Laserschneiden mit Ytterbium Faser-Laser

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Das Laserschneiden stellt eines der größten Anwendungsfelder in der Lasertechnik dar. Das Trennen unterschiedlichster Materialien (Metalle, Nichtmetalle, organische Stoffe, etc) ist mit dieser Technik möglich. Die Dynamik des Schneidprozesses läßt sich unmittelbar durch die Stellgrößen Laserleistung, Strahlqualität, Wellenlänge des Laserlichtes sowie den Fokusdurchmesser beeinflussen. Gepulste Laser werden hauptsächlich für das Feinschneiden dünner Materialien eingesetzt, wohingegen CW-Laser hauptschlich ihren Einsatz beim Schneiden dickerer Materialien (bis zu 50mm) finden.

Der Ytterbium Faserlaser emittiert seine Strahlung bei 1070 nm und eignet sich somit hervorragend für das Laserschneiden. Diese Wellenlänge, in Verbindung mit hohen Laserleistungen (mehrere Multikilowatt) bei gleichzeitig hoher Strahlqualität und damit verbunden kleinen Fokidurchmesser sowie der hohen Leistungsstabilität sind Kriterien für den erfolgreichen Einsatz beim Laserschneiden. Trotz der hohen dynamischen Anpassung der Laserleistung bleiben beim Faserlaser sowohl der Fokusdurchmesser als auch die Fokuslage konstant. Ein gleichbleibend gutes Schneidergebnis kann dadurch erzielt werden. Unterschiedliche Fokusdurchmesser werden durch die Anpassung der Fokussieroptik erreicht. Diese Eigenschaften des Faserlasers ermöglichen dem Kunden eine an den Schneidprozess angepasste Produktauswahl.

Die hohe Strahlqualität, der kleine Fokusdurchmesser und die optimierte Pulsgeometrie erleichtern das Ausschneiden komplexer filigraner Strukturen in dünnen Materialien. Mit dem Pulsbetrieb des Lasers wird beim Schneiden die Bildung von Schlacke reduziert, die Wärmeeinflußzone minimiert und dadurch die Mikrobearbeitung erst ermöglicht. Hohe Leistungsdichten bei gleichzeitig kleinem Fokusdurchmesser lassen sich direkt in hohe Schneidgeschwindigkeiten und hervorragende Schnittqualität umsetzen. Beispiele für das gepulste Schneiden mit Faserlaser sind die Herstellung von Stents für das Herz- und Gefäßsystem, das Trennen von Silizium-Wafer für die Solar-Industrie, das Ausschneiden von Schablonen, etc. Die Hochleistungs-Multimode-Laser werden in den verschiedensten Bereichen zum Schneiden von dünnen bis hin zu dicken Blechen verwendet. Mit den kleinen Fokusdurchmessern lassen sich auch in dicken Materialien hervorragende senkrechte Schnittkanten mit geringer Rauheit erzielen. Zu diesen Anwendungen gehört der 3D-Konturschnitt von Komponenten im Automobilbereich wie z.B. mit Innenhochdruck umgeformte Rohre und Profile sowie warmumgeformte Stähle. In der Luftfahrtindustrie werden in Aluminium- und Titanlegierungen Löcher für das anschließende Setzten der Niete eingebracht. In der Schiffsbau- und Stahlindustrie hat sich der Faserlaser zum flexiblen Zuschneiden dicker Stahlbleche etabliert.

Anwendungen:

  • Mikrobearbeitung von Stents für das Herz- und Gefäßsystem
  • Zuschneiden von Silizium-Wafer für die Solarindustrie
  • 2-D-Schneiden
  • Schneiden von Automobilteilen: mit Innenhochdruck umgeformtes Rohr, Federgabel, B-Säule
  • Rohrschneiden
  • 3-D-Schneiden
  • Hochdruck-Schneiden von Stahl und Aluminium

Materialien:
Stahl (St)
rostfreier Stahl Titanlegierungen
Aluminumlegierungen
verzinkte Stähle
Nickel-Titan-Legierung, Inconel
Kunststoffe

Märkte/ Branchen:
 Industrie allg.
Medizin
Automobil Branche
Luft- und Raumfahrtindustrie
Konsumgüterindustrie
Elektronikindustrie

Typische Laser für diese Anwendungen:

YLR SM Series: 100W-1.5kW Single Mode Ytterbium Fiber Laser @1064 nm  

YLR HP Series: 500W-20kW Multi Mode High Power Ytterbium Fiber Laser @ 1070nm  

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