Die kurze Antwort lautet: Faserlaser eignen sich hervorragend zum Schneiden von Metallen, insbesondere von Blechen und Platten, die in der industriellen Fertigung zum Einsatz kommen.
Baustahl (oft auch als Weichstahl bezeichnet), Edelstahl, verzinkter Stahl, Aluminium, Kupfer und Messing liegen alle im Leistungsbereich moderner Faserlasersysteme. Faserlaser können auch speziellere Metalle wie Titan, Nickellegierungen und hochfeste, verschleißfeste Stähle wie Hardox bearbeiten.
Doch nicht alle Materialien verhalten sich unter einem Laserstrahl gleich, und „schneidbar“ ist nicht gleichbedeutend mit „effizient schneidbar“. Eine Maschine mag zwar technisch in der Lage sein, eine bestimmte Materialstärke oder ein bestimmtes Material zu bearbeiten, doch ob dies in der Praxis sinnvoll ist, hängt von der Geschwindigkeit, der Schnittkantenqualität, den Betriebskosten und der Prozessstabilität ab.
Im Gegensatz zu CO₂-Lasern, die in der Vergangenheit eine breitere Kompatibilität mit bestimmten nichtmetallischen Werkstoffen boten, sind Faserlaser speziell für die Metallbearbeitung konzipiert. Ihre Wellenlänge wird von leitfähigen Metallen besonders gut absorbiert, was einer der Gründe dafür ist, dass sie sich in modernen Fertigungsbetrieben zur dominierenden Schneidtechnologie entwickelt haben. Wenn Sie Technologien allgemeiner vergleichen möchten, bietet unser Leitfaden zu Faserlaser vs. CO₂-Laserschneiden erklärt, warum die Branche bei Metallanwendungen weitgehend auf Faserlaser umgestiegen ist.
Diese Spezialisierung ist entscheidend. Ein Fertigungsbetrieb, der Edelstahlkomponenten für die Küche, Stahlhalterungen, Aluminiumgehäuse oder elektrische Bauteile aus Kupfer zuschneidet, nutzt zwar möglicherweise dieselbe Kerntechnologie, doch der Prozess verläuft in jedem Fall anders.
Kohlenstoffstahl ist nach wie vor eines der gängigsten und effizientesten Materialien für das Faserlaserschneiden. In der täglichen Fertigung wird der Begriff „Weichstahl“ oft synonym verwendet. Weichstahl bezeichnet im Allgemeinen eine Form von Kohlenstoffstahl mit relativ geringem Kohlenstoffgehalt, die sich leicht bearbeiten, schweißen und formen lässt. Er ist das Material, aus dem unzählige industrielle Bauteile bestehen, von Halterungen und Maschinenrahmen bis hin zu Strukturteilen und Schweißkonstruktionen.
Kohlenstoffstahl wird häufig unter Verwendung von Sauerstoff als Hilfsgas geschnitten, wodurch eine exotherme Reaktion entsteht, die dem Prozess zusätzliche Wärme zuführt. In der Praxis trägt dies dazu bei, dass die Maschine schneller schneidet und größere Materialstärken wirtschaftlicher bearbeiten kann. Aus diesem Grund gilt Kohlenstoffstahl nach wie vor als Referenzmaterial für die Bewertung der Leistung beim Laserschneiden.
Zu den typischen Anwendungsbereichen gehören:
Faserlaser werden zudem häufig zur Bearbeitung hochfester und verschleißfester Stähle wie Hardox eingesetzt, die häufig in Bergbaumaschinen, Baumaschinen, Verschleißteilen für die Landwirtschaft, Schaufeln, Auskleidungen und anderen Bauteilen zu finden sind, bei denen es ebenso sehr auf Langlebigkeit wie auf Maßgenauigkeit ankommt.
Ein Betrieb, der beispielsweise Montageplatten oder Schweißkonstruktionen aus 10–20 mm dickem Kohlenstoffstahl herstellt, wird das Faserlaserschneiden oft als schnell und äußerst wiederholgenau empfinden.
Bei höheren Leistungsstufen (15 kW und mehr) lassen sich auch deutlich dickere Bleche bearbeiten, doch es besteht ein wichtiger Unterschied zwischen technischer Leistungsfähigkeit und produktiver Leistungsfähigkeit. Nur weil eine Maschine sehr dickes Stahlblech schneiden kann, bedeutet das nicht, dass sie dabei am effizientesten arbeitet. Einen tieferen Einblick in die Abhängigkeit der Leistung von der Maschinenleistung finden Sie in unserem Artikel über Faserlaserschneiden mit höherer Leistung.
Im Gegensatz zu Kohlenstoffstahl wird Edelstahl in der Regel mit Stickstoff statt mit Sauerstoff geschnitten. Dadurch wird eine Oxidation vermieden und eine saubere, glänzende Schnittkante erzielt, was in Branchen, in denen das Erscheinungsbild, die Korrosionsbeständigkeit oder die Qualität der nachfolgenden Schweißarbeiten entscheidend sind, oft unerlässlich ist.
Daher eignet sich der Faserlaser hervorragend für:
Da keine exotherme chemische Unterstützung durch Sauerstoff stattfindet, muss der Laser einen größeren Teil der Arbeit selbst übernehmen. Mit zunehmender Materialstärke nimmt die Schnittgeschwindigkeit entsprechend ab. Dennoch liefert das Faserlaserschneiden bei dünnem und mittelstarkem Edelstahl eine hervorragende Schnittkantenqualität und äußerst gleichmäßige Ergebnisse.
