Laseranwendungen & Märkte für Schneid- und Gravurlaser in CNC-Systemen
Laseranwendungen in der CNC-Industrie
Ideal für CNC-Laseranwendungen sind die Schneid- und Gravierköpfe der PLH3D-Serie, die unempfindlich gegenüber Vibrationen sind und deren Leiterplattenabdeckungen Metallspänen widerstehen. Das LaserDock-Zubehör macht den Laserkopf zu einem Plug-and-Play-Werkzeug beim Fräsen in staubigen Umgebungen oder bei Verwendung flüssigkeitsgekühlter Spindeln. Eine niedrige Versorgungsspannung und kompakte Bauweise erleichtern die Integration gegenüber CO2-Systemen. Ein weiterer Vorteil sind niedrigere Gesamtkosten im Vergleich zu vielen alternativen Lösungen.
Die PLH3D-Serie unterstützt verschiedene Eingangssignale, darunter PWM-Spindelausgang, TTL und Analogsteuerung. OEM-Lösungen sind als Gravur-Add-ons verfügbar. Für Anwender, die hauptsächlich mit Metallen arbeiten: Opt Lasers 6 W Laserköpfe können Edelstahl markieren, eines der gängigsten Materialien im Maschinenbau.
3D-Druckindustrie
3D-Druck ist heute allgegenwärtig im Prototypenbau. Die Integration von Laser-Schneiden/Gravieren erweitert die Einsatzmöglichkeiten eines Druckers in F&E und Kleinserienfertigung erheblich. Blaues 450 nm-Licht graviert viele Filamentfarben effizient. PLH3D-Köpfe unterstützen TTL-, PWM- und Analogsteuerung, mit großem Versorgungsspannungsbereich (12–24 V) und geringer Masse (≈210 g) für zahlreiche Achsensysteme. Verschiedene OEM-Optionen stehen zur Verfügung.
Verarbeitung von Gummi und weichen Materialien
Die kompakte PLH3D Serie eignet sich für Maschinen mit hoher Bauteildichte (z. B. Gummischneider). Hochleistungsventilatoren unterstützen die Rauchabsaugung für saubere Schnittkanten. Die lange Diodenlebensdauer (>10 000 h, typisch) gewährleistet hohe Zuverlässigkeit. Leichte Materialspannung kann die Schneidgeschwindigkeit erhöhen—dies wird beispielsweise bei Radgewicht-Aufklebern genutzt; dunkle Klebstoffe lassen sich in der Regel schneller verarbeiten.
Textilindustrie
Die hohe Absorption von blauem Licht ermöglicht schnelles Schneiden von Textilien, ohne die für Zuschnittstapel verwendeten Schutzschichten zu beeinträchtigen. Eine ausreichende Tiefenschärfe erlaubt das Schneiden dicker und unregelmäßiger Gewebe. Hohe Leistungsdichte eignet sich auch zum Bearbeiten von Textilien, die leicht mit Carbon- oder Nylonfasern verstärkt sind. Viele dünne Materialien für Zelte, Drachen und Taschen können mit bis zu ~60 mm/s geschnitten werden, was einen Kostenvorteil gegenüber bestimmten CO2-Lösungen bietet.
Holzbearbeitung, Kunst & Handwerk
Blaues 450-nm-Licht wird von den meisten Holzarten stark absorbiert und ermöglicht die schnelle Markierung von Mustern, Bildern, Seriennummern oder Initialen. Schattierung sowie Linienbreite und -tiefe sind über Leistung und Fokussierung einstellbar. Der integrierte Lüfter unterstützt die Rauchabführung, und die LaserDock ermöglicht ein schnelles, sauberes Abnehmen des Kopfes in staubigen Umgebungen. Mit ausreichender Leistung (z. B. PLH3D-6W-XF+) sind fein abgestufte Graustufen- und kontrastreiche Vektorgravuren realisierbar. Die kompakte, leichte Bauform ist mit den meisten CNC-Maschinen und vielen 3D-Druckern kompatibel. Typische Schnittanwendungen umfassen Karton, Balsaholz, dünne Hölzer, Textilien und ausgewählte Kunststoffe; auch Reliefstrukturen in Holz sind möglich.
