Lasertechnik: Laserschweißen und Laserschneiden kurz erklärt

Laser schneidet etwas
Beim Laserschneiden handelt es sich um ein hoch innovatives Fertigungsverfahren. Foto: Media Whalestock/Shutterstock.com

Der Begriff Laser stammt aus der Physik. Mittels physikalischen Effekt verbunden mit einer Gerätschaft wird ein Laserstrahl erzeugt. Es findet eine Verstärkung der Lichtstrahlung statt, durch eine stimulierte Emission = gebündelte Form.

Das Laserschweißen

Beim Laserschweißen wird die notwendige Energie, die zum Schweißen benötigt wird, örtlich mittels eines Laserstrahls in die Bauteile, die verschweißt werden sollen, eingebracht. Ein nahezu perfektes Schweißen der Teile wird möglich, da beim Laserschweißen ein geringes Wärmeverhältnis erzeugt wird, mit einer hohen Abkühlgeschwindigkeit auf der Schweißstelle. Beim Laserschweißen wird nach verschiedenen Kriterien unterschieden. Und zwar je nach der erforderlichen Intensität gibt es das sogenannte Wärmeleitungsschweißen, wo dünnwandige Teile miteinander verbunden werden und es gibt das Tiefschweißen – wenn es darum geht, hohe Einschweißtiefen zu erzeugen. Oder es sollen mehrere Werkstofflagen gleich alle auf einmal geschweißt werden. Das Wärmeleitungsschweißen wird angewandt, wenn nur die jeweiligen Werkstückoberflächen aufgeschmolzen werden. Im Vergleich zum Tiefschweißen, werden hier typische Dampfkapillare für das Laserschweißen verwendet, die die Energie in die Tiefe bringt. Mit einem Laser lassen sich Werkstoffe, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, bearbeiten. Ebenso geeignet sind aber auch Werkstoffe zum Schweißen, die mit einer hohen Schmelztemperatur ausgestattet sind. Man kann sagen, alle Werkstoffe sowie Werkstoffkombinationen, die herkömmlich sind und ohne Laser sehr schwer oder gar nicht zu schweißen sind, können ohne Weiteres mit einem Laser geschweißt werden.

Das Laserschweißen bietet folgende Vorteile:

  • der thermische Verzug ist gering
  • eine hohe Geschwindigkeit entsteht beim Schweißen mit hoher Präzision
  • sehr gute Schweißnaht-Qualität mit schmaler Schweißnaht-Form
  • die Nachbehandlung der Schweißnähte entfällt
  • es ist möglich schwierige Werkstoffe und Werkstoffkombinationen zu schweißen

Wenn ein Auftrag im Laserschweißen ausgeführt werden soll, werben Firmen gerne damit, dass in ihrer Auftragsfertigung nicht nur die sicherheitsrelevanten Bauteile, beispielsweise Druckbehälter, durch das Schweißen bearbeitet werden. Sondern sie sind auch in der Lage, Prototypen anzufertigen und damit die Grundlage für die nachfolgenden Serienschweißungen zu legen. Das Laserteam setzt sich meist aus Ingenieuren und Physikern sowie Technik-Fachleuten zusammen, mit unterschiedlichen Disziplinen. In den Aufträgen werden dann Teile und Baugruppen angefertigt, die in beliebiger Stückzahl je nach Kundenwunsch benötigt werden. Große Firmen wie BBW Lasertechnik GmbH schaffen es dann ohne Weiteres angefangen von 50 Teilen bis hin zu 100.000 Teile am Tag anzufertigen.

Die Lasermakroschweißtechnik

Interessant ist auch die Abteilung der Laser-Makroschweißtechnik in einer Lasertechnikfirma. Hier werden alle Bauteile, die eine Einschweißtiefe von mehr als einem Millimeter benötigen, bearbeitet. Die Aufgabe übernimmt dann eine Drei-Redundant eingerichtete Schweißzellenmaschine, die einem modernen Betrieb zur Verfügung steht. So können dann bestens auch Werkstoffe und verschiedene Materialkombinationen geschweißt werden, die im Allgemeinen als sehr schwierig zu bearbeiten gelten. Denn nur so ist es möglich, manche Materialarten zu schweißen ohne dass sie vorgewärmt werden müssen. Völlig ohne irgendwelche Zusatzwerkstoff und in einer hohen und absolut einwandfreien Qualität ist es dann möglich ein gutes Schweißergebnis abzuliefern. Für diese Art des Schweißens benötigen Firmen eine sogenannte HP-0-Zulassung. Dadurch weiß der Kunde, dass während der Schweißprozesse immer Fachpersonal die Qualitätssicherung begleiten und Sichtprüfungen macht und die angefertigten Schliffteile noch mal sporadisch überprüft.

