Ein Leitfaden zur Auswahl der richtigen Laserparameter für Ihre Faserlasermaschine 

Laser schneiden
Entdecken Sie den Schlüssel zu perfekten Faserlaserergebnissen: Unser Leitfaden hilft Ihnen bei der Auswahl optimaler Parameter für mehr Leistung und Präzision.

Inhaltsverzeichnis

Bei Faserlasermaschinen ist die Auswahl der richtigen Laserparameter entscheidend, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Bei so vielen zu berücksichtigenden Variablen kann es jedoch schwierig sein, die idealen Einstellungen für Ihre spezifische Anwendung zu bestimmen.

In diesem Leitfaden führen wir Sie durch den Prozess der Auswahl der richtigen Laserparameter für Ihre Faserlaser-Schneidmaschine. Indem Sie unsere Tipps und Richtlinien befolgen, können Sie sicherstellen, dass Ihre Maschine ihr volles Potenzial ausschöpft und jedes Mal qualitativ hochwertige und präzise Ergebnisse liefert. Also lasst uns anfangen!

Was sind Laserparameter?

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Die Faserlasereinstellungen sind die Schlüsselmerkmale, die das Verhalten und die Leistung eines Lasers bestimmen. Zu diesen Parametern gehören die folgenden:

  • Wellenlänge: Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen oder Tälern der elektromagnetischen Welle des Laserstrahls. Der Wellenlänge bestimmt die Farbe des Lasers und beeinflusst seine Wechselwirkung mit Materialien.
  • Stromversorgung: Die Energiemenge, die die Faserlaser pro Zeiteinheit abgeben. A die Kraft des Laserschneiders bestimmt seine Schnitt- oder Gravurgeschwindigkeit und die Fähigkeit, Materialien zu durchdringen oder zu erhitzen.
  • Pulsdauer: Das Zeitintervall, über das der Laser einen Impuls aussendet. Die Pulsdauer beeinflusst die Materialabtragsrate des Lasers und thermische Effekte.
  • Wiederholungsrate: Die Anzahl der pro Zeiteinheit abgegebenen Impulse. Die Wiederholungsrate beeinflusst den Durchsatz und die Effizienz des Lasers.
  • Strahlqualität: Ein Maß dafür, wie genau die Eigenschaften des Laserstrahls denen eines idealen Gaußschen Strahls mit einer einzigen Mode entsprechen. Die Strahlqualität bestimmt die Fokussierbarkeit und Punktgröße des Lasers.
  • Polarisation: Die Ausrichtung des elektrischen Feldvektors der Laserstrahlen. Die Polarisation beeinflusst die Wechselwirkung des Lasers mit bestimmten Materialien und optischen Komponenten.
  • Modusstruktur: Die räumliche Verteilung der Intensität des Laserstrahls über seine Querabmessungen. Die Modenstruktur bestimmt das Schnitt- oder Bohrbild des Lasers und die Qualität seiner Kanten.

Einige zusätzliche Parameter, nach denen Sie suchen sollten

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  • Fokusposition: Der Abstand zwischen dem Brennpunkt des Lasers und der Werkstückoberfläche. Die Fokusposition beeinflusst die Schärfentiefe des Lasers und die Qualität seiner Schnitte oder Gravuren Finden der idealen Fokusposition ist wichtig.
  • Gasflussgeschwindigkeit: Die Rate, mit der Hilfsgas der Schneid- oder Gravierzone zugeführt wird. Die Gasflussrate wirkt sich auf die Qualität der Laserkanten und die Entfernung von Ablagerungen aus.
  • Strahldurchmesser: Der Durchmesser des Faserlasers in seinem Fokus. Der Strahldurchmesser beeinflusst die Punktgröße des Lasers und seine Intensität an der Werkstückoberfläche.
  • Strahldivergenz: Der Winkel, in dem sich der Laserstrahl von der Laserquelle weg ausbreitet. Die Strahldivergenz beeinflusst die Fokussierbarkeit und Schärfentiefe des Lasers.
  • Impulsüberlappung: Der Grad der Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Laserimpulsen. Die Pulsüberlappung beeinflusst die Materialabtragungsrate des Lasers und die Qualität seiner Kanten.
  • Auslastungsgrad: Der Bruchteil der Zeit, in der sich der Laser während eines bestimmten Zeitraums im „Ein“-Zustand befindet. Die Einschaltdauer beeinflusst die durchschnittliche Leistung des Lasers und seine thermischen Auswirkungen auf Materialien.
  • Scangeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit, mit der der Laserstrahl über die Werkstückoberfläche bewegt wird. Die Scangeschwindigkeit beeinflusst den Durchsatz des Lasers und die Qualität seiner Schnitte oder Gravuren.
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Wie misst man Laserparameter in einer Faserlasermaschine?

Die Messung der Faserlaser-Einstellung ist ein wesentlicher Schritt zur Optimierung der Leistung Ihrer Faserlaser-Schneidemaschinen. Hier sind einige gängige Methoden zur Messung der Laserparameter:

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  1. Leistungsmesser: Ein Leistungsmesser misst die Ausgangsleistung des Laserstrahls in Watt oder Milliwatt. Dies ist ein kritischer Parameter, der gemessen werden muss, da er sich auf das auswirkt Laserschneiden oder Gravurgeschwindigkeit und seine Fähigkeit, bestimmte Materialien zu verarbeiten.
  2. Spektrometer: Ein Spektrometer misst die Wellenlänge des Laserstrahls in Nanometern. Dieser Parameter ist wichtig für die Auswahl des richtigen laser für Ihre Anwendung und um sicherzustellen, dass die Laserleistung innerhalb des angegebenen Bereichs liegt.
  3. Beam-Profiler: Ein Strahlprofiler misst das Intensitätsprofil des Laserstrahls, sodass Sie die Strahlform und -größe im Fokus visualisieren können. