Die Applikation steht im Vordergrund – nicht die Laserstrahltechnologie

Scheibe, Faser & Co.
Welcher Laserstrahlquelle die Zukunft in der Materialbearbeitung gehört, ist derzeit Gegenstand kontroverser Diskussionen. Bei fast allen Debatten wird eines deutlich: Es gibt nicht "die" ideale Strahlquelle für den industriellen Lasereinsatz. Die Anwender werden auch in Zukunft unterschiedliche Strahlquellen benötigen. Die Branchen sind viel zu unterschiedlich und die Applikationen, in denen die verschiedenen Laserstrahltechnologien eingesetzt werden, viel zu komplex. Daher setzt TRUMPF als Weltmarktführer für Lasertechnologie auf alle Technologieplattformen. "Wir denken konsequent anwendungsorientiert und bieten unseren Kunden für jede Applikation den passenden Laser", betont Jens Bleher, Geschäftsführer TRUMPF Geschäftsfeld Lasertechnik.

Immer dann, wenn neue Technologien auf den Markt drängen, stellen sich Anwender und Experten die Frage, ob die neuen Plattformen die alt bewährten Konzepte substituieren. So prophezeiten Experten bei Einführung der ersten Hochleistungsfestkörperlaser das Ende des CO2-Lasers. Der erste Diodenlaser im Kilowattbereich mit seinem hohen Wirkungsgrad und seiner Kompaktheit galt ebenfalls lange Zeit als die Laserstrahlquelle der Zukunft. Doch retrospektiv wird deutlich: So gut wie kein neues Strahlquellenkonzept hat je bestehende und bewährte Technologien vollständig abgelöst. Vielmehr haben neue Technologien ihre Nische beim Anwender gefunden und dabei meist zusätzlich das Potenzial des Lasers bei der Materialbearbeitung erweitert.

Auch die derzeitige Diskussion, welche Strahlquelle die Beste ist, befasst sich häufig nur mit Entweder-Oder-Entscheidungen. Dabei zeigt die differenzierte Betrachtung der vielfältigen Applikationen des Lasers in der Materialbearbeitung, dass es den einen optimalen Laser nicht gibt. "Jede Technologie hat ihre Vorteile, die wir entsprechend den Anforderungen des Kunden gezielt einsetzen müssen", sagt Bleher. Daher setzt TRUMPF auf alle Technologien und entwickelt diese kontinuierlich weiter. Mit dieser Strategie ist das Ditzinger Unternehmen weltweit der Anbieter mit dem breitesten Sortiment an Laserstrahlquellen – angefangen beim CO2-Laser, über Stab- und Scheibenlaser bis hin zum Faserlaser. So ist TRUMPF in der Lage, seinen Kunden für jede Applikation den geeigneten Laser anbieten zu können. Das Produktportfolio reicht von Lasern für die Mikrobearbeitung (TruMicro), zum Schweißen und Schneiden filigraner Bauteile (TruPulse, TruFiber) über Beschriftungslaser (TruMark) bis hin zu Scheibenlasern (TruDisk) für anspruchsvolle Schweißaufgaben und CO2-Lasern (TruFlow, TruCoax), die aus dem Fertigungsalltag nicht mehr wegzudenken sind.

Faserlaser bei filigranen Anwendungen, Scheibenlaser für den Multikilowatt-Bereich

Die verschiedenen Lasertechnologien basieren auf unterschiedlichen Konzepten. Jede Strahlquelle hat somit ihre Stärken – und auch ihre Schwächen. Sowohl der Scheibenlaser als auch der Faserlaser verfügen über eine hohe Strahlqualität und einen hohen Wirkungsgrad. "Während jedoch der Faserlaser seine Stärken im niedrigen Leistungsbereich hat, ist der Scheibenlaser im Hochleistungsbereich das praktikablere Konzept", fasst Bleher die Anwendungsgebiete der beiden Festkörperlaser zusammen.