Verzinkter Stahl ist ein weiterer Werkstoff, der häufig mit Faserlasertechnologie bearbeitet wird, insbesondere in Branchen wie der Klimatechnik, dem Haushaltsgerätebau, der Herstellung von Schaltschränken und der Automobilzulieferindustrie.
Da verzinkter Stahl im Wesentlichen aus mit Zink beschichtetem Kohlenstoffstahl besteht, der zum Korrosionsschutz dient, weist der Schneidprozess viele Ähnlichkeiten mit dem von Baustahl auf. Die Zinkbeschichtung bringt jedoch zusätzliche Aspekte mit sich, die bei der Bearbeitung zu berücksichtigen sind, insbesondere hinsichtlich der Rauchentwicklung und der Schnittstabilität.
Bei richtiger Einstellung der Prozessparameter eignet sich das Faserlaserschneiden besonders gut für verzinkte Werkstoffe, vor allem bei dünneren Blechen, bei denen Geschwindigkeit und die Herstellung sauberer Teile im Vordergrund stehen.
Aluminium lässt sich mit einem Faserlaser problemlos schneiden, und moderne Anlagen bewältigen dies weitaus besser als frühere Gerätegenerationen; allerdings verhält es sich anders als Stahl. Aluminium reflektiert mehr Energie und leitet Wärme sehr gut, was bedeutet, dass Prozessstabilität, Strahlqualität, Gaszufuhr und Maschinendynamik noch wichtiger werden.
Faserlaser können eine hohe Produktivität erzielen (insbesondere bei dünnen und mittleren Materialstärken) für Hersteller, die folgende Produkte fertigen:
Ein Betrieb, der den ganzen Tag lang 2–6 mm dicke Aluminiumplatten schneidet, kann einen hervorragenden Durchsatz erzielen. Das Schneiden von sehr dickem Aluminium ist zwar möglich, doch sinkt die Effizienz im Vergleich zu produktionsfreundlicheren Materialstärken erheblich.
Kupfer und Messing galten aufgrund ihrer Reflektivität einst als problematisch für das Laserschneiden. CO₂-Laser hatten in der Vergangenheit Schwierigkeiten mit diesen Materialien, da ihre Wellenlänge stark reflektiert wird, was zu einer schlechten Energieaufnahme führt und die Gefahr einer Beschädigung optischer Komponenten durch Rückreflexion birgt.
Dank der Fortschritte in der Faserlasertechnologie, der Strahlstabilität und der Prozesssteuerung lassen sich diese Werkstoffe heute wesentlich besser schneiden, insbesondere bei Anwendungen, bei denen es auf die elektrische Leitfähigkeit ankommt.
Zu den typischen Anwendungsfällen gehören:
Diese Werkstoffe erfordern zwar nach wie vor eine strengere Kontrolle als Baustahl, und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses spielt eine Rolle. Für viele Hersteller sind sie jedoch mittlerweile durchaus realistische Produktionswerkstoffe.
Titan ist ein weiteres Material, das mit modernen Faserlasern geschnitten werden kann, auch wenn es zu einer eher spezialisierten Kategorie gehört. Titan ist bekannt für sein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, seine Korrosionsbeständigkeit und seine Hitzebeständigkeit und wird daher häufig in der Luft- und Raumfahrt, der medizinischen Fertigung, im Motorsport und anderen Hochleistungsbranchen eingesetzt.
Zu den typischen Anwendungsbereichen gehören:
Das Laserschneiden von Titan erfordert eine strengere Prozesskontrolle als das von Baustahl. Da das Material bei erhöhten Temperaturen leicht reagiert, sind die Wahl des Schutzgases und die Prozessstabilität entscheidend für die Aufrechterhaltung der Schnittkantenqualität und der Materialintegrität.
Für Hersteller, die mit Präzisionsbauteilen aus Titan arbeiten, kann der Faserlaser äußerst effektiv sein, insbesondere bei dünneren Wandstärken, bei denen Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit im Vordergrund stehen.
Allerdings ist Titan kein gängiger Werkstoff, und je nach den Anforderungen der Spezifikation können für bestimmte Anwendungen alternative Zerspanungstechnologien nach wie vor vorteilhafter sein.
Faserlaser können zwar mit bestimmten nichtmetallischen Werkstoffen interagieren, doch bedeutet das nicht, dass sie für diese Aufgabe das richtige Werkzeug sind.
Holz, Acryl, Verbundwerkstoffe, Keramik und Glas sind im Allgemeinen keine Materialien, bei denen die Faserlasertechnologie ihre Stärken ausspielen kann. In vielen Fällen ist die Wellenlänge für das Material ungeeignet, was zu ineffizientem Schneiden, schlechter Schnittkantenqualität oder gar zu Prozessbeschränkungen führt.
Für Hersteller, die ihre Produktionskapazitäten erweitern möchten, ist es wichtig zu verstehen, warum man sich beim Blechbearbeiten für das Faserlaserschneiden entscheiden sollte , hilft dabei zu klären, wo diese Technologie den größten Mehrwert schafft.
In der industriellen Praxis eignen sich Faserlaser ideal für:
Ihre wahre Stärke liegt nicht darin, mit jedem Material universell kompatibel zu sein. Sie liegt darin, eine Sache außergewöhnlich gut zu können: Metall in einer Produktionsumgebung schnell, präzise und wiederholt zu schneiden. Für Unternehmen, die nach geeigneten Lösungen für das Metallschneiden suchen, sind moderne Faserlaserschneidmaschinen speziell dafür konzipiert, diese Leistung in einer Vielzahl industrieller Anwendungen zu maximieren.
