Laserschneiden ist eine moderne und hocheffiziente Methode der Metallbearbeitung, mit der Sie selbst bei komplexesten Materialien präzise und saubere Schnitte erzielen. Trotz seiner Vorteile ist dieses Verfahren jedoch nicht frei von Mängeln. Das Verständnis ihrer Arten, Ursachen und Beseitigungsmethoden ermöglicht die Verbesserung der Produktqualität und der Produktionsprozesse.

In diesem Artikel betrachten wir die Hauptfehler beim Laserschneiden, ihre Ursachen und Methoden zur Beseitigung, um mögliche Probleme zu minimieren und die genauesten und qualitativ hochwertigsten Schnitte zu erzielen.

Was ist Laserschneiden?

Laserschneiden – ist ein Verfahren, bei dem Material mit einem energiereichen Laserstrahl bearbeitet wird, der das Material an der Schnittstelle erhitzt, schmilzt oder verdampft. Mit diesem Verfahren erzielen Sie hochpräzise und saubere Kanten an Metallen, Kunststoffen und anderen Materialien.

Das Laserschneiden wird in der Industrie häufig zur Herstellung von Teilen, Strukturelementen und im Bereich der Blechbearbeitung eingesetzt. Trotz seiner Präzision kann das Laserschneiden jedoch zu verschiedenen Defekten führen, die die Leistung des Produkts beeinträchtigen können.

Hauptmängel beim Laserschneiden

1. Thermische Verformung des Materials

Durch die starke Erwärmung des Materials in der Schneidzone kommt es zu thermischen Verformungen, die zu einer Formänderung führen können. Dies gilt insbesondere für Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit oder solche, die empfindlich auf hohe Temperaturen reagieren, wie beispielsweise Aluminium oder Edelstahl.

Gründe: Falsche Laserstrahlparameter, hohe Schnittgeschwindigkeit, falsche Laserleistungseinstellung.
Konsequenzen: Verziehen oder Verbiegen des Materials, insbesondere bei großen Platten, und ungleichmäßiges Schneiden.

Methoden zur Beseitigung:

Einstellbare Laserleistung je nach Dicke und Material.
Verwendung eines Kühlsystems, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Anwenden der richtigen Schnittgeschwindigkeit und Fokusparameter des Laserstrahls.

2. Oxidation und Kohlenstoffablagerungen

Oxidation Und Kohlenstoffablagerungen - Dies sind häufige Defekte, die beim Laserschneiden, insbesondere bei Verwendung einer Sauerstoffatmosphäre, oft auftreten. Diese Defekte erscheinen als Oxidfilm oder dunkle Flecken an den Schnittkanten.

Gründe: Verwendung von Sauerstoff als Schneidgas, falsche Gasdruckeinstellungen, schlechte Gasqualität.
Konsequenzen: Verschlechterung der Materialoptik, Probleme bei der Weiterverarbeitung oder beim Schweißen sowie eine Verringerung der Korrosionsbeständigkeit.

Methoden zur Beseitigung:

Verwendung von Inertgasen wie Stickstoff zum Schneiden von rostfreiem und Kohlenstoffstahl.
Einstellen des Gasdrucks während des Schneidens.
Durch Nachbearbeitung wie Polieren oder chemisches Ätzen werden Kohlenstoffablagerungen entfernt.

3. Unebenheiten an den Schnittkanten

Bei falsch gewählten Laserschneidparametern kann es zu Unebenheiten an den Schnittkanten (sogenannte „Rauheit“ oder „Zackigkeit“) kommen. Die Gründe hierfür können eine unzureichende Laserleistung, eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit oder eine falsche Fokuseinstellung sein.

Gründe: Instabilität des Laserstrahls, schlechte Gasqualität, niedrige Schnittgeschwindigkeit, falscher Laserstrahlwinkel.
Konsequenzen: Verschlechterung der Verbindungsqualität, Schwierigkeiten bei der Installation, erhöhte Wahrscheinlichkeit von Mikrorissen in unebenen Bereichen.

Methoden zur Beseitigung:

Richtige Auswahl des Laserstrahlfokus und der Schnittgeschwindigkeit je nach Material und dessen Dicke.
Verwendung von hochwertigem Schneidgas.
Regelmäßige Überprüfung und Anpassung der Ausrüstung zur Gewährleistung der Prozessstabilität.

