Laserschneiden und Laserschweißen in der Industrie
Das Laserschneiden und das Laserschweißen sind moderne Verfahren, die in der Industrie bedeutende Aufgaben erfüllen. In diesem Artikel erfahren Sie, was diese Verfahren genau sind, welche Vor- und Nachteile es jeweils gibt und wo sie eingesetzt werden.
Bedeutung in der Industrie
Beim Laserschneiden handelt es sich um ein Trennverfahren zur Bearbeitung von Metall. Es basiert auf der Wechselwirkung zwischen dem Laserstrahl und den zu schneidenden Materialien.
Vor allem bei der Bearbeitung von plattenförmigem Material wie Stahl, Aluminium oder auch Holz kommt es zum Einsatz. Dabei wird je nach Art des Werkstoffes und des Gases eines von drei unterschiedlichen Verfahren eingesetzt.
Diese Verfahren sind:
- Laserstrahlschmelzschneiden
- Laserstrahlbrennschneiden
- Laserstrahlsublimierschneiden
Das Laserschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem die benötigte Energie über einen Laser zugeführt wird. Das Laserlicht erwärmt das Bauteil lokal und lässt es daraufhin schmelzen. In der Industrie wird es in der Verarbeitung von Metallen vielfältig eingesetzt.
Vorteile und Nachteile der Verfahren
Die Vorteile des Laserschneidens haben eine hohe wirtschaftliche Bedeutung. Es nutzt Materialien sehr gut aus, ist flexibel in der Bearbeitung von Werkstoffen verschiedener Formen und Materialien und macht selbst die Bearbeitung einer geringen Mindeststückzahl kosteneffizient.
Beim Bearbeitungsprozess an sich hinterlässt das Laserschneiden sehr feine und oft auch nachbearbeitungsfreie Schnittkanten. Beim Schneiden ist zudem ein gleichzeitiges Gravieren beziehungsweise Kennzeichnen des Materials möglich. Die Zeiten zum Rüsten sind gering und es ist kein Wechsel des Werkzeugs notwendig. Es lassen sich außerdem in einem Arbeitsschritt mehrere Aufträge vereinen.
Nachteile des Verfahrens sind die hohen Anschaffungskosten der Maschinen und deren hoher Energieverbrauch. Weiterhin erhöhen sich die Kosten durch den Einsatz von Schutzgasen und zur Sicherheit ist auch ein aufwendiger Arbeitsschutz notwendig. Das Schneiden wird außerdem schwieriger, desto dicker das zu bearbeitende Material ist.
Die Vorteile des Laserschweißens entstehen vor allem durch die sehr kleine Einflusszone der entstehenden Wärme. Möglich ist das aufgrund der sehr kurzen Pulsdauer sowie der langsamen Abfolge der einzelnen Schweißimpulse. Dadurch lässt sich selbst in der Nähe von thermoempfindlichen Materialien wie beispielsweise Glas und Kunststoff schweißen.
Der Randbereich der zu schweißenden Stelle erfährt beim Schweißen so gut wie keine Auswirkungen. Außerdem ist der Einfluss der Wärme so gering, dass die Werkstücke kaum Gefügeveränderungen erfahren und somit maßstabil sind. Die Nachbearbeitungszeit der Teile ist deutlich verkürzt.
Ein weiterer Vorteil ist die große Arbeitsentfernung. Schweißen ist mit einem Abstand von bis zu ungefähr 50 mm möglich. Auch an schwer zugänglichen Stellen ist das Verfahren gut geeignet.
Nachteile des Laserschweißens finden sich auch hier vor allem bei den Kosten. Die Schweißanlagen sind sehr teuer. Auch die Schweißzusätze sind aufgrund von nur kleinen Produktionsmengen ziemlich kostenintensiv, jedoch werden davon immer nur geringe Mengen aufgetragen. Große Aufträge nehmen im Vergleich zu anderen Verfahren mehr Zeit in Anspruch.
Des Weiteren ist für eine offene und somit flexible Handhabung ein abgeschlossener und gesicherter Arbeitsraum für den Laserschutz notwendig.
Einsatzgebiete
Einsatzgebiete vom Laserschneiden sind solche, wo folgende Umstände gefordert sind:
- komplexe zwei oder dreidimensionale Umrisse
- schnelle und präzise Verarbeitung
- die Herstellung von dreidimensionalen Durchbrüchen
- eine nahezu kraftfreie und berührungslose Bearbeitung
Das Laserschneiden wird bei der Bearbeitung von fast allen metallischen Werkstoffen angewendet, die Materialien Baustahl, Edelstahl und Aluminium machen den wesentlich Anteil aus.
Einsatzgebiete vom Laserschweißen finden sich in der Verarbeitung von Metallen. Gut verwenden lässt es sich beispielsweise in der Bearbeitung von Edelstahl oder Aluminium. Es eignet sich zudem durch den geringen thermisch bedingten Verzug hervorragend dazu, Komponenten und Fertigbauteile zu fügen. Die Automobilindustrie ist ein typisches Einsatzgebiet.
Laserschweißen wird zum Löten, Auftrags- und Remoteschweißen sowie beim Schweißen mit oder ohne Zusatzwerkstoffen angewendet.
Fazit
Diese Verfahren haben sich in der Industrie bewährt und sind zur Zeit nicht mehr wegzudenken. Die Anschaffung der benötigten Maschinen lohnt sich auf jeden Fall.
