CNC LasernPräzisionsverfahren mit Lichtgeschwindigkeit

Das CNC Lasern unterstützt Sie, mithilfe von verschleißfreien, thermischen Werkzeugen, in Präzision Werkstücke zu bearbeiten. Richtig eingesetzt, werden Laserköpfe zu einer effizienten Technik für Materialzerteilung, -stanzung, für Gravuren und Schweißarbeiten.

MaterialDiese Fertigungen bietet das CNC Lasern

Wie jede Form der Laserbearbeitung setzt auch das CNC Lasern auf den sogenannten Photoneneffekt. Mithilfe konzentrierter Lichtemissionen wird dem Werkstoff Material abgeschossen (Ablation) oder dessen Oberfläche umstrukturiert. Der Strahl sieht sich über Linsenkonfigurationen und CNC-gesteuerte Schubbewegungen des Laserkopfes am Werkstück ausgerichtet. Es erfolgt kein Werkzeugkontakt, sodass Werkstoffe optimal, mit geringen Ausschussraten ausgenutzt werden und Werkstücke nicht aufwändig nachzubearbeiten sind. Die CNC Lasertechnik ist durch eine verschleißfreie Führung des Lasers daher relativ wartungsarm gegenüber dem klassischen CNC Fräsen. Grundsätzlich stellen sich mit dem CNC Lasern jedoch nicht nur Vorteile auf, da sich die Kerneffizienz vor allem in folgenden Fertigungsverfahren abzeichnet. Um großförmig Span abzuheben, ist das CNC Laserschneiden beispielsweise im Sinne Ihrer Energieverwaltung ungeeignet.

CNC Laserschneiden

Unterteilen lässt sich das CNC Laserschneiden in Schmelzschneiden, Brennschneiden und Sublimierschneiden. Besonders für die Blechbearbeitung hat sich das CNC Laserschneiden als wirtschaftlichste Form der Materialzerteilung und Konturbildung bewiesen. Unter hohen Schnittgeschwindigkeiten werden qualitative Werkstücke in kürzester Zeit gefertigt.

CNC Lasergravieren

Materialien werden beim CNC Lasergravieren mit bis zu 1.200 dpi vektorgesteuert oder rasterorientiert bemustert. Anders als beim Laserdruck werden die Resultate fälschungssicher und das ausgesparte Material verdampft. Häufig sind industrielle Bauteile oder Münzen über dieses Verfahren graviert. Gerade Faserlaser eignen sich aufgrund der effizienten Schnittgeschwindigkeit besonders.

CNC Laserschweißen

Schmelzdauer und Nahttiefe sind beim CNC Laserschweißen variabel einstellbar. Allgemein lassen sich sehr präzise Schweißleistungen mit geringem Verzug und hohen Schweißgeschwindigkeiten erzielen. Die Genauigkeiten der Schweißpunkte fügen sich mit einer Toleranz zwischen +/- 0,01 Millimetern. Dadurch lassen sich anspruchsvolle Geometrien verbinden.

BesonderheitenDas gilt es beim CNC-Lasern zu beachten

Neben den Chancen, die Ihnen das CNC Lasern bietet, entstehen auch einige Risiken. Achten Sie daher auf einen fachkundigen und abgestimmten Einsatz einer CNC Lasertechnik und des Werkstoffs. Die Bearbeitung von Verbundwerkstoffen ist beim CNC Lasern unkomplizierter als beim Fräsen, da der Laserkopf und seine Lichtpulsfrequenz direkt über die Geräteeinstellung angepasst wird - ohne Werkzeugwechsel. Dennoch gilt beim CNC Laserschneiden und -schweißen ein besonderes Gefahrenpotential für Werkstück und Arbeiter, welches sich bei unsachgemäßer Geräteeinstellung mit Folgeschäden erfüllt.

Leistungsdichte nach Werkstoff

Beim CNC Laserschneiden werden Werkstoffe bis 50 mm Materialstärke mit präzisen Konturen zerteilt. Prinzipiell hängt die einzustellende Leistungsdichte und Pulsfrequenz des Laserstrahls vom Werkstoff ab. Materialien mit höheren Transmissionseigenschaften oder spiegelnden Oberflächen erfordern Lasersysteme auf Hochleistung.

Energiezufuhr

Faserlaser sind im Betrieb recht effizient und benötigen je nach Material und Verfahren geringe Wattzahlen bis hin zu 4 kW. Sinnvoll sind beim CNC Lasern Leistungsbereiche ab 40 Watt (Gravieren) bis hin zu 8 kW. Hochleistungslaser decken Spektren grundsätzlich Spektren von 1 kW bis über 100 kW ab. Von der Pumpdiode aus werden die Laserstrahlen über Spiegel und Linsen fokussiert.

Kühlmittel und Geräteschutz

Damit die Spiegel des Lasersystems sich nicht beschädigen, werden Ihre Einheiten wassergekühlt. Die Laseroptik und der Werkstoff werden während dem Bearbeitungsprozess mithilfe des umgelenkten Prozessgases vor abgetragenen Material geschützt. Mithilfe von Stickstoff wird die Bildung von Oxidschichten an den Schnittkanten verhindert.

Schnittgeschwindigkeit

Das CNC Lasern lässt Sie mit relativ hohen Schnittgeschwindigkeiten fertigen. Mit konstanten Schüben zwischen 10m/min bis knapp über 100m/min erreichen Sie grundsätzlich die saubersten Ergebnisse. Moderne Faserlaser unterstützen diese Bewegungen und machen das Verfahren aufgrund günstiger Energieverwaltung noch effizienter.

