Der Doming-Blog

Laserstanzen ermöglicht hochpräzises Arbeiten

Was bedeutet Laserstanzung?

Laserstanzen bedeutet ganz allgemein das Stanzen von Formen mit Hilfe eines Lasers. Eine Laserstanze kann entweder mit einem Gaslaser, einem Flüssigkeitslaser oder einem Festkörperlaser arbeiten, wobei Gaslaser mit CO2 am weitesten verbreitet sind. Die Bezeichnung “Laser” bedeutet generell Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, was so viel heisst wie die Verstärkung von Licht durch das stimulierte Aussenden von Strahlung. Dabei werden auf beiden Seiten einer besonderen Lichtquelle spezielle Spiegel angebracht, wobei das Licht zwischen diesen hin- und hergelenkt wird. Es kommt dadurch zu einem Verstärkungsprozess, bei dem letztendlich etwa 4 Prozent des Lichtes als ein scharf gebündelter Lichtstrahl austreten. Dabei handelt es sich letztendlich um den eigentlichen Laserstrahl. Dieser lässt sich beim laserstanzen sehr genau auf bestimmte Materialbahnen lenken und fokussieren. Die hohe Energie des Lasers kann auf kleinste Bereiche konzentriert werden, so dass ein sehr genaues und präzises Ausstanzen möglich ist. Bei Kurven muss der Laserstrahl in seiner Bewegungsgeschwindigkeit gebremst werden, weil dieser bei einer zu hohen Geschwindigkeit die Stanzbahn verlässt und es zu unsauberen Ecken oder durchgestanzten Bereichen kommen kann. Schwierige Formen müssen aus diesem Grund über Computerprogramme von Hand voreingestellt werden. Beim Laserstanzen wird das Material nicht wie viele glauben geschmolzen, sondern durch mikroskopisch kleine Explosionen aufgetrennt. Das anfallende gelaserte Material wird dann in kleine Partikel zertrennt und aufgesaugt. Dabei hängt die allgemeine Geschwindigkeit des Lasers beim Laserstanzen neben den Formen auch vom verwendeten Material ab. So lassen sich zum Beispiel Papier, Karton, Folien, bestimmte Kunststoffe, Schaumstoff und auch dünne Metallfolien und Textilien laserstanzen.

Welche Typen von Laserstanzen gibt es?

Je nach Verwendung des „aktiven Mediums“, in dem der Laserstrahl erzeugt wird, spricht man von Gaslaser, Flüssigkeitslaser oder
Festkörperlaser. Für die Anwendung in Laserstanzen sind heute CO2-Gaslaser üblich. Bei diesen wird dann noch einmal zwischen einem offenen und geschlossenen Laser unterschieden. Bei einem geschlossenen Laser wird das Lasersystem bei nachlassender Leistung direkt vom Hersteller ausgewechselt, was in der Regel nach etwa 15.000 Arbeitsstunden der Fall ist. Es ist für den Nutzer dementsprechend wartungsfrei zu handhaben, zeigt aber nach einer gewissen Zeit einen Leistungsverlust und besitzt nur eine beschränkte Standzeit. Mit geschlossenen Systemen lassen sich beim Laserstanzen Leistungen bis ungefähr 200 Watt erzielen.
Ein offener Laser ist von der Zufuhr des Gases abhängig, das beständig nachgepumpt wird. Diese Laser zeigt im Gegensatz zum geschlossenen Laser keine Abnutzung und erreicht eine höhere Leistung. Er muss jedoch regelmäßig gewartet werden, und der technische Aufwand ist höher als bei einem geschlossenen Laser.

Vorteile der Laserstanzung

Die Arbeit mit einer Laserstanze hat gegenüber herkömmlichen Stanzen den Vorteil, dass die Arbeitsgänge an einer solchen Maschine nicht nur berührungs- und wartungsfrei ablaufen, sondern dass es auch so gut wie keinen Verschleiß gibt und der Energieeinsatz minimal ist. Das Laserstanzen ist außerdem umweltfreundlich, leise und nach einer Einführung einfach zu bedienen. Beinahe jede gewünschte Form lässt sich in Sekunden beim Laserstanzen über einen Touchscreen Monitor erzeugen, zudem nimmt eine Laserstanze deutlich weniger Platz im Arbeitsbereich ein als eine herkömmliche Stanze.

Nachteile beim laserstanzen

So genannte niederschmelzende Kunststoffe wie normales Polyethylen oder auch Gummi lassen sich in der Regel nicht laserstanzen. Durch den Laser kommt es zu einer Wärmebildung, die dazu führt, dass das Material flüssig wird und in die Stanzform zurückfließt. Spiegelnde Oberflächen und PVC sind ebenfalls nicht zum laserstanzen geeignet. Bei der Bearbeitung von PVC mit der Laserstanze können sogar gefährliche Substanzen wie Chlorgas und Salzsäure frei werden. Materialien mit einer hohen Dichte wie etwa Metall benötigen sehr leistungsfähige Laser, wobei die Laser aus den geschlossenen Standard-Laserstanzen diese Leistung in der Regel nicht aufbringen können. Durch die hohe Konzentration der Energie auf den dünnen Laserstrahl erhalten einige mit der Laserstanze bearbeitete Materialien Verfärbungen, die unschön auffallen können. Bei anderen Materialien kann es auch zur Entwicklung eines andauernden unangenehmen Geruches kommen. Ein Laser selbst macht keine Geräusche, doch beim Auftreffen des Strahles entsteht ein Ton, der sich durch die automatische Änderung der Frequenz ständig ändert. Bei manchen Menschen kann dieser Ton auf die Dauer Kopfschmerzen auslösen.

Kosten und Aufwendungen beim Laserstanzen

Ein komplettes Laserstanzsystem kostet in der Regel zwischen 250.000 und 400.000 Euro. Hinzu kommen noch verschiedene Umbaumaßnahmen, die vorgenommen werden müssen. So sind relativ komplexe Filteranlagen und Abluftkanäle bei der Bedienung einer Laserstanze in Deutschland gesetzlich vorgeschrieben. Weiterhin können bestimmte Einstellungen wie etwa Kalibrierungen an einer Laserstanze nicht durch den Bediener selbst vorgenommen werden, so dass ohne die Unterstützung vom Hersteller kaum ein dauerhafter Betrieb möglich ist. Viele Laserstanzen besitzen aus diesem Grund eine eigene Email-Verbindung mit dem Hersteller und melden Fehler oder Probleme direkt und meist schon, bevor die bedienende Person diese wahrgenommen hat.