Lasertechnologie oder Plasmatechnologie

Laser oder Plasma – ist die Wahl einfach?

Die Hersteller von Plasmaschneidemaschinen äußern sich ausführlich zum Vergleich der Technologien und überzeugen von der Überlegenheit ihrer eigenen Lösungen gegenüber anderen auf dem Markt erhältlichen Produkten. Aus Marketing-Sicht ist dies nur natürlich. Es lohnt sich jedoch, darüber nachzudenken, ob der Hersteller einer bestimmten technologischen Lösung glaubwürdig auf andere auf dem Markt verfügbare Lösungen eingehen kann und vor allem, ob er über ausreichendes Wissen verfügt, um überhaupt Vergleiche anstellen zu können.

Jede Technologie ist für ein anderes Produktionsprofil ausgelegt. Am besten wissen dies die Hersteller von Schneidemaschinen, die alle verfügbaren Technologien sowie kombinierte Technologien in ihrem Angebot haben. Die Aufgabe kompetenter Vertriebsmitarbeiter besteht darin, den Kunden die für ihn vorteilhaftesten Lösungen zu empfehlen.

Merkmale der Lasertechnologie

Laserschneiden ist die modernste Methode der thermischen Materialtrennung. Es ist sehr präzise und schnell. Im Vergleich zum Plasmaschneiden ist es vielseitiger. Es ermöglicht nämlich die Bearbeitung verschiedener Stahlsorten sowie von Nichteisenmetalllegierungen. Sein Anwendungsbereich hängt von der verwendeten Laserquelle ab. Auch Holz, Leder und ausgewählte Kunststoffe lassen sich damit erfolgreich schneiden. Die neueste Lösung, die auf der „Fiber“-Technologie basiert, erzeugt einen Strahl und leitet ihn über eine Glasfaser zum Schneidkopf, was die Anwendungsmöglichkeiten der Schneidmaschinen erweitert und die Betriebskosten erheblich senkt. Außerdem wird der Stromverbrauch deutlich reduziert. Laserschneidmaschine/a> (auch als Glasfaserlaser bezeichnet) zeichnen sich im Gegensatz zu älteren Technologien (z. B. mit CO₂- oder Scheibenlaser) sowohl durch eine Diodenquelle als auch durch eine faseroptische Führung des Laserstrahls aus. Die Wellenlänge des erzeugten Laserstrahls ist zehnmal kürzer als die eines CO2-Lasers, was eine höhere Energiedichte ermöglicht und das Schneiden von Materialien erlaubt, die stärker reflektieren und mit denen bisherige Technologien nicht zurechtkamen. Dank der physikalischen Unterschiede des Laserstrahls, nämlich der zehnmal kürzeren Wellenlänge und der deutlich höheren Energiedichte, können wir eine bis zu um ein Vielfaches höhere Schnittgeschwindigkeit erzielen. Die von der Firma Eckert eingesetzte Laserquelle von IPG weist einen Wirkungsgrad (Wall-plug efficiency) von über 30 Prozent auf, was zu einem im Vergleich zur CO2-Quelle dreimal geringeren Energieverbrauch führt.

Für wen ist der Laser geeignet?

Um diese Frage sachlich zu beantworten, muss man das eigene Produktionsprofil analysieren. Wenn wir präzise Elemente mit komplexen Formen und kleinen Lochdurchmessern schneiden und dabei hervorragende Qualität und hohe Schneidleistung erwarten, sollte ein mit Linearantrieben ausgestatteter Faserlaser unsere Anforderungen erfüllen. Es ist hervorzuheben, dass das qualitativ hochwertige Schneiden bestimmter Formen, wie z. B. Innenwinkel, Schleifen, Bögen und Kämme, mit einem Plasmaschneider nicht möglich ist. Auch beim Schneiden von Löchern hat der Laser einen großen Vorteil, da wir damit ein Loch mit einem Durchmesser von 0,1 mm in eine 1 mm dicke Edelstahlplatte schneiden können. Die Praxis zeigt, dass der Faserlaser beim Schneiden dünner Bleche bis zu sechsmal schneller sein kann als Plasma. Es ist jedoch zu beachten, dass der Laser bei großen Dicken und schnellem Schneiden Rillen im Material verursachen kann. Das Plasmaschneiden von dünnen Blechen kann hingegen zu Schrägen führen. Je größer die Dicke, desto größer die Schräge. Bei Schwarzstahl kann sie bis zu 2 Grad betragen. Bei anderen Materialien kann sie größer sein. Der Laser mit Linearantrieben erreicht dank seiner Dynamik höhere Beschleunigungen als das Plasmaschneiden und höhere Schnittgeschwindigkeiten (sogar über 150 m/min), was den Anfahr- und Bremsweg der Maschine verkürzt. Dies hat einen erheblichen Einfluss auf die Schnittzeit. Hervorzuheben ist auch, dass die Kosten für Verschleißteile bei einer Plasmaschneidemaschine höher sind. Ein wesentlicher Faktor bei der Wahl der geeigneten Technologie ist zudem die Wärmeeinflusszone, die beim Plasmaschneiden groß ist. Eine hohe Wärmeeinwirkung kann zu einer Veränderung der Materialeigenschaften führen. Dies ist besonders wichtig beim späteren Schweißen von Konstruktionen, die einer UDT-Abnahme unterliegen.

Möglichkeiten

Was den Umfang der zu schneidenden Materialien angeht, sollte man sich am besten auf die Praxis stützen und einen Blick in das Auftragsportfolio der Besitzer von Faserlasern werfen. Allgemein lässt sich feststellen, dass es sich dabei vor allem um Unternehmen handelt, die sich mit der Großserienfertigung von montagefertigen Bauteilen befassen und neben der Eigenproduktion auch das Schneiden als Dienstleistung anbieten. Zu den interessantesten Anwendungen des Lasers in der Fertigung zählen unter anderem: die Herstellung von hochentwickelten Bedienfeldern, die Fertigung von Metallkomponenten in der Möbelindustrie, Behälter aus säurebeständigem Stahl, Dehnungsfugenkonstruktionen, die Agrarindustrie, Automobilindustrie und Rüstungsindustrie. Hauptabnehmer von Plasmaschneidemaschinen sind hingegen Hersteller von geschweißten Stahlkonstruktionen.

Technologische Neuheiten

Die Technologie der Materialbearbeitung mittels Faserlaser wird ständig modernisiert und verbessert. Der Hauptentwicklungsschwerpunkt liegt auf der Optimierung der Leistung und der Schnittqualität. Eine neue Lösung, die von der Firma Eckert eingesetzt wird, sind magnetische Linearantriebe. Ihre Konstruktion basiert nicht auf beweglichen Teilen, was diese Antriebe zuverlässiger macht und ihnen eine höhere Genauigkeit sowie Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung verleiht. Dadurch ist der Schneidprozess stabil und maximal präzise. Eine höhere Dynamik der Schneidemaschine wird durch die Erhöhung der Beschleunigungen und der Fahrgeschwindigkeit der Maschine erreicht. Verkürzte Fahrzeiten sowie eine kürzere Schnittzeit führen zu einer Senkung der täglichen Betriebskosten der Anlage. Bei der neuesten Lösung wird die Schnittgeschwindigkeit praktisch nur durch die Leistung der Energiequelle begrenzt.

Investieren Sie sinnvoll

Bei der Auswahl der für den Produktionsumfang geeigneten Schneidetechnologie sollte man nicht nur den Preis im Blick haben. Denken Sie daran, dass EU-Fördermittel zwar begrenzt, aber nach wie vor verfügbar sind. Sie sind vor allem für Projekte vorgesehen, die die Ziele der Strategie „Europa 2020“ am besten umsetzen – also für innovative, auf neuen Technologien basierende, umweltfreundliche Investitionen usw. Auch Unternehmen, die gerade erst ihre Tätigkeit aufnehmen, können diese Förderung beantragen, deren Höhe sogar mehr als die Hälfte der geplanten Investition betragen kann. In der Planungsphase der Investition lohnt es sich zudem, professionelle Beratung bei Herstellern einzuholen, die alle auf dem Markt verfügbaren Technologien in ihrem Angebot haben. Solche Unternehmen verfügen nicht nur über Fachwissen und umfangreiche Erfahrung, sondern können vor allem das breiteste Spektrum an Lösungen anbieten, die den Erwartungen der Kunden entsprechen und optimal auf die Besonderheiten der Produktion zugeschnitten sind.