LASERSCHNEIDEN: HOLZ MIT LICHT SÄGEN

"Laser statt Säge" ist der Top-Tipp für Firmen aus der Holz und Kunststoff bearbeitenden Industrie. Damit können sie die verschiedenen Werkstoffe leichter, besser und schneller trennen. Welche Einflussfaktoren beim Laserschneiden zu beachten sind, sagt eine von der Stiftung Industrieforschung mit dem "Preis für wissenschaftliche Arbeiten 2005" ausgezeichnete Dissertation.

Unternehmen aus dem Metall- und Kunststoffbereichen produzieren seit langem mit Laserschneidern sehr erfolgreich hochwertige Produkte. Diese Lasertechnologie wird jedoch bei Werkstoffen aus Holz bisher nur in Nischenbereichen eingesetzt. Warum? "Unternehmen konnten die Auswirkungen des Laserschneidens auf diversen Holzwerkstoffen und auf die Bearbeitungsprozesse bislang nicht genügend einschätzen", sagt Dr.-Ing. Stephan Barcikowski, "und sie wissen zu wenig über die auftretenden Gefahrenstoffe bei der Bearbeitung." Dies soll sich zukünftig ändern. Am Laser Zentrum Hannover e.V. hat der Diplom-Chemiker die Einflüsse des Laserschneidens auf Bearbeitungsqualität der Werkstücke sowie die Luftbelastungen am Arbeitsplatz untersucht und die Rentabilität des Technologieeinsatzes für die Firmen errechnet.

Das Ergebnis sind exakte Kenngrößen, mit denen der Anwender die Fertigungsqualität sichert, Werkzeugkosten senkt und sein Werkstoff- oder Produktspektrum erweitern kann. Die Stiftung Industrieforschung zeichnete die für viele Unternehmen nützliche Dissertation "Laserstrahltrennen von Werkstoffen aus Holz" mit dem "Preis für wissenschaftliche Arbeiten 2005" aus..

Die wichtigsten Pluspunkte beim Laserschneiden


Sehr hohe Schnittqualität
In wirtschaftlich interessanten Bereichen, also bei niedrig Streckenenergien und den damit verbundenen hohen Schnittgeschwindigkeiten, wurde die höchste Schnittqualität beobachtet. Die charakterisierten Rechtwinkligkeitstoleranzen entsprechen Schnittqualitäten der Klasse 1 bis 3. Diese Werte sind identisch mit den erreichbaren Klassen beim Schneiden von Metallen und wesentlich höher als beim Sägen von Holz.

Schonende Bearbeitung
Beim Laserschneiden ist die Werkstückschädigung durch z.B. Bildung einer Schmelzschicht an der Werkstoffoberfläche im Vergleich zu konventionellen Holzbearbeitungsverfahren besonders gering. Die Schädigungsbreite beträgt weniger als 20 Mikrometer, also 1/4 Haaresbreite. Thermische Materialveränderungen an der Schnittfläche beschränken sich im Wesentlichen auf das Holzpolymer Lignin. Außerdem sind in der Oberfläche keine Quetschungen oder Risse auszumachen.

Besserer Umweltschutz
Konventionelle Holzbearbeitung stellt wesentlich höhere Ansprüche an lufttechnische Maßnahmen als das Laserschneiden. Dennoch wird die Frage nach der Absaugung der Abgase vom Anwender oftmals als erstes gestellt. Die im Rahmen der Arbeit entwickelte Emissionserfassungstechnik ermöglicht die zuverlässige Schadstofferfassung an der Werkstückoberseite von über 90 Prozent, die Steigerung der Arbeitssicherheit sowie eine Betriebskostensenkung durch Einsparung von der Lüfterleistung.

Weniger Kosten
Die Kosten je Schnittmeter sind beim Laserschneiden zwar gering höher als beim konventionellen Sägen, jedoch können technologische Vorteile wie Verschleißfreiheiten (da die Produktivität bis zu 100 Prozent durch das Werkzeug bestimmt wird) zu einem Kostenvorteil für das Laserstrahlschneiden führen.

Konventionell zum Trennen eingesetzte Verfahren weisen zudem eine Abnahme der Bearbeitungsqualität mit zunehmender Werkzeugstandzeit auf, die häufige Werkzeugwechsel oder aufwändige Qualitätskontrollen erfordern.

Laserschneiden kann mit konventionellen Holzbearbeitungstechniken auf jeden Fall immer dann erfolgreich konkurrieren, wenn Firmen die mit der Technologie verbundenen Vorteile gezielt für hochwertigere Bearbeitungsqualitäten nutzen. So lassen sich aufgrund des höheren Freiheitsgrads des Strahlverfahrens Konturschnitte erzeugen oder mit dem Schnitt in der Werkzeugmitte beginnen. Auch können mit diesem Werkzeug nicht nur Schnitte und Bohrungen, sondern auch Ritzspuren (wie z.B. in Holzschutzschichten beim Fußboden-Laminat) erzeugt werden, was konventionell sehr verschleiß- und damit kostenintensiv ist.

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