Der Laser als Blechspezialist
Hitziges Werkzeug für präzise Teile
Bei der Beschaffung einer Laserschneidmaschine steht man vor der Wahl, sich für eine bestimmte Laserquelle zu entscheiden. Die Grundsatzfrage lautet: CO2- oder Festkörperlaser? Die Wahl will wohlüberlegt sein, da jeder Laser seine Eigenheiten und Vorzüge hat. Zeit, das Thema anhand der TruLaser-Familie der Serie 3000 von Trumpf zu beleuchten.
Egal ob Einzelteil oder Serie, in den allermeisten Fällen ist der Laser das ideale Werkzeug, um in kürzester Zeit selbst komplizierte Blechteile maßgenau anzufertigen. Seine Flexibilität macht den Laser in Sachen Blechbearbeitung unschlagbar. Doch wie bei zerspanenden Werkzeugen muss auch beim Laser darauf geachtet werden, welches Material mit den unterschiedlichen Laserarten bearbeitet werden kann. Der Grund liegt in der Eigenschaft des jeweiligen Laserstrahls sowie der Konstruktion des Schneidkopfes.
So können beispielsweise beim Schneiden spiegelnder Oberflächen, wie etwa bei Messing oder Kupfer, Rückreflektionen auftreten. Die sind je nach Material und Strahleigenschaft des Lasers unterschiedlich. Ein TruDisk Festkörperlaser kann mit den entstehenden Rückreflexen gut umgehen. Spiegelnde Buntmetalle sind daher seine Domäne. Aluminium, VA und Stahl hingegen können sowohl der Festkörper- als auch der CO2-Laser schneiden.
Der Festkörperlaser erreicht im Dünnblech extrem hohe Schnittgeschwindigkeiten. Der CO2-Laser glänzt dafür hier mit herausragenden Schnittkanten und bester Wirtschaftlichkeit bei dicken Blechen. Eine TruLaser 3030 schneidet beispielsweise mit 6 KW-CO2-LaserBleche mit einer Materialstärke bis in Aluminium 15 und in VA sowie Stahl 25 Millimeter. Eine TruLaser 5030 mit 8 KW-Laser schafft sogar 50 Millimeter VA.
Beide Laserarten haben somit ihre Berechtigung, welcher am besten passt kommt auf die individuellen Anforderungen des Kunden an. Aus diesem Grund wird die TruLaser-Familie der Serie 3000 auch mit beiden Laserquellen angeboten. So erhalten Käufer die optimale Laserquelle für das jeweilige Einsatzfeld.
Kombinieren Blechverarbeiter eine TruLaser-Maschine mit einer Biegemaschine neuer Bauart, etwa aus der TruBend-Reihe von Trumpf, entsteht ein Duo, das in Sachen Blechbearbeitung Dinge möglich macht, die noch vor wenigen Jahren undenkbar waren. Trumpf baut alle Laserquellen selbst, um den Nutzen des Lasers sowie dessen Effektivität weiter zu steigern. Dies kommt dem potenziellen Kunden zugute, da dieser sicher sein kann, die für seinen Zweck optimal passende Laserquelle zu bekommen.
Technik im Fokus
Damit die Eigenschaften des Lasers optimal genutzt werden können, kommt man um eine fundierte Einweisung beziehungsweise Ausbildung nicht vorbei. Es gilt, hochinteressante, doch manchmal störende Effekte kennenzulernen, die beispielsweise verhindern, dass lasergeschnittene Teile ihre Funktionsfähigkeit beibehalten. Dazu gehört ein Effekt, der Anwender betrifft, die mit dem Festkörperlaser Kupfer bearbeiten: So erhalten etwa mit Sauerstoff geschnittene Kupferteile eine isolierende Oxydschicht auf der Oberfläche, die im Fall elektrischer Komponenten den Stromfluss verhindert.
Solche Teile müssen daher mit Stickstoff geschnitten werden, um die Bildung einer isolierenden Oxydschicht zu verhindern. Stickstoff kommt auch zum Einsatz, wenn es gilt, VA zu schneiden. Auch Stahl wird damit geschnitten, wenn die Teile für eine nachträgliche Lackierung vorgesehen sind, da auf einer Oxydschicht die Farbe nicht sicher haftet und mit der Zeit abblättert. Ansonsten kann Stahl mit Sauerstoff geschnitten werden.
Es ist auch wichtig zu wissen, dass die für das Laserschneiden verwendeten Düsen je nach Blechdicke und Materialart passend einzuwechseln sind. Eine Tätigkeit, die Trumpf mittlerweile als Option automatisiert anbietet. Ideal für die mannlose Schicht, um Langläufer abzuarbeiten. Bei den Maschinen der TruLaser Serie 5000 ist der Automatisierungsgrad sogar noch höher. So haben die Maschinen dieser noch leistungsstärkeren Serie eine Düseninspektion. Damit erkennt die Maschine beschädigte Düsen selbst und kann sie dann mit dem Düsenwechsler automatisch austauschen.
Zwei weitere Optimierungs-Themen von TRUMPF betreffen die CO2-Maschinen. So wird der Verschmutzungsgrad der Linse mittlerweile elektronisch überwacht. Die Linse wird dann nur gereinigt, wenn notwendig - mit Hilfe einer speziellen Polierpaste. Für besonders filigrane Teile im dicken Baustahl hat sich Trumpf eine Wasserkühlung mit destilliertem Wasser einfallen lassen. Diese verhindert, dass dünne Teile ausglühen. Auf diese Weise sind auch dickere Teile mit einer Stegbreite bis zu drei Millimeter problemlos mit dem Laser auszuschneiden.
Interessant ist auch, dass die Maschine die Laserleistung stets an das Material und dessen Dicke anpasst. So wird beispielsweise die Leistung eines 6000 Watt-Lasers bei der Bearbeitung eines 15 Millimeter dicken Bleches aus St37 reduziert, während dem gleichdicken VA-Teil mit der vollen Power von 6000 Watt zu Leibe gerückt wird. Dieses Anpassen der Laserleistung auf die tatsächlich benötigte reduziert den Stromverbrauch. Optional bietet Trumpf zudem die Funktion BrightLine an. Diese sorgt mittels besonderer Technologieparameter und anderer Düsen für optisch feinere Schnittflächen, was ein Plus für sichtbare Teile darstellt. Außerdem ist bei dieser Option die Gratbildung geringer.
Steuerung mit Anspruch
Als Steuerung hat Trumpf die 840 D von Siemens im Einsatz, die mit einer eigenen Oberfläche versehen wurde und durch viele Funktionalitäten für das Laserschneiden optimiert ist. Dadurch gestaltet sich das Bedienen der Maschinen sehr einfach und intuitiv. Da mit der 3000er-Serie auch Rohre geschnitten werden können, ist diese Möglichkeit bereits in der Steuerung berücksichtigt. Konstruktiv ist die Maschine für Rohre bis zu einem Durchmesser von 165 Millimeter ausgelegt, die sich durch eine Öffnung schieben lassen. Größere Rohre bis zu einem Durchmesser von 370 Millimeter werden direkt im Maschinenraum gespannt.
Bei Festkörperlasermaschinen verhindert ein elektrisch oder manuell verschiebbares Dach dabei einen gekrümmten Rücken, da man so in aufrechter Haltung den Innenraum betreten kann – bei CO2-Maschinen ist die Maschine ohnehin nach oben hin offen. Auf diese Weise sind Rohrteile rasch gespannt oder Inspektionen erledigt.
Derart hochwertige und durchdachte Technik ist natürlich nicht zum „Geiz ist Geil-Preis“ zu haben. Qualität hat eben seinen Preis, in den auch der hohe Sicherheitsstandard zum Nutzen des Anwenders eingebunden ist. Hintergrund: Trumpf achtet peinlich genau auf die Einhaltung der aktuell gültigen Sicherheitsbestimmungen. Um das zu gewährleisten werden die Maschinen gezielt und detailliert getestet. Diese Hürde zu nehmen, ist gerade bei Einsatz eines Palettenwechslers, mit der dafür notwendigen zusätzlichen Kapselung der Maschine, alles andere als Trivial.
Trumpf-Maschinen haben alle Prüfungen mit Bravour bestanden und dürfen sich daher mit der Laserklasse 1 schmücken. Diese wird nur vergeben, wenn sichergestellt ist, dass ein Austritt von Laserstrahlen vollständig verhindert wird. Dadurch ist es auch nicht nötig, Trumpf-Maschinen mit einer Schutzbrille zu bedienen.
Um eine neue Laser-Maschine auszulasten gibt es viele Ansätze. Einer beginnt ganz am Anfang der Prozesskette, in der Konstruktion. Denn mit dem Laser bearbeitete Blechteile sind häufig eine gute Alternative zu bestehenden Konstruktionen. Damit das lasergerechte Konstruieren nicht per trial and error selbst erlernt werden muss, bietet Trumpf diesbezügliche Workshops an, die wesentlich schneller ans Ziel führen. Dabei lernt man, dass sehr viele Teile, die man bisher beispielsweise durch Zerspanen herstellte, sich sehr gut und zudem viel günstiger als Blechlösung umsetzen lassen.
Es lohnt sich also, einmal das eigene Teilespektrum kritisch zu betrachten, ob nicht das eine oder andere Werkstück künftig völlig anders herzustellen wäre. Trumpf hat auf jeden Fall die passende Maschine, um die Früchte dieses Denkprozesses in reale Teile kostenoptimal umzusetzen.