Das Laserschneiden

Beim Laserschneiden (siehe Wikipedia) haben wir es mit einem hoch innovativen Fertigungsverfahren zu tun, bei dem die Werkstoffe der Bauteile durch einen hoch energetischen Laserstrahl praktisch aufgeschmolzen werden und unter Verwendung eines Schneidgases bearbeitet wird. Das Laserschneiden ist in der heutigen Metallindustrie zu einer unentbehrlichen Technologie geworden und ihre Rolle nimmt an Bedeutung zu. Hier geht es um präzise Schneidtechnologien verbunden mit innovativen und automatisierten Abläufen – das spart Energie und Zeit für die Benutzer. Es ist möglich, mit dieser Art Technologie die kompliziertesten Formen mit perfekter Pünktlichkeit zu lasern. Schon aus dem Grund, ist ihr Einsatzfeld sehr vielfältig. Beim Laserschneiden werden keine Schablonen und Werkzeuge benötigt, weil die Produktionen über sogenannte CAD-Dateien gesteuert werden. Wer in der Lasertechnik beschäftigt ist, hat es beim Laserschneiden mit unterschiedlichen Teilen aus Metall zu tun. Das können Baustahlteile sein oder Teile aus Aluminium und Edelstahl. Das Laserschneiden bietet eine gute Alternative, um auch harte Materialien in Form zu bringen. Während bei den gängigen Produktionsarten oft die Messer stark abnutzen und schon aus diesen Gründen keine gleichbleibende Qualität gewährleisten können, arbeiten die sogenannten Präzisionslaser, egal bei welchem Werkstück, immer gleich und absolut exakt. Eine moderne Unterstützung ist bei jedem Arbeitsgang gegeben – ein optisches System mittels einer Kamera verfolgt das kleinste Detail und bildet die Basis beim Schneiden für optimale Genauigkeit. Dann bietet bei Aufträgen aller Art ein besonderes Fräsmodul seine Dienste an. Das heißt, es erfolgen nicht nur sehr präzise und saubere Schnitte, sondern es können auch Ausfräsungen jeder Art stattfinden. So wird praktisch das Material immer nach den Vorstellungen der Kunden hergestellt in erstklassiger bleibender Serienqualität: es wird perfekt zugeschnitten, dann perforiert und anschließend gefräst. Auftraggeber erhalten maßgeschneiderte fertige Endstücke, die für die Weiterverarbeitung genutzt werden oder in den Handel gehen und die Ihre Anforderungen total erfüllen bis in die Mikrobereiche. Durch diese innovative Technik ist es möglich, auch komplizierteste Schnittmuster zu bearbeiten und herzustellen mit einwandfreien glatten und sauberen Schnittkanten.

Die Vorteile des Laserschneidens sind:

  • präziser und eher geringer Energieaufwand
  • es erfolgt ein minimaler bis gar kein Verzug der Bauteile
  • es entstehen keine Werkzeugkosten
  • die Schnittqualität kann als sehr hoch bezeichnet werden
  • Betriebe verwenden moderne 2- und 3-D gesteuerte Laserschneideanlagen und können dadurch Prototypen und verschiedene Einzelteile herstellen. Ebenso ist es möglich, viele Klein- und Großserien von Teilen herzustellen, die sich wirtschaftlich rentieren und kostengünstig sind.

Manche Firmen spezialisieren sich im Verlauf der Zeit auf das Laserschneiden in puncto Feinschneiden von unterschiedlichen Sonderbauteilen. Die Kernkompetenz ist dann in diesen Bereichen in dem Feinschneiden von allen erdenklichen Werkstoffen möglich. Beispielsweise ist dann das Schneiden von einem Spezialrohre möglich.

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Über Marvin 610 Artikel
Marvin hat seine Ausbildung zum IT-Systemkaufmann 2011 bei der Deutschen Telekom AG abgeschlossen und bloggt seit 2014 regelmäßig rund um die Themen Ausbildung, Karriere, Wirtschaft und IT auf itsystemkaufmann.de. Außerdem hat er sich seit vielen Jahren dem Online-Marketing verschrieben und ist als selbstständiger Online-Marketing-Berater unter www.web-malocher.de tätig.

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