Das Laserschneiden ist ein fortschrittliches Verfahren in der Metallbearbeitung, bei dem ein hochenergetischer Laserstrahl verwendet wird, um präzise Schnitte in verschiedenen Materialien zu erzeugen. Dabei kommen verschiedene Laserarten zum Einsatz, die jeweils ihre spezifischen Eigenschaften und Anwendungsbereiche haben. Jeder Laser bietet unterschiedliche Leistungsdichten, Wellenlängen und Eigenschaften, die es ermöglichen, eine Vielzahl von Metallen wie Stahl, Edelstahl, Aluminium und mehr präzise zu schneiden. Die gängigsten stellen wir in diesem Artikel vor.
Woraus Laser bestehen
Ein Laser besteht aus mehreren wesentlichen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um einen gebündelten und kohärenten Laserstrahl zu erzeugen. Der erste Bestandteil ist das aktive Medium, das die Laserstrahlung erzeugt. Je nach Laserart kann das aktive Medium ein gasgefülltes Rohr (z.B. CO2-Laser), eine Faser (z.B. Faserlaser) oder ein Kristall (z.B. Nd:YAG-Laser) sein. Das aktive Medium wird durch Energiezufuhr angeregt. Unverzichtbar ist dabei natürlich auch die Energiequelle, die die Energie zum aktiven Medium leitet. Bei CO2-Lasern geschieht dies bspw. durch elektrische Entladungen.
Als drittes, wesentliches Bestandteil verfügen Laser über einen sogenannten Resonator. Dieser verstärkt den Laserstrahl und lenkt in die gewünschte Richtung. Der Resonator besteht aus zwei Spiegeln – einem hochreflektierenden Spiegel und einem teilweise durchlässigen Auskoppelspiegel. Durch die Reflexion und Interaktion des Lichts zwischen den Spiegeln wird der Laserstrahl verstärkt.
CO2-Laser
Der CO2-Laser verwendet ein gasgefülltes Rohr, in dem elektrische Entladungen erzeugt werden, um den Laserstrahl zu erzeugen. CO2-Laser werden häufig für das Schneiden von nicht-metallischen Materialien wie Holz, Kunststoffen oder Papier eingesetzt. Sie sind jedoch auch in der Lage, dünne Metalle wie Aluminium oder Edelstahl zu schneiden, wenn sie mit entsprechenden Leistungsstärken betrieben werden.
Faserlaser
Der Faserlaser hingegen verwendet eine Faser als Lasermedium, in der Laserlicht durch Erregung von Seltenen Erden erzeugt wird. Faserlaser bieten eine höhere Leistungsdichte und eignen sich daher besonders gut für das präzise und schnelle Laserschneiden von Metall wie Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Messing. Sie sind in der Regel effizienter und genauer als CO2-Laser für die Metallbearbeitung.
Nd:YAG-Laser
Der Nd:YAG-Laser ist ein Festkörperlaser, der durch Dotierung von Neodym-Ionen in einem YAG-Kristall erzeugt wird. Er wird oft für das Schneiden von Metallen wie Edelstahl, Aluminium und Titan eingesetzt. Nd:YAG-Laser bieten hohe Leistung und sind in der Lage, dickere Materialien zu schneiden.
Excimer-Laser
Der Excimer-Laser hingegen verwendet ein Gasgemisch, das aus Edelgasen und einem Halogen besteht. Er erzeugt einen ultravioletten Laserstrahl und wird für gewöhnlich für das Schneiden von dünnen Metallen wie Aluminium oder Edelstahl verwendet. Excimer-Laser sind besonders präzise und erzeugen sehr feine Schnitte.