Schwenkbiegemaschinen warten: Genauigkeit und Lebensdauer sichern
Die ersten Blechteile eines Wiederholauftrags bestehen die Prüfung. Nach der Hälfte des Produktionslaufs nimmt der Bediener eine weitere Winkelkorrektur vor,…
Was ist Laserschneiden? Laserschneiden ist ein CNC (Computer Numerical Control)-Verfahren, bei dem gebündelte und verstärkte Lichtstrahlen verwendet werden, um Materialien präzise zu schneiden. Ein fokussierter Laserstrahl erzeugt einen sehr schmalen Schnittspalt, deutlich feiner als bei herkömmlichen Klingen oder Plasmaschneidern. Aber kann man das auch zu Hause machen? Ja, und in diesem Artikel besprechen wir, ob sich das Laserschneiden zu Hause für Sie lohnt.
Bevor wir auf die verschiedenen Lasertypen eingehen, werfen wir einen Blick auf den allgemeinen Ablauf des Laserschneidens. Jeder Laserschneider erzeugt einen Laserstrahl, indem er Licht durch eine oder mehrere Linsen bündelt und verstärkt. Dieser Strahl wird dann zum Laserkopf geführt, dem beweglichen Teil der Maschine, von dem aus er auf das zu schneidende Material trifft. Je nach Material verdampft dieses unter der Hitze des Strahls oder schmilzt und wird weggeblasen. Die Maschinenparameter (Geschwindigkeit, Leistung, Bewegung usw.) werden über eine Liste von Befehlen in einer g-Code-Datei gesteuert. Später mehr zu g-Code.
Die Lasertechnologie entwickelt sich stetig weiter, aber schauen wir uns zunächst die wichtigsten aktuellen Lasertypen und die Materialien an, die sie schneiden – sowohl zu Hause als auch in professionellen Werkstätten. Die Methode zur Erzeugung des Strahls kann sich unterscheiden, entscheidend für das zu schneidende Material sind jedoch die Leistung (in Watt) und die Wellenlänge (in Nanometern). Mehr Leistung bedeutet in der Regel, dass dickere Materialien geschnitten oder dünnere Materialien schneller verarbeitet werden können. Die Wellenlänge des Strahls (und die Farbe des Materials) beeinflusst, wie das Material die Energie des Lasers aufnimmt. Reflektierende Materialien, unterschiedliche Farben sowie Metalle im Vergleich zu Nichtmetallen reagieren unterschiedlich auf den Laser.
Diodenlaser sind die preisgünstigsten und in der Regel am wenigsten leistungsstarken Lasertypen, die hier besprochen werden. Deshalb sind sie bei Privatanwendern besonders beliebt. Sie sind meist im Leistungsbereich von 5W bis 40W erhältlich und eignen sich besser zum Gravieren als zum Schneiden, können aber einige Materialien wie Papier, dünnes Holz und bestimmte Acrylfarben schneiden. Die meisten Diodenlaser sind jedoch nicht in der Lage, Metalle, klares Acryl oder häufig auch blaues Acryl zu schneiden, wenn die Laserwellenlänge im Bereich des sichtbaren blauen Lichts liegt.
Ohne zu technisch zu werden (Sie können einen Laser problemlos bedienen, ohne die Physik dahinter zu verstehen), funktionieren Diodenlaser ähnlich wie LEDs. Praktisch bedeutet das, dass Diodenlaser weniger Wartung erfordern als beispielsweise CO2-Laser.
CO2-Laser sind ebenfalls relativ weit verbreitet für den Heimgebrauch. Sie nutzen ein langes Glasrohr, das mit einem Kohlenstoffdioxid-Gasgemisch gefüllt ist, um den Laserstrahl zu erzeugen. Im Consumer-Bereich sind sie meist mit Leistungen von 40W bis 150W erhältlich. Hochleistungs-CO2-Laser gibt es zwar auch, doch Größe und Kosten machen sie für industrielle Anwendungen geeigneter. CO2-Laser sind hervorragend zum Gravieren und Schneiden der meisten Materialien geeignet, allerdings tun sie sich bei Metallen (selbst bei dünnen) auf Verbraucherniveau oft schwer. Sie schneiden sowohl klares als auch farbiges Acryl problemlos und hinterlassen eine saubere, fast polierte Schnittkante.
Leistungsstarke Faserlaser sind nach wie vor recht teuer und daher im Heimgebrauch – insbesondere bei Leistungen, die für das Schneiden von Metallen erforderlich sind – selten zu finden. Faserlaser für den Hausgebrauch sind in der Regel für leichte Gravurarbeiten gedacht. In der Industrie hingegen sind Faserlaser die erste Wahl, wenn es um das präzise Schneiden von Metallen geht, da ihre höhere Wellenlänge von den meisten Metallen besonders gut absorbiert wird.
Wie bereits erwähnt, wird der Laser durch eine Liste von Befehlen in einer g-Code-Datei gesteuert. Wenn Sie den Laser zu Hause betreiben, benötigen Sie eine Software, die Ihr Design in eine für CNC-Maschinen verständliche Sprache übersetzt – den g-Code. Manche CAD-Programme ermöglichen es, sowohl das Design zu erstellen als auch den passenden g-Code direkt zu generieren. Es ist aber auch möglich, Design und g-Code mit zwei verschiedenen Softwarelösungen zu erstellen.
Es gibt zahlreiche Laserschneidmaschinen für den Heimgebrauch – in allen Leistungsstufen, Größen und Preisklassen. Das eigene Laserschneiden zu Hause kann zwar praktisch sein, bringt aber auch einige Nachteile und Risiken mit sich. Der Prozess beginnt wie beim externen Auftrag mit der Erstellung des Designs. Zu Hause erstellen Sie jedoch selbst die g-Code-Datei und schicken diese an Ihren Laser. Wie oben beschrieben, gibt es eine gewisse Lernkurve, um optimale Schnittergebnisse zu erzielen – sowohl im Umgang mit der Software als auch beim Finden der richtigen Einstellungen für Material und Maschine. Ist das Material eingelegt und die Maschine eingerichtet, kann der Schnittvorgang starten. Anschließend ist meist noch etwas Nachbearbeitung nötig, etwa das Entfernen von Stegen, Entgraten der Kanten oder Reinigung.
Der offensichtlichste Nachteil beim Laserschneiden zu Hause sind die hohen Anschaffungskosten für die Maschine. Je nach geplanten Anwendungen können das mehrere Tausend oder sogar Zehntausende Euro sein. Wenn Sie eine breite Palette unterschiedlichster Materialien schneiden wollen, benötigen Sie vermutlich verschiedene Maschinentypen, da jeder seine eigenen Stärken und Schwächen hat. Überlegen Sie sich vor dem Kauf, wie lange die Amortisationszeit ist. Wie viele gelaserte Teile müssen Sie verkaufen, um die Investition zu rechtfertigen? Es ist durchaus möglich, aber eine Überlegung wert.
Beauftragen Sie einen Drittanbieter, entfallen die Anschaffungskosten komplett. Sie profitieren von industriellen Laserschneidern, ohne das hohe Anfangsinvestment tätigen zu müssen.
Wartung wird bei größeren Anschaffungen oft unterschätzt. Neben den laufenden Kosten für Ersatzteile und Verbrauchsmaterial fallen auch Zeit und Know-how für Einrichtung, Kalibrierung und regelmäßige Wartungsarbeiten an. Bei Lasern müssen Spiegel gereinigt und ausgerichtet, Kühlsysteme gespült und viele weitere Komponenten regelmäßig gewartet bzw. ausgetauscht werden.
Die Größe der Maschine wächst meist mit ihrer Leistung und ihren Fähigkeiten. Ein kleiner Desktop-Laser mag in Ihre Werkstatt passen, hat aber auch begrenzte Möglichkeiten und nimmt dennoch Platz auf Werkbank oder Tisch ein. Der Platzbedarf wird noch größer, wenn Sie mehrere Maschinen für verschiedene Materialien anschaffen möchten. Zusätzlich zu den Maschinen benötigen Sie auch Lagerfläche für Rohmaterialien.
Ein Drittanbieter übernimmt sowohl Maschinen als auch Materiallagerung – Sie können den gewonnenen Platz für neue Projekte, Werkzeuge oder anderes nutzen.
Nicht alle Materialien lassen sich in den für Ihr Projekt passenden Mengen einfach beschaffen. Oft muss eine ganze Platte gekauft werden, um einen guten Preis zu erzielen. Was Sie nicht benötigen, müssen Sie lagern oder entsorgen. Größere Materialien müssen auf kleineren Maschinen zudem häufig erst zugeschnitten werden, um zu passen.
Laserschneiden birgt spezifische Gesundheits- und Sicherheitsrisiken. Es besteht Brandgefahr, da Materialien beim Schneiden in Flammen aufgehen können. Das Bearbeiten ungeeigneter Materialien, insbesondere bestimmter Kunststoffe, setzt giftige Dämpfe frei. Der Blick in den Laser ohne geeigneten Schutz kann die Augen dauerhaft schädigen.
Jedes Material erfordert unterschiedliche Leistungsstufen und Schnittgeschwindigkeiten für optimale Ergebnisse. Die Ermittlung der jeweils besten Einstellungen braucht Zeit. Außerdem müssen Sie den Umgang mit der Software erlernen, die Ihre Designs in maschinenlesbaren g-Code umwandelt.
