Scheibenlaser ermöglichen flexibles, schnelles 3D-Trennen
01.02.2005

Neue Festkörperlaser – so genannte Scheibenlaser – bieten bei Ausgangsleistungen von gegenwärtig bis zu drei Kilowatt eine hohe Strahlqualität (12 mm*mrad). Durch die gute Strahlqualität sind kleinere Fokusdurchmesser sowie der Bau schlankerer Optiken möglich. Ebenso kann ein größerer Arbeitsabstand verbunden mit einer höheren Prozessstabilität und geringerer Kontamination der Optiken erreicht werden. Damit dringen diese Laser in Bereiche vor, die wie das Remote-Schweißen, bisher den CO2-Lasern vorbehalten waren.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) setzt diesen Laser unter anderem für das Schneiden von Metallen ein. Der am LZH zur Verfügung stehende Scheibenlaser besitzt bei einer Strahlleistung von 3 kW eine Strahlqualität von 6 mm*mrad, was in Verbindung mit der 150 µm Arbeitsfaser das Erzielen sehr kleiner Fokusdurchmesser erlaubt. Für die trennende Bearbeitung bedeutet dies eine geringe Schnittfugenbreite bei hoher Leistungsdichte und somit hohen Vorschubgeschwindigkeiten.

Die flexible Strahlführung durch eine Lichtleitfaser ermöglicht die einfache Kombination mit einem Industrieroboter und ist – im Vergleich zu CO2-Lasern – für die 3D-Bearbeitung vorteilhaft. Durch die hohe Leistungsdichte ist dieser Prozess auch bei größeren Blechdicken anwendbar.

Die Absorption der Laserstrahlung ist bei Metallen wie Stahl und Aluminium aufgrund der Wellenlänge ca. 3-4 mal höher als bei CO2-Lasertstrahlung. So wurde am LZH auch das Trennen von Buntmetallen als weiteres vielversprechendes Einsatzgebet untersucht. Mit einer Schnittspaltebreite von nur 160 µm konnte 1 mm Kupferblech, das aufgrund der hohen Reflexion nur sehr schwer oder gar nicht mit dem CO2-Laser zu trennen ist, bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 6m/min getrennt werden. Aluminium (2 mm Blechdicke) konnte mit 12 m/min und einer Schnittspaltebreite von ca. 340 µm getrennt werden.

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Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.