4. Kalzinierung oder Überschmelzen des Materials

Kalzinierung oder Überschmelzen Eine Materialschmelze entsteht, wenn der Laserstrahl zu hart auf das Material trifft und es dadurch übermäßig schmilzt. Dies kann passieren, wenn die Laserleistung zu hoch oder die Schnittgeschwindigkeit zu langsam ist.

Gründe: Falsche Einstellung der Laserleistung, langsame Laserstrahlgeschwindigkeit, schlechte Materialkühlung.
Konsequenzen: Verlust der Schnittgenauigkeit, Bildung von überschüssigem geschmolzenem Metall, was zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung führt.

Methoden zur Beseitigung:

Erhöhen Sie die Schnittgeschwindigkeit und optimieren Sie die Laserleistung für jeden Materialtyp.
Einsatz von Temperaturmanagementtechnologie zur Minimierung der Materialüberhitzung.

5. Risse und Verformungen an den Kanten

Durch innere Spannungen im Material oder ungleichmäßige Temperaturen während des Schneidvorgangs können Risse an den Schnittkanten entstehen. Dies führt zur Bildung von Mikrorissen, die sich vertiefen und im Laufe der Zeit zur Zerstörung des Teils führen können.

Gründe: unsachgemäße Kühlung des Materials, Schneiden unter Hochtemperaturbedingungen, schlechte Oberflächenvorbereitung.
Konsequenzen: Verringerung der Festigkeit und Haltbarkeit des Materials, erhöhtes Risiko eines Produktausfalls während des Betriebs.

Methoden zur Beseitigung:

Anwendung zum Vorwärmen oder Kühlen des Materials.
Auswahl der richtigen Gase und Laserleistung für jeden Materialtyp.
Durchführung einer zusätzlichen Wärmebehandlung zum Abbau innerer Spannungen.

Wie vermeidet man Fehler beim Laserschneiden?

Um die Wahrscheinlichkeit von Defekten beim Laserschneiden zu minimieren, müssen mehrere wichtige Empfehlungen befolgt werden:

Korrekte Laserparametereinstellung. Bei der Wahl der Laserleistung, der Schneidgeschwindigkeit und des Gasdrucks ist es wichtig, die Art des Materials, seine Dicke und seine Eigenschaften zu berücksichtigen.
Verwendung hochwertiger Verbrauchsmaterialien. Die Qualität des zum Schneiden verwendeten Gases (Sauerstoff, Stickstoff, Argon) wirkt sich direkt auf die Schnittqualität und die Vermeidung von Fehlern aus.
Sorgfältige Vorbereitung des Materials. Vor dem Schneiden ist es wichtig, die Metalloberfläche von Schmutz, Rost und anderen Fremdpartikeln zu reinigen, um die Entstehung weiterer Defekte zu vermeiden.
Temperaturkontrolle. Durch die Anpassung der Schnittgeschwindigkeit und den Einsatz von Kühlsystemen können Sie eine Überhitzung und Verformung des Materials verhindern.
Nachbearbeitung. Bei Defekten wie Kohlenstoffablagerungen oder Oxidation können verschiedene Nachbearbeitungsmethoden wie chemisches Ätzen oder mechanisches Schleifen eingesetzt werden, um das Aussehen und die Qualität des Produkts zu verbessern.

Abschluss

Fehler beim Laserschneiden können die Produktqualität erheblich beeinträchtigen und zusätzliche Kosten für die Korrektur verursachen. Wenn Sie deren Ursachen und Arten verstehen, können Sie die meisten Probleme im Voraus vermeiden und beim Laserschneidprozess die besten Ergebnisse erzielen. Regelmäßiges Prüfen und Justieren der Geräte sowie die Verwendung der richtigen Materialien und Schneidgase sind der Schlüssel zu einer erfolgreichen und qualitativ hochwertigen Metallbearbeitung.

Der Einsatz moderner Technologien und die Befolgung von Empfehlungen zur Einrichtung von Laseranlagen tragen dazu bei, Defekte zu minimieren und einen langfristigen und effizienten Betrieb der Geräte sicherzustellen.