Laserschneiden als kontaktloses Trennverfahren

Die Fokuslage beeinflusst die Leistungsdichte und Form des Schnittspaltes am Werkstück. Der Fokusdurchmesser bestimmt die Spaltbreite und ebenfalls die Form des Schnittspaltes.

Damit die Bearbeitungsschwelle, d.h. der Punkt, an dem das Material anfängt zu schmelzen, überschritten wird, ist eine gewisse Energie pro Fläche nötig. Diese ist definiert mit: Energie pro Fläche = Leistungsdichte x Einwirkzeit auf das Werkstück.

Die Wahl der richtigen Düse ist ausschlaggebend für die Teilequalität. So wird sowohl die Form des Gasstrahls als auch die Gasmenge durch den Durchmesser der Düse bestimmt.

Dauerstrichbetrieb oder Pulsen - durch die Betriebsart lässt sich steuern, ob die Laserenergie kontinuierlich oder mit Unterbrechungen in das Werkstück gelangt.

Abhängig von der jeweiligen Schneidaufgabe und dem zu bearbeitenden Material wird die Schneidgeschwindigkeit festgelegt. Grundsätzlich gilt: Je mehr Laserleistung zur Verfügung steht, desto schneller kann geschnitten werden. Außerdem nimmt die Schneidgeschwindigkeit mit zunehmender Materialdicke ab. Ist die Geschwindigkeit für das jeweilige Material zu hoch oder zu niedrig eingestellt, führt dies zu einer stärkeren Rautiefe und Gratbildung.

Fast alle CO₂-Laser liefern linear polarisiertes Laserlicht. Werden Konturen geschnitten, so verändert sich das Schneidergebnis mit der Schneidrichtung: Schwingt das Licht parallel zur Schneidrichtung, wird die Kante glatt. Schwingt das Licht senkrecht zur Schneidrichtung, entsteht ein Grat. Daher wird linear polarisiertes Laserlicht meist in zirkular polarisiertes umgewandelt. Der Polarisationsgrad gibt an, wie gut die angestrebte zirkulare Polarisation erreicht wurde und ist entscheidend für das Schnittqualität. Bei Festkörperlasern muss die Polarisation nicht verändert werden; sie liefern richtungsunabhängige Schneidergebnisse.

Je nach Schneidverfahren kommen unterschiedliche Prozessgase zum Einsatz, die mit verschiedenen Drücken durch die Schnittfuge getrieben werden. Argon und Stickstoff haben beispielsweise als Schneidgas den Vorteil, dass sie nicht mit dem aufgeschmolzenen Metall im Schnittspalt reagieren. Gleichzeitig schirmen Sie die Schnittfläche von der Umgebung ab.

In Verbindung mit hoher Laserleistung kann der Einsatz eines Gasgemisches aus Stickstoff und Sauerstoff zu einer Gratreduzierung im Baustahl und Aluminium führen. Die Verbesserung der Teilequalität ist abhängig von der Materialart, Materiallegierung und Materialqualität in Dickblechbereichen zwischen sechs bis zwölf Millimetern.