Laserschneiden von Aluminium erfordert hohe Strahlqualität

Laserschneiden von Aluminium

Das Laserschneiden von Metallen schließt das Trennen von Aluminium mit ein. Doch das Schneiden von Aluminium mittels eines Lasers gestaltet sich als schwierig. Denn Aluminium hat ein hohes Reflexionsvermögen und reflektiert daher die langwelligen Infrarotstrahlen eines Lasers einfach ab. Als weitere Schwierigkeit ist die hohe Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums zu nennen. Sobald die Hitze des Laserstrahls auf das Aluminium trifft, verteilt es die Wärme auf das gesamte Material. Damit der Laserstrahl jedoch arbeiten kann, muss die Wärme möglichst konzentriert auf einen Punkt wirken.

Um dieses Problem zu umgehen, bedarf es eines Energiemanagement-Systems, um den Schnittspalt so klein wie nur möglich zu halten. Wenn nur sehr wenig Material abgetragen werden soll, besteht trotz eingeschränkter Leistungsorientierung die Möglichkeit, schnell zu schneiden. Dadurch werden die Verluste an Leistung aufgrund von Wärmeableitung in Grenzen gehalten. Dabei muss der Schnittspalt allerdings groß genug sein, um Schneidgas einblasen zu können. Nur dadurch wird die entstehende Schmelze mit ausreichend hoher Geschwindigkeit ausgetrieben.

Der Strahlfokus beim Laserschneiden von Aluminium liegt unter der Blechseite

Wenn eine sehr gute Schnittqualität beim Laserschneiden von Aluminium erreicht werden soll, muss der Strahlfokus unter die Blechunterseite gelegt werden. Die höchste Strahlintensität liegt demnach dort, wo die Schmelze ausfliest. Die Schnittfugenbreite ist deutlich kleiner als die Düsenöffnung, aus der das Schneidgas Stickstoff und der Laserstrahl koaxial austreten.

Daher befindet sich hinter der Schneidfront eine ausreichend große Menge an ausströmenden Gas, das die Schmelze aus der Schnittfuge austreibt. Außerdem ist der Abstand zwischen Düse und Blechoberfläche verhältnismäßig klein. Denn nur dadurch wird ein möglichst großer Staudruck erreicht, der dazu in der Lage ist, das Schneidgas in die vom Laser geschnittene Fuge zu treiben.

Laserstrahlqualität entscheidet beim Laserschneiden von Aluminium

Das Tiefliegen des Strahlfokus verringert die Strahlintensität. Die Strahlintensität darf jedoch nicht so gering sein, dass sie aufgrund ihrer Höhe zur Oberfläche des Aluminiumblechs zu gering ist, um den Schneidvorgang aufrecht zu erhalten. Genau aus diesem Grund muss die Qualität des Laserstrahls beim Schneiden von Aluminium sehr hoch sein. In Bezug auf die Dicke des Blechs muss eine „schmale“ Strahlform erzeugt werden, um ein tiefes Eindringen des Laserstrahls zu ermöglichen. Auf der anderen Seite, darf der Laserstrahl nicht zu wenig Leistung aufweisen, da er sonst das Material nicht zu durchdringen vermag. Daher ist die Qualität des Laserstrahls sehr wichtig.