Im Bereich der Blechbearbeitung hat das Laserschneiden in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erlebt, mit immer neuen von den Herstellern auf den Markt gebrachten Typen an Laserschneidmaschinen für die Blechbearbeitung. Das Laserschneiden als solches wird dadurch revolutioniert, und die Anwender bekommen immer mehr Wahlmöglichkeiten.
Mittlerweile kann der Anwender, abhängig von seinen spezifischen Fertigungsanforderungen, für die Blechbearbeitung zwischen drei Maschinentypen wählen: der herkömmlichen CO2-Laserschneidmaschine, einer Faserlaser-Schneidmaschine der nächsten Generation und der neuesten Entwicklung, dem revolutionären Direkt Diodenlaser, kurz DDL.
Der traditionelle CO2-Laser war lange Zeit die bevorzugte Technik, insbesondere wenn es um das Schneiden von Blechen mit einer Stärke von über 4 mm ging. Bei diesem Maschinentyp wird mittels CO2-Lasergas und elektrischer Spannung ein Laserstrahl erzeugt, der dann auf das Blech trifft. Aufgrund der hohen Betriebstemperaturen ist der CO2-Laser mit einem auf hohe Leistung ausgelegten Kühler ausgestattet.
In den vergangenen Jahren ging die Entwicklung auf dem Gebiet der Laserschneidanlagen für die Blechbearbeitung allerdings in eine andere Richtung und neue Technologien rückten in den Fokus, vor allem der Faserlaser. Faserlaser sind Festkörperlaser, die mittels Dioden optisch 'gepumpt' werden, das heißt, bei dieser Technik kommen die Laserschneidmaschinen mit weniger Komponenten aus und benötigen kein Gas.
Das wichtigste Kriterium, das bei der Wahl einer Laserschneidmaschine für diese Technologie spricht, ist ihre Effizienz. Hinter der schnellen Akzeptanz des Faserlasers stecken verschiedene Gründe: überlegene Fertigungsgeschwindigkeiten, höchste Genauigkeit und signifikante Kosteneinsparungen.
Ausschlaggebend ist aber vor allem die deutlich bessere Fokussierbarkeit des Faserlasers, die darauf zurückzuführen ist, dass er das Material am Fokuspunkt verdampfen kann. Hierdurch wird im Vergleich zum CO2-Laser ein deutlich kleinerer Fokusdurchmesser erzielt. Ermöglicht wird somit ein wesentlich genauerer und stabilerer Schnitt, was insbesondere beim Schneiden von dünneren Blechen der Fall ist.
Auf Faserlasertechnologie basiert zum Beispiel auch die Mazak OPTIPLEX 3015 FIBER, eine Laserschneidmaschine, bei der der Laserstrahl mit größerer Strahldichte und Laserenergie zur Schnittstelle geführt wird – das Ganze bei einer erheblich kürzeren Wellenlänge. Letztere ist um ca. 90% kürzer ist als bei einem CO2-Laser. Das Ergebnis: Deutlich schnelleres Einstechen in das Material und mögliche Steigerung der Produktivität um mehr als 30%. Ein weiterer Vorteil des Faserlasers besteht darin, dass er auch stark reflektierende Werkstoffe wie Messing, Kupfer oder Aluminium schneiden kann. Bei einer CO2-Maschine könnte hierbei u.U. die Optik Schaden nehmen.. Aber nicht nur stark reflektierende Materialien fallen in den Kompetenzbereich des Faserlasers; er eignet sich auch hervorragend für exotischere Materialien wie Hastelloy, Inconel und Titan.
Für die Nutzer von Laserschneidmaschinen für die Blechbearbeitung hat die Ergänzung ihres Maschinenparks um einen Faserlaser weitere Vorteile. Was die Betriebskosten des Faserlasers betrifft, so profitiert der Anwender nach Mazak-Berechnungen von einer Kostenverringerung um 80% beim Stromverbrauch des Laseroszillators; hinzu kommen Kosteneinsparungen von 100% beim Lasergas und der mit 30-40% besonders günstige Steckdosen-Wirkungsgrad. Nicht zuletzt ergeben sich beim Faserlaser Stromeinsparungen von 80% für den Kühler.
Darüber hinaus können die Wartungskosten aufgrund des einfacheren Laseraufbaus ohne jegliche beweglichen Teile, der geringeren Wärmeentwicklung und der längeren Diodenstandzeit erheblich gesenkt werden. Die Tatsache, dass Faserlaser ohne Balgen auskommen und dass keine Spiegeljustage oder -auswechslung erforderlich ist, verringert zusätzlich den Wartungsaufwand an einer Laserschneidmaschine für die Blechbearbeitung.
Als Technologie für das Laserschneiden von Blechen bietet sich dem Anwender als letzte Wahlmöglichkeit der Direkt Diodenlaser – vielleicht bekannter unter dem Kürzel DDL – an. Bei dieser Technologie werden Dioden sozusagen direkt genutzt, ganz ohne optisches 'Pumpen', wie dies beim Faserlaser erforderlich ist. Durch den Wegfall dieses Zwischenprozesses ist der DDL deutlich effizienter.
DDL ist eine zuverlässige Laserquelle, die keine Kompromisse in puncto Strahlqualität eingeht. Die Maschinen der verschiedenen Anbieter von Laserschneidmaschinen für die Blechbearbeitung, so auch die Mazak OPTIPLEX 3015 DDL, bieten herausragende Schnittleistung und sprechen damit insbesondere solche Laseranwender an, denen es auf ultra-schnelle Bearbeitung und allerhöchste Schnittgüte ankommt.
In Bezug auf Produktivität sucht die OPTIPLEX DDL ihresgleichen. Sie kann dünne Bleche um 20% schneller schneiden als dies mit einem Faserlaser möglich ist, während bei Material größerer Stärke eine unübertroffene Oberflächengüte erzielt wird. Die OPTIPLEX DDL zeichnet sich durch ihren Steckdosen-Wirkungsgrad aus, der mit 40–50% – im Vergleich zu 10% bei einem CO2-Resonator, 15–20% bei einem Scheibenresonator und 30–40% bei einem Faserresonator – besonders hoch ist.
Noch eine letzte Bemerkung zur CNC-Steuerung. Diese ist für Laserschneidmaschinen für die Blechbearbeitung ein ganz wesentlicher Aspekt, und die Maschinennutzer sollten sich für einen Hersteller entscheiden, der seine Maschinen mit einer speziellen Software für das Laserschneiden von Blechen ausrüstet. Mazak stattet seine DDL-Maschinen beispielsweise mit einer speziellen Laser-CNC-Steuerung aus, der PreviewG. Diese garantiert die genaue Abstimmung zwischen CNC-Steuerung und Laserschneidanlage.