Scheibenlaser mit höherer Prozesssicherheit

Die Vorteile des Scheibenlasers gegenüber dem Faserlaser bei Applikationen im Multikilowatt-Bereich liegen auf der Hand. Aufgrund seiner großen durchstrahlten Fläche arbeitet der Scheibenlaser auch bei hoher Leistung mit einer unkritischen Leistungsdichte. Beim Faserlaser hingegen werden enorm hohe Leistungsdichten erzeugt – mit negativen Auswirkungen auf die Prozesssicherheit. Ein weiterer Nachteil des Faserlasers ist seine große Empfindlichkeit gegen Rückreflexionen, die bei der Materialbearbeitung mit dem Laser häufig auftreten. Kommt es im Faserlaserresonator zu Reflexionen, ist zumeist eine Abschaltung erforderlich, um den Laser zu schützen. Da der Resonator des Scheibenlasers auch bei hochreflektierenden Materialien unempfindlich gegen Rückreflexionen ist, kann der Anwender beliebige Werkstoffe ohne das Risiko eines Produktionsstillstands schweißen und schneiden.

Ein weiterer Nutzen für den Anwender ist der modulare Aufbau des Scheibenlasers. Da der Kunde die einzelnen Module bei einer Störung oder Wartung selbst austauschen kann, senkt dies die Stillstandzeit sowie die Reparaturkosten. Beim Faserlaser ist der Kunde aufgrund des monolithischen Aufbaus nicht in der Lage, defekte Module eigenständig auszutauschen. Dies führt zu längeren Maschinenstillstandzeiten.

Bei Anwendungen im niedrigen Leistungsbereich kann wiederum der Faserlaser seine Vorteile ausspielen. Dieser Lasertyp ist in der Lage, problemlos eine Dauerstrichbetrieb-Grundmode-Strahlung zu erzeugen und damit relativ einfach höchste Strahlqualitäten zu erreichen. "Daher eignet er sich gut zum Schweißen und Schneiden dünner Bleche, bei denen sehr feine Konturen gefragt sind", fasst Bleher die Einsatzgebiete des Faserlasers zusammen.

CO2-Laser ist und bleibt erste Wahl für die Universalschneidmaschine

Beim 2-D-Laserschneiden ist für TRUMPF nach wie vor der CO2-Laser der Goldstandard. "Derzeit sehen wir nicht, dass Anwender mit der 1 µm-Wellenlänge des Festkörperlasers einen entscheidenden Vorteil haben könnten. Das Schneidverhalten des CO2-Lasers mit seiner Wellenlänge von 10 µm bietet eine hohe Flexibilität, um Bleche unterschiedlicher Dicken zu bearbeiten", betont Bleher. Ganz entscheidend spricht die hohe Qualität der Schnittkante für den Einsatz des CO2-Lasers in einer Universalschneidmaschine.

Technik, Anwendung, Service – viele Aspekte spielen eine Rolle

Am Ende entscheidet immer der Kunde, bei welcher Applikation er welchen Laser einsetzt. Ihn interessiert in erster Linie nicht die Lasertechnologie. Vielmehr muss für den Kunden das Gesamtpaket aus Technik, Anwendung und Service stimmen. TRUMPF bietet nicht nur für jede Applikation den geeigneten Laser, sondern auch ein weltweites Servicenetz mit etwa 900 Servicetechnikern, auf das der Kunde jederzeit zurückgreifen kann.

Die Zukunft wird zeigen, wie viele Faserlaser, Scheibenlaser, Stablaser und CO2-Laser in der Materialbearbeitung eingesetzt werden. Eines ist für Bleher jedoch sicher: "Vor dem Hintergrund der Diodentechnologie, der Schlüsseltechnologie für die Lasermaterialbearbeitung der nahen Zukunft, wird uns die derzeitige Prinzipiendiskussion über die richtige Strahlquelle in wenigen Jahren unwichtig vorkommen."

 
© 2008 TRUMPF, 08.05.2008