Briefpapier, Gruß- & Visitenkarten
Im Bereich Briefpapier überzeugen Laser durch schnelles Strukturieren und Personalisieren von Karton, Papier, Kunststoffen und Gravurlaminaten. Auch lackiertes Glas kann graviert werden. Dank geringer Größe und niedriger Masse lassen sich unsere Köpfe in zahlreiche Maschinen nachrüsten—ideal, um ältere CO2-Systeme mit einer modernen 450-nm-Quelle wie PLH3D-6W-XF+ aufzurüsten.
Kohlenstoffarme CO2-Laser-Alternative
Halbleiterlaser-Köpfe ersetzen zunehmend ältere CO2-Lösungen in vielen Einsatzbereichen. Während CO2 für bestimmte Materialien und Dicken weiterhin unverzichtbar bleibt, erschließen blaue 450-nm-Köpfe jedes Jahr neue Anwendungsfelder. Kunden und Wartungsdienste berichten von erfolgreichen Nachrüstungen alter CO2-Maschinen—oft einfacher, schneller und wirtschaftlicher als der Röhrenaustausch.
Leiterplatten-Prototyping
Einstufige Leiterplatten können innerhalb weniger Minuten gefertigt werden; bei korrekter Vorbereitung sind auch zweilagige Boards möglich. Ohne UV-Belichtungsschritte lassen sich schnelle Prototypen mit Strukturbreiten bis zu ca. 0,15 mm (6 mil) realisieren. Im Vergleich zu UV-Verfahren ist lediglich eine schwarze Lackmaske erforderlich—das Kupfer wird lackiert und anschließend selektiv vor dem Ätzen abgetragen. Dünne, gleichmäßige Lackschichten beschleunigen den Prozess zusätzlich.
Schneid- und Gravieranwendungen
Mit dem PLH3D-6W-Gravierkopf können zahlreiche Werkstoffe geschnitten oder graviert werden. Gravuren erfolgen unkompliziert—häufig genügt ein einziger Durchgang bei entsprechender Geschwindigkeit. Materialien mit einer Dicke über ca. 0,5–1,5 mm erfordern unter Umständen mehrere Durchgänge für den vollständigen Schnitt; Schäume und sehr weiche Medien können mitunter mit großen Schnitttiefen pro Pass getrennt werden. Das Schnittergebnis hängt von Materialstruktur, Farbe und Dichte ab (z. B. benötigen Acryl und Hartholzplatten typischerweise mehrere Durchgänge pro Millimeter).
| Material | Schnitt | Markierung / Gravur | Max. getestete Schnittstärke |
|---|---|---|---|
| Papier | 0,1 mm | ||
| Karton (hart) | 3 mm | ||
| Wellpappe (gewellt) | 6 mm | ||
| Balsa | 10 mm | ||
| Sperrholz (weich) | 6 mm | ||
| Sperrholz (hart) | 3 mm | ||
| Holz | 3 mm | ||
| Gummi (dunkel)1 | 1,5 mm | ||
| T-Shirt-Stoff | 0,5 mm | ||
| Jeansstoff | 0,8 mm | ||
| Acrylglas (farbig)3 | 3 mm | ||
| Kunststoff (dunkel) | 1 mm | ||
| Kunstleder | 2 mm | ||
| Echtleder | 2 mm | ||
| Filz | 3 mm | ||
| Nylon | 0,2 mm | ||
| Glasfaserverstärkte Folie2 | 0,5 mm | ||
| Wärmeleitpad (Schaumstoff) | 3 mm | ||
| Wärmeleitpad (textil) | 0,3 mm | ||
| Stretchfolie (dunkel) | 0,005 mm | ||
| Bleifolie | 0,5 mm | ||
| Kapton®-Folie | 0,2 mm | ||
| Schaumstoff (dunkel) | 25 mm | ||
| Leiterplattenlaminat | — | ||
| Kohlenstofffaser | — | ||
| Glas (beschichtet) | — | ||
| Metall (beschichtet) | — | ||
| Edelstahl | — | ||
| Titan | — | ||
| Aluminium / Kupfer / Messing | — |
Hinweise:
- Es existieren viele Kautschukmischungen. Hochtemperaturbeständige Kautschuke sind in der Regel nicht schneidbar; lediglich eine Oberflächenmarkierung ist unter Umständen möglich.
- Abhängig von der Glasfaserdichte und der Foliendicke.
- Abhängig von der Farbe – dunkle Acrylate lassen sich leichter schneiden; klares Acrylat ist mit 450 nm nicht praktikabel zu schneiden.