Neben dem Laserschweißen stellt auch das Laserschneiden ein wichtiges Verfahren für die Industrie dar. Beim Laserschneiden für die Industrie handelt es sich meist um ein Trennverfahren, das zur Bearbeitung von plattenförmigen Materialien eingesetzt wird und dabei wichtige Aufgaben erfüllt. Mit modernen Laserstrahlschneidanlagen ist jedoch bereits auch die Bearbeitung von dreidimensionalen Geometrien möglich.
Bei den Materialien kann es sich um metallische wie auch nichtmetallische Werkstoffe handeln. Ob Metalle wie Aluminium oder Stahl, Holz, Kunststoffe, Keramik oder Glas – die Anwendungen und Industriezweige, in denen Laserstrahlschneidanlagen zum Einsatz kommen, sind dabei vielfältig.
Das Durchtrennen der Materialien bzw. der Materialabtrag funktioniert dabei durch Aufheizung des Materials – dem sogenannten Ablationsprozess.
Anlagen zum Laserschneiden für die Industrie bestehen dabei grundsätzlich aus folgenden Hauptkomponenten, die je nach Hersteller, Baujahr und -art natürlich abweichen können: Laserstrahlquelle, Laserstrahlführung, Bearbeitungskopf. Der Bearbeitungskopf wird aus der Fokussieroptik und Schneiddüse gebildet.
Das Laserschneiden für die Industrie beruht grundsätzlich auf zwei parallel ablaufenden Mechanismen. Über einen an der Schnittkante absorbierten, gebündelten Laserstrahl wird die zum Laserschneiden benötigte Energie bereitgestellt. Gleichzeitig wird während des Schneidvorganges ein Gasstrahl aus der Düse geblasen, der das während des Schneidprozesses abgetragene Material aus der Schnittfuge blasen soll. Gleichzeitig wird so auch die empfindliche Fokussieroptik vor Dämpfen und Spritzern geschützt.
Der Laserstrahl selbst lässt sich beispielsweise über Gase oder Festkörper erzeugen. Beim Festkörperlaser kommen dabei sogenannte Faser- oder Scheibenlaser zum Einsatz. Über Umlenkspiegel (beim Gaslaser) oder Lichtleitkabel (beim Festkörperlaser) lässt sich der Laserstrahl schließlich zur Fokussieroptik bzw. zur Bearbeitungsstelle umleiten. Je nach Anwendungsgebiet und der Art des zu trennenden Werkstoffes kommen beim Laserschneiden grundsätzlich die drei folgenden Verfahren zum Einsatz, die sich hinsichtlich ihrer Wirkungsweise etwas unterschieden: Laserstrahlsublimierschneiden, Laserstrahlbrennschneiden und Laserstrahlschmelzschneiden.
Beim Laserstrahlschmelzschneiden sowie beim Laserstrahlbrennschneiden wird das Material jeweils an der zu trennenden Schnittkontur geschmolzen. Das dabei anfallende Material wird direkt mit einem inerten Gasstrahl weggeblasen, der zusätzlich das Bilden einer störenden Oxidschicht auf der Oberfläche vermeiden soll.
Zusätzlich wird beim Laserstrahlbrennschneiden Sauerstoff als Blasgas verwendet. Der Sauerstoff sorgt dabei für ein beschleunigtes Abbrennen des Werkstoffes in der Schnittfuge und unterstützt damit den Schneidvorgang merklich. Daher wird dieses Verfahren vor allem für dickere Materialstärken verwendet. Dieses Verfahren lässt sich allerdings nur bei Werkstoffen anwenden, bei welchen die Zündtemperatur unter der Schmelztemperatur liegt.
Beim Laserstrahlsublimierschneiden wird das zu trennende Material entlang der Schnittfuge verdampft. Es findet also eine Pyrolyse des erwärmten Materials statt. Wiederum werden die entstehenden Dämpfe unmittelbar mit einem Gasstrahl ausgeblasen. Bei diesem Verfahren geschieht die Zustandsänderung vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand direkt. Typische Werkstoffe bei denen dieses Verfahren verwendet wird, sind Kunststoffe, Leder oder Holz.
Durch diese vielfältigen Anwendungsgebiete und der schnellen und präzisen Verarbeitung der Materialien finden diese Laserschneidverfahren in zahlreichen Anwendungen über vielfältige Branchen hinweg ihren Einsatz.
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