CNC Laserbearbeitung Überblick

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CNC Laserbearbeitung – Die Einsatzmöglichkeiten

CNC Laser verrichten ihre Arbeit in zahlreichen, völlig unterschiedlichen Branchen. Gängige Verfahren im Bereich der CNC Laserbearbeitung sind:

• Lasergravieren und Laserbeschriften
• Laserbohren,
• Laserdrehen
• Laserfräsen
• Laserstrahlschneiden
• Laserstrahlschweißen

Beim Laserbohren kannst du zum Beispiel Bohrungen mit einem Durchmesser von weniger als 0,04 mm herstellen.

Auch Bildschirmmasken, integrierte Schaltkreise, Leiterplatten und Sensoren werden durch Beschreiben von fotoempfindlichen Materialien mittels Laserstrahl hergestellt.

Typische Anwendungen sind das Laserbohren, Laserdrehen, Fräsen, Laserstrahlschneiden, Schweißen, Gravieren und Laserbeschriften.

Neben der Lasermaterialbearbeitung feiern CNC Laser in letzter Zeit große Erfolge in der Medizin. Sei es zur Diagnose oder bei schwierigen chirurgischen Eingriffen beispielsweise am Auge oder an den Gefäßen. Weitere Anwendungsgebiete sind die Zahnmedizin oder auch die Krebstherapie.

Nicht wegzudenken sind moderne Laser aus der Steuerungs- und Messtechnik sowie Wissenschaft und Forschung. Als Beispiele mögen Laser zur Vermessung der Erde und ihrer Plattentektonik sowie ihr Einsatz in superauflösenden Mikroskopen dienen.

Welche Materialien können per CNC Laser bearbeitet werden?

Mit einem CNC Laser lässt sich eine Vielzahl von Materialien bearbeiten. Dazu zählen Metalle und Edelmetalle wie

• Stahl (auch Edelstahl)
• Aluminium
• Titan
• Gold
• Silber
• Kupfer

Weitere Werkstoffe sind Glas, Diamanten, Silizium, Kunststoffe, Holz, Papier, Keramik, Textilien und Folien. Für selbstklebende Folien auf einem Trägermaterial ist ein CNC Laser eine besonders elegante Lösung, da der Träger intakt bleibt und die Folie sich leicht abziehen lässt. Dieses Verfahren wird deshalb häufig für die Produktion von Aufklebern, Beschriftungen etc. angewandt.

Hohe Präzision und Flexibilität durch CNC Laserbearbeitung

Unabhängig vom Werkstoff ermöglichen CNC Laser eine Präzision der Bearbeitung, die zu früheren Zeiten kaum vorstellbar war. Bei Hobbybastlern und Modellbauern sind CO2-Laser beliebt, da sie ein exaktes CNC Laserstrahlschneiden der benötigten Materialien erlauben und so auch kleinste Teile präzise herausgearbeitet werden können.

Der Einsatz eines Bearbeitungslasers sich vor allem auch bei der Produktion geringer Stückmengen, da die gewünschte Form über eine Softwaresteuerung erreicht wird. Dadurch entfällt zum Beispiel die teure Herstellung von Stanzwerkzeugen, die sich erst bei einer Massenproduktion rentiert.

Schneiden, Fräsen, Drehen und Gravieren ist per CNC Laser nicht nur mit nahezu jedem Material möglich (im Gegensatz zum Stanzen). Durch hohe Werkstoffausnutzung und geringen Verschnitt zeigt sich das Verfahren auch als besonders wirtschaftlich und ressourcenschonend.

Nachteilig wirkt sich der hohe Anschaffungspreis für Laseranlagen aus. Hinzu kommen aufwändigere Maßnahmen für den Arbeitsschutz und Kosten für elektrische Energie oder Gase – so etwa teures Helium – bei einem Gaslaser.

Gefahren und Schutzmaßnahmen

Grundlagen zur Lasersicherheit beim Bundesamt für Strahlenschutz.

Gefahren und Laserschutzklassen

Die Arbeit mit einem CNC Laser ist bei unsachgemäßer Bedienung nicht ganz ungefährlich. Auf Grund ihrer Strahlungseigenschaften können Laser mehr oder weniger starke biologische, aber auch Sachschäden hervorrufen. Je nach möglichen Schäden werden Laser (nach DIN EN 60825-1) in Klassen eingeteilt, die entsprechende Schutzmaßnahmen erfordern.

Bei Billigware ist zu berücksichtigen, dass die angebotenen Laser oftmals falsch klassifiziert werden und die Laserleistung unzulässig überschritten wird.

Schutzkleidung für die Laserbearbeitung

Verbrennungen der Haut und insbesondere der Augen muss durch tragen von Schutzkleidung (Schutzbrillen) vermieden werden. Bitte berücksichtige, dass die Schutzbrille für die Wellenlänge deines Bearbeitungslasers geeignet sein muss.

Auch gibt es spezielle Laserschutzkleidung und Laserschutzhandschuhe, die die Wirkung des Lasers abmildern.

Bauliche Maßnahmen

Je nach bearbeitetem Material können durch Laserstrahlen hochgiftige Gase, Aerosole und Staubpartikel entstehen, die unbedingt abgesaugt und anschließend gefiltert werden müssen. Auch können vorhandene Gase zur Entzündung gebracht werden, so dass es zu Explosionen und Bränden kommt.

Bauliche Maßnahmen wie Umhausungen, Laserschutzfenster und Schutzvorhänge sind unbedingt vorzusehen.

Die Schutzvorschriften jeder Laserklasse sind bei der Arbeit mit einem CNC Bearbeitungslaser deshalb unbedingt zu befolgen. Weitere Informationen zum Schutz vor Laserstrahlung bietet auch ein Faltheft der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin. Siehe auch meinen humoristischen Beitrag zum Thema CNC Sicherheit.

Maschine für CNC Laserbearbeitung selber kaufen

Wenn du dir selbst einen CNC Laser zulegen willst – zum Beispiel für dein Hobby oder um ein kleines Gewerbe aufzumachen – solltest du nicht zuerst auf den Preis schauen. Es tummeln sich jede Menge billiger Geräte auf dem Markt, viele davon – das muss leider gesagt werden – aus China. Achte auf jeden Fall auf Sicherheitsstandards und vor allem, ob das Gerät die Norm EN DIN 13849-1 erfüllt.

Laserbearbeitungsmaschinen ohne Sicherheits -und Schutzeinrichtungen dürfen nicht betrieben werden.

Klasse 4-Geräte sind für den privaten Anwender gar nicht zugelassen. Solltest du ein Gewerbe betreiben und bekommst Besuch vom Gewerbeaufsichtsamt, kannst du sicher sein, dass untaugliche Maschinen sofort stillgelegt werden.

Am Wichtigsten ist aber deine Gesundheit! Billiggeräte ohne Zertifizierung und entsprechende Schutzeinrichtungen können leicht zu Haut- und irreparablen Augenschäden führen.

Allgemeines zum CNC Laser

Der Ursprung der Lasertechnik

Wusstest du, dass die Entwicklung der Lasertechnik bereits vor 100 Jahren begonnen hat? Die heutige Lasertechnik geht nämlich zurück auf theoretische Schriften von Albert Einstein aus dem Jahr 1917. Bis der erste taugliche (damals ein Rubin-) Laser durch Theodore Maiman fertiggestellt war, gingen aber nochmal 43 Jahre ins Land.

Der Begriff Laser steht für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“. Ein Laser ist sozusagen gebündeltes Licht mit hoher Energie.

Das Thema Laser umrankt so etwas wie in Mythos. Laserkanonen kennen wir schon aus Science Fiction Filmen als effektive Waffen. Was vor nicht allzu langer Zeit noch Zukunftsmusik war, ist leider längst Realität geworden. Die US Navy testet bereits seit 2014 eine derartige Kanone auf einem ihrer Kriegsschiffe.

Weitaus beeindruckender ist allerdings, für welche zivilen Zwecke ein Laserstrahl eingesetzt werden kann. Neben Sensoren und Messinstrumenten ist auch die CNC Laserbearbeitung ein inzwischen alltägliches Anwendungsgebiet des Lasers. Aber wofür steht eigentlich CNC?

Was bedeutet CNC?

CNC ist die Abkürzung für den englischen Ausdruck “Computerized Numerical Control” und bedeutet übersetzt “rechnergestützte nummerische Steuerung”. Allgemein gesehen handelt es sich dabei um den Einsatz einer computergestützten Steuerung für Werkzeugmaschinen aller Art.

CNC-Steuerungen gibt es bereits seit Mitte der 1960er Jahre, ihr endgültiger Durchbruch erfolgte allerdings erst rund ein Jahrzehnt später. Die fortschreitende Digitalisierung hat dazu geführt, dass heute kaum noch eine etwas komplexere Maschine ohne CNC-Steuerung verkauft wird, auch wenn weltweit noch große Altbestände an konventionellen Apparaten im Einsatz sind.