke des zu schneidenden Materials ist ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung, wann Glasfaserlaser eingesetzt werden sollte. Dickere Materialien erfordern mehr Schneidleistung. In solchen Fällen kann Laserschneiden eine weniger attraktive Option sein. Hier bietet es sich an, einen Glasfaserlaser direkt neben einem Plasmaschneidkopf zu installieren. Bediener können dünneres Material, das engere Toleranzen erfordert, mit Glasfaserlaser schneiden, und bei dickeren Blechen schnell und einfach zu Plasma wechseln. Es ist sogar möglich, dasselbe Teil mit zwei verschiedenen Schneidmethoden zu schneiden.

Vorteile für All-in-One-Lösung

Eine gute und letzte Überlegung ist die Beurteilung, welche Komponenten für eine umfassende Laserschneidkonfiguration erforderlich sind, und wie die einzelnen Teile erworben werden. Ein System, das komplett mit Laserstromquelle, Gaskonsole, Laserschneidkopf und Höhensteuerung, CNC und Schneidsteuerungsprogrammen geliefert wird, bietet den wertvollen Vorteil einer fertigen All-in-One-Lösung.

Glasfaser bietet viele einzigartige Vorteile gegenüber herkömmlichen CO2-Laserschneidsystemen. Zum Beispiel höhere Energieeffizienz, geringere Wartungskosten und eine kompaktere Lösung – es ist aber möglicherweise nicht für jeden geeignet. Vor der Auswahl einer umfassenden Laserlösung sollten Themen wie Sicherheit und Schulung, die Art und Dicke des Materials, das am häufigsten geschnitten wird, sowie die erforderliche Schnittgüte berücksichtigt werden.

Laserschneiden ist es immer noch eine relativ neue Technologie, die sich schnell weiterentwickelt. Dies bedeutet, dass der Laser in den kommenden Jahren wahrscheinlich weiter verbessert werden wird. Unternehmen können sich demnach auf noch schnelleres und besseres Schneiden mit der Glasfaserlasertechnologie von morgen freuen. W

www.hypertherm.com



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