Trends beim Laserschneiden

Das Größte haben. Darum ging es oft, auf den Blechbearbeitungsmessen der letzten Jahre. Dann geht es natürlich um die Leistung der Faserlaserquelle, mit der die Hersteller gerne angeben. Das Rennen scheint noch immer im Gange zu sein, einige chinesische Marken schneiden bereits mit mehr als 50 kW Leistung, aber die europäischen Marken scheinen sich vorerst mit unter 30 kW zu begnügen. Dort spielen andere Entwicklungen in der Schneidtechnik eine mindestens ebenso große Rolle, um das Spielfeld des Faserlasers weiter zu erweitern, indem einerseits mehr Bearbeitungen möglich sind und andererseits die Qualität des Schnitts auch bei dickem Material weiter gesteigert werden kann. Aber natürlich reagieren auch die Maschinenhersteller auf die Forderung nach mehr Automatisierung und Langlebigkeit.

Der CO2-Laser hat eine ziemlich lange Geschichte hinter sich. Nach seiner Einführung im Jahr 1963 dauerte es bis 1975, bis er für echte Schneidarbeiten in der Metallindustrie bereit war. Erst der stürmische Aufstieg des Faserlasers hat ihm endgültig den Garaus gemacht. Inzwischen haben viele Hersteller diese Laserquelle in den Papierkorb geworfen und es werden nur noch Schneidmaschinen mit Faserlaserquelle gebaut - eine noch junge Technologie übrigens. Als sie Ende der Neunzigerjahre eingeführt wurde, sagte man ihr nur im Dünnblechbereich eine Zukunft voraus. Heute schneidet sie bereits standardmäßig durch 25 mm dicken Stahl wie ein warmes Messer durch Butter. Eine Entwicklung, die, wenn man sie mit dem CO2-Laser vergleicht, dank der Fortschritte in der optischen Technologie um ein Vielfaches schneller verlaufen ist. Ein bisschen wie der Vergleich der Schnittgeschwindigkeiten zwischen den beiden.

Macht Rennen laufen?

Heute hat jeder Hersteller, der etwas auf sich hält, ein Modell, das 20 kW leisten kann. Das ist gut für Geschwindigkeit und Präzision beim Schneiden von Stahl bis zu einer Dicke von 45 mm. Damit konkurriert er bereits nach dem CO2-Laser mit dem Plasmaschneiden. Für diejenigen, die überwiegend Materialien mit einer Dicke von weniger als 10 mm schneiden, ist die Investition in ein solches Kraftpaket ein Overkill. Schließlich schlägt sein höherer Preis dann auch bei dünneren Blechen zu Buche, und damit steigen die Stückkosten wieder an. Aber natürlich haben sie sich als hochgradig ergänzende zweite oder dritte Laserschneidmaschine bewährt, oder als ideale Wahl für diejenigen, die sich durch schwierigere oder dickere Materialien arbeiten wollen. Dann ist diese höhere Leistung einfach extrem effizient. Aber muss die Leistung wirklich so hoch sein? Was nützt ein ultrastarker Laserstrahl, wenn er gleichzeitig den Schneidetisch unter den Werkstücken in Stücke reißt? Die gesamte Konstruktion der Maschine muss angepasst werden, um diese Kräfte richtig zu kanalisieren. Eine weitere beträchtliche Investition für die Konstrukteure, und man fragt sich, wann sie sich auszahlen wird.

Einführung neuer Schneidetechniken

Die Tatsache, dass die Leistung stagnieren würde, bedeutet jedoch nicht, dass die Effizienz oder die Qualität stagnieren sollte. In den letzten Monaten sind auffallend neue Schneidtechniken aufgetaucht, denen jeder Maschinenhersteller einen etwas anderen Namen oder eine andere Aufmachung gegeben hat. Der Ansatzpunkt ist klar: das Spiel mit den Parametern des Laserlichts, um es besser auf die Anwendung abzustimmen. Damit soll die letzte Lücke in der Schnittqualität geschlossen werden. Dies geschieht nicht nur im Laserkopf, sondern vor allem auch im Generator, in dem der Strahl erzeugt wird. So wird ein auf die Anwendung zugeschnittener Strahl erzeugt. Ein engerer Durchmesser mit hoher Dichte für dünnen Edelstahl zum Beispiel, oder ein breiter Strahl für dickes, schweres Material. Auch die Intensität des Strahls und wo genau er auftrifft (Konvergenzpunkt) sowie die dreidimensionale Form des Strahls sind beeinflussbar. Das erfordert dann allerdings angepasste Glasfaserkabel. Und natürlich eine intelligente Steuerung. Es kann nicht Sinn der Sache sein, dass der Bediener dies komplett selbst bestimmen muss.

Fasenschneidkopf, Waffe in Konkurrenz zum Plasmaschneiden

Zweite Neuheit, die hier und da eingeführt wurde: das Fasenschneiden. Dies folgt dem Trend, mit der gleichen Maschine mehr machen zu können. Laserschneidmaschinen sollen auch zu Schweizer Taschenmessern werden, egal woher sie kommen. Mit einem Fasenschneidkopf können sie Werkstücken bereits eine perfekte Schweißnahtvorbereitung geben. Ein unübersehbares Merkmal für diejenigen, die mit einer Plasmaschneidmaschine im Dickblechsegment konkurrieren wollen. Dort ist sie bereits gut etabliert. Aber die Technologie in einer Laserschneidanlage bietet die gleiche Präzision eines geraden Schnitts und hat weniger Wärmeeinfluss. Sie kann daher eine höhere Komplexität der Teile bewältigen.

Stabileres Schneiden für autonomen Betrieb

Weitere Einführungen beziehen sich auf die beiden allgemeinen Wirtschaftstrends: Automatisierung und Nachhaltigkeit. Bei der Automatisierung geht es um zuverlässiges Schneiden. Wer abends oder am Wochenende eine mannlose Extraschicht in seinen Produktionsplan einbauen will, muss sich auf seine Maschinen verlassen können. Stücke, die im Gerüst stecken bleiben, sind daher indiskutabel. Mehr Zuverlässigkeit lässt sich durch das Spiel mit der Verschachtelung, mit der Breite des Laserstrahls oder mit Mikroverbindungen (bei einem Hersteller sogar mit Nanoverbindungen) erreichen. Darüber hinaus wird ein automatischer Düsenwechsler mit Qualitätskontrolle eine interessante Ergänzung sein. Diese ermöglichen es nicht nur, durch den Austausch der verschlissenen Düse auch weiter zu schneiden. Es wird auch helfen, für jede Anwendung den richtigen Strahl zu erzeugen.

Nachhaltiger werden

Aber natürlich ist es für diejenigen, die ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen wollen, nach wie vor entscheidend, jeden Zentimeter der Platte optimal zu nutzen. Darüber hinaus werden neue Funktionen eingeführt, um den Energieverbrauch von Faserlasern (die übrigens im Vergleich zu CO2-Lasern bereits die nachhaltigere Wahl sind, da sie bis zu 60% energieeffizienter sind) und die erforderliche Kühlung zu senken. Durch den Einsatz von Standby-Systemen, durch kürzere Zykluszeiten, durch intelligente LED-Beleuchtung... Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Maschinen kompakter zu gestalten, so dass sie weniger Material benötigen. Die meisten Hersteller haben sich jedenfalls auf den Weg gemacht, energieneutral zu werden.