Wartung

Nur qualifiziertes Personal sollte an und mit dem Laser arbeiten. Werden das Gerät, dessen Linsen oder die Gaskonzentration falsch eingestellt, ergeben sich Fehler in der Produktion. Auch wenn eine CNC Laseranlage grundsätzlich einen geringeren Wartungsaufwand als eine CNC Fräsmaschine bedingt, sind eine regelmäßige Kalibrierung und Ölwechsel arbeitsintensiv.

Arbeitssicherheit

Während dem Werkstoff beim CNC Lasern Material auf Partikelebene umstrukturiert wird, entstehen eine hohe Strahlenbelastung, giftige Dämpfe oder auch sogenannter Laserstaub. Darunter fallen toxische Aerosole und Feinstaub. Geschützt wird das Personal durch Saug- und Filtervorrichtungen. Im Idealfall findet das CNC Lasern daher in einer isolierten Fertigungszelle statt.

Entgratung

Aus dem CNC Lasern resultieren grundsätzlich feinkonturierte Werkstücke, die keiner größeren Nachbearbeitung bedürfen. Dennoch sollten alle Bauteile auf Rückstände und Grat geprüft werden. Eventuell müssen sie noch einem leichten Schlichtungsverfahren unterzogen oder gebürstet werden. Auch elektrochemische Entgratungsmethoden eignen sich für Werkstücke des CNC Laserns.

ReferenzenKundenspezifische Sondermaschinen

CNC Sondermaschine Elektroautomobilität

Laserschweißen von Batterieteilen für Elektroautomobilität auf Basis der isel CNC Maschine Overhead. Die gesamte Sondermaschine ist laserdicht konzipiert, das heißt vollständig mit Blech eingehaust sowie oben geschlossen worden. Trumpf-Lasertechnik (Zulieferteile)

Automatisierte Lasermarkieranlage nach Kundenvorgabe

Die Sondermaschine beansprucht eine möglichst kleine Fläche und ist mittels Handlings-Roboter an eine Spritzgussmaschine und Fördertechnik zur vollautomatischen Fertigung angeschlossen. Die Herausforderung bestand in der geforderten Taktzeit einen DMC Code im Materialinneren der 3mm dicken Blutanalyseplättchen aus Plexiglas anzubringen.

FAQFragen vor dem Kauf von CNC Lasertechnik

Unter den folgenden Fragen sollen Ihnen häufige Fragen zum CNC Lasern und dessen Herausforderungen beantwortet werden. Sollten Ihnen weitere Unklarheiten bestehen, werden Sie gerne von unseren Experten für das CNC Lasern beraten.

Ist CNC Lasern prinzipiell besser als CNC Fräsen?

Als spanabhebendes Fertigungsverfahren zeichnet sich das CNC Fräsen besonders aus, wenn ein großförmiger Materialabtrag stattfinden soll. Müssen einem Werkstoff zum Beispiel Formen ausgefräst werden, ist das Lasern zur Konturbildung also deutlich ineffizienter. Aufgrund des Transmissionseffekts beim Lasern lassen sich nicht alle Materialien mit gleicher Energieeffizienz bearbeiten, sodass das CNC Fräsen für diese Produktionen geeigneter sein könnte. Für die Bearbeitung brüchiger Materialien, an denen keine ausgleichende Entgratung stattfindet und die bereits durch die CNC Maschine nahezu gratfrei bearbeitet werden müssen, ist das CNC Lasern sinniger als der Einsatz spanabhebender Verfahren. Grundsätzlich ist die CNC Laserbearbeitung am wirtschaftlichsten, wenn Materialien bis zu 50 Millimeter Stärke geschnitten oder graviert werden. Daher eignet es sich besonders für die Blechbearbeitung.

Welche Werkstoffe können über das CNC Lasern bearbeitet werden?

Bearbeitet werden können alle Stoffe, die über einen Laser zum Schmelzen gebracht werden. Darunter fällt unter anderem auch Glas und Keramik. Zu achten ist auf die jeweilige Transmissions- und Reflektionseigenschaft der Materialien. Unter Transmission versteht sich das Verhältnis aus Energie, die von der Laserquelle ausgehend den Werkstoff durchdringt. Metalle besitzten beispielsweise keinen Transmissionswert. Außerdem entscheidet auch die Energieabsorption und Wärmeleitfähigkeit des stofflichen Körpers über die Einstellung des Lasers. Auch Holz und bestimmte Kunststoffe lassen sich gut mit einem CNC Laser bearbeiten.

Wird für das Lasern ein eigenes CNC Programm benötigt?

CAD/CAM-Verschachteltungssoftware für CNC Lasertechnik weicht von den Fräsprogrammen ab. Für die Verfahren bei der CNC gesteuerten Laserbearbeitung müssen also eigens für die Laserstrahlausrichtung, Linsenkonfigurationen und Spiegelkalibrierungen entwickelte Softwarelösungen eingesetzt werden. Denn anders als bei Fräsmaschinen müssen Laserköpfe so geführt werden, dass Gasströme optimal abgeführt, Kollisionen mit dem Werkstoff vermieden und Pulsfrequenzen in Hochgeschwindigkeit angepasst werden.

Welche Laser werden üblicherweise eingesetzt?

Im CNC Lasern finden sowohl Gas- als auch Festkörperlaser Anwendung. Letztere verfügen über eine Führung im Nahinfrarotbereich. Darunter fallen sogenannte YAG-Laser, Faserlaser und Scheibenlaser, deren Laserkristall sich in seiner Funktionsform und Ausrichtung unterscheidet. Gaslaser werden beispielsweise mit CO2 (ugs. „Kohlendioxidlaser“) als Lasermedium betrieben. Die Behältnisse für das jeweilige Gas sollten groß genug sein, um während den Bearbeitungsprozessen die entsprechende Menge Gas einfließen zu lassen.

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