Der Laser bleibt das Trumpf-As
Trumpf, Spitzenanbieter von Lasertechnik für die Blechbearbeitung, setzt in Zukunft verstärkt auf Festkörperlaser und modernste Steuerungstechnik.
Berthold Leibinger blickt zurück: „Als wir in den 80er Jahren das Laserschneiden einführten, stellten wir der jahrzehntelang entwickelten Stanz- und Nibbeltechnologie eine Alternative gegenüber.“ Der interne Wettbewerb habe dabei für technische Kreativität gesorgt. „Die Stanztechnik wuchs mit der Herausforderung und in der Stanz-/Laserkombination finden die Verfahren sogar eine Symbiose“, resümiert der Geschäftsführende Gesellschafter der Trumpf GmbH in Ditzingen. Und galt lange Zeit nur der Gaslaser als taugliche Strahlquelle für die Materialbearbeitung, gewinne nun der Festkörperlaser an Bedeutung. „Unsere neue Doppelkopf-Laserschneidmaschine ist hierfür ein Paradebeispiel. Beim Pumpen solcher Laser lösen Diodenlaser die unwirtschaftlicheren Lampen ab“, beschreibt Leibinger die technischen Trends.
Im Bereich Laserschneiden wird die Produktivität im Wesentlichen von der erreichbaren Schneidgeschwindigkeit bestimmt. Die begrenzenden Faktoren kommen dabei einerseits aus der Maschinendynamik und andererseits vom Laserschneidprozess selbst. Eine Produktivitätssteigerung ist daher am effektivsten, wenn eine Verschiebung der bisherigen Grenzen in diesen beiden relevanten Bereichen gleichzeitig erfolgt, hebt man in Ditzingen hervor.
Beim Plasma-unterstützten Laserschneiden wiederum unterstützt die Verbrennungsenergie das Aufschmelzen des Materials. Gleichzeitig wirkt der durch den Schneidsauerstoff gestützte Verbrennungsprozess aber auch begrenzend, geht es um weitere Steigerungen der Schneidgeschwindigkeit. Beim Schmelz- bzw. Hochdruckschneiden hingegen lässt sich Laserleistung direkt in Geschwindigkeit umsetzen. Der Wirkungsgrad zwischen der eingebrachten Energie und der maximalen Vorschubgeschwindigkeit wird durch die Mechanismen bei der Energieeinkopplung bestimmt.
Im Gegensatz zum klassischen Schmelzschneiden, wo eine abschirmende Plasmabildung unterdrückt werden muss, arbeitet das Hochgeschwindigkeits-Laserschneiden mit einer Dampfkapillare – ähnlich der beim „konventionellen“ Laserschweißen. Dabei verbessert eine durch die Schneidparameter kontrollierte Plasmabildung die Energie-Einkopplung. Dieser Plasma-unterstützte Schneidprozess stellt sich erst bei hohen Geschwindigkeiten ein und wird durch geringere Gasdrucke unterstützt.
Geht es um hohes Fertigungstempo, spielt aber auch modernste Steuerungstechnik eine immer größere Rolle. „Mit unserer geschwindigkeitsangepassten Laserleistungssteuerung können jetzt auch die bei kleinen Radien und an Ecken unvermeidlichen Geschwindigkeitseinbrüche kompensiert werden. Damit werden Überhitzung und Gratbildung in den Eckenbereichen vermieden“, so Trumpf-Systemberater Germar Dietz. Die Vorteile des Hochgeschwindigkeits-Laserschneidens kommen nach seiner Aussage vor allem im Dünnblechbereich zum Tragen. Die Schneidgeschwindigkeiten lassen sich im Vergleich zum Brenn- und Schmelzschneiden bei nur geringen Einbußen in der Kantenqualität verdoppeln. In 1 mm dicken Baustahl seien Vorschübe von 21 m/min erreichbar, bei Edelstahl 24 m und bei Aluminium 30 m/min.
Gegenwärtig noch im Prototypenstadium bei Trumpf ist ein Schweiß-Scanner für hohe Leistungen und möglichst geringe Positionierzeiten. Hierbei wird ein aufgeweiteter Laserstrahl fokussiert und mit Hilfe von zwei Umlenkspiegeln über das Werkstück von einer Größe bis zu 1000 mm x 1000 mm bewegt. Der große Vorteil eines solchen Scanners liege in der schnellen Positionierbarkeit des Strahls, so die Laserexperten in Ditzingen. Sprungzeiten zwischen verschiedenen Schweißnähten lassen sich laut Trumpf auf nahezu Null minimieren.
A. S./Kip
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