Neue Lasertechnik 2025: Von Ultrakurzpulslasern bis zu 60-Kilowatt-Schneidköpfen

von der Redaktion

Die neue Lasertechnik definiert industrielle Fertigungsprozesse völlig neu: Ultrakurzpulslaser mit Billionstel-Sekunden-Präzision, Schneidköpfe mit bis zu 60 Kilowatt Leistung und revolutionäre Hohlkernfasern, die Licht durch Luft leiten. Diese neue Lasertechnik ermöglicht nicht nur das präzise Bearbeiten von Materialien bis 30 Millimeter Dicke, sondern auch die simultane Qualitätsüberwachung durch integrierte Kamerasysteme.

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Laserschneidköpfe: Von 8 bis 60 Kilowatt

Moderne Laserschneidköpfe bieten heute eine beeindruckende Bandbreite an Leistungsklassen für unterschiedlichste Anwendungen. Systeme mit 8 Kilowatt Leistung bewältigen wirtschaftlich Bleche bis zu einer Stärke von 10 Millimetern und eignen sich damit ideal für die klassische 2D-Blechbearbeitung. Diese Köpfe zeichnen sich durch ihre Flexibilität aus, da sie sowohl für dünne als auch für dickere Materialien eingesetzt werden können.

Der technische Fortschritt zeigt sich besonders deutlich bei Hochleistungssystemen: Der EX-TRABEAM® XP 60 erreicht eine Laserleistung von bis zu 60 Kilowatt und ermöglicht damit das Schneiden von Materialien ab 30 Millimeter Dicke. Beim Laserschneiden profitieren Anwender von der variablen Fokusposition und dem anpassbaren Fokusdiameter, wodurch sich verschiedenste Materialtypen wie Baustahl und Edelstahl präzise bearbeiten lassen.

Gasführung und Schutzfenster-Technologie

Das Prozessgas erfüllt beim Laserschneiden eine zweifache Funktion: Es treibt das aufgeschmolzene Material aus der Schnittfuge aus und schützt gleichzeitig den gesamten Bearbeitungsprozess vor äußeren Einflüssen. Die gezielte Gasführung durch den Schneidkanal sorgt für saubere Schnittkanten und optimale Bearbeitungsqualität.

Austauschbare Schutzfenster schützen die hochsensiblen Optiken vor Partikeln und Rauchgasen, die beim Metallschneiden entstehen. Diese Komponenten müssen regelmäßig vom Bediener gewechselt werden, um die teuren optischen Bauteile zu schonen. Ein entscheidender Vorteil moderner Systeme liegt im Feldtausch der Optiken innerhalb von 20 Minuten direkt an der Maschine. Diese Zeitersparnis steht im starken Kontrast zu herkömmlichen Systemen, bei denen Reparaturen 8 bis 10 Stunden dauern oder sogar eine wochenlange Rücksendung erforderlich machen.

Laserschweißköpfe mit integrierter Prozessüberwachung

Laserschweißköpfe nutzen kollimierte Laserstrahlen, die zu einem geraden Strahl gebündelt und anschließend fokussiert werden. Die hohe Intensität im Fokuspunkt ermöglicht präzises Aufschmelzen und Verschweißen der Materialien. Moderne Schweißköpfe arbeiten mit integrierten Strahlteilern, die entweder die Laserleistung aufteilen oder verschiedene Wellenlängen selektiv reflektieren beziehungsweise transmittieren.

Simultane Prozessüberwachung durch integrierte Kamerasysteme revolutioniert die Qualitätskontrolle beim Schweißen. Die Kamera blickt während des laufenden Schweißprozesses von oben auf die Naht und ermöglicht die sofortige Erkennung von Fehlern wie Poren oder unzureichende Nahtqualität. Diese Echtzeitüberwachung gewährleistet konstant hohe Schweißqualität und reduziert Nacharbeit erheblich.

Ultrakurzpulslaser: Billionstel-Sekunden-Technologie

Ultrakurzpulslaser arbeiten mit Pulslängen im Bereich von einer Billionstel-Sekunde (Picosekunden) und eröffnen völlig neue Bearbeitungsmöglichkeiten. Diese extrem kurzen, aber hochintensiven Laserpulse ermöglichen präzises Schneiden von Glas ohne thermische Schädigung der umliegenden Bereiche.

Smartphone-Displays werden heute standardmäßig mit Ultrakurzpulslasern ausgeschnitten, da diese Technologie die erforderliche Präzision für komplexe Geometrien bei minimalen Toleranzen bietet. Die geringe thermische Beeinflussung des Materials macht diese Laser ideal für empfindliche Werkstoffe und filigrane Strukturen in der Elektronikfertigung.

Ultrakurzpulslaser für Großbauteile

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Hohlkernfasern: Lichtleitung durch Luft

Herkömmliche Glasfasern stoßen bei der Übertragung hochintensiver Laserstrahlen an ihre Grenzen, da das Laserlicht den Glaskern zum Schmelzen bringen würde. Hohlkernfasern lösen dieses Problem durch eine innovative Konstruktion: Der Kern besteht aus Luft statt aus Glas.

Durch eine geschickte Anordnung von Glas um den Luftkern wird das Licht dennoch sicher geführt. Diese Technologie nutzt die physikalische Eigenschaft von Glas, bei geringer Dicke flexibel zu werden. Definierte Biegeradien ermöglichen die praktische Anwendung dieser Fasern, wobei das Licht auch bei Biegungen im Luftkern verbleibt und übertragen wird.

Robotergestützte Drahtzuführung mit Schwenkachse

Komplexe Lasersysteme für die automatisierte Fertigung kombinieren präzise Strahlführung mit flexibler Drahtzuführung. Der Laserstrahl wird durch Kollimationslinsen um jeweils 90 Grad abgelenkt und am Ende fokussiert. Diese Anordnung ermöglicht eine integrierte Schwenkachse, die entscheidende Vorteile bietet.

Die Schwenkachse gleicht Toleranzen in X-, Y- und Z-Richtung automatisch aus, während der Roboter eine gerade Bahn programmieren kann. Ein integrierter 4-Rollenantrieb führt den Zusatzdraht präzise an die Bearbeitungsstelle. Die gesamte Steuerung erfolgt über Feldbus-Kommunikation, wodurch sich Geschwindigkeit und Start-Stopp-Funktionen nahtlos in übergeordnete Steuerungssysteme integrieren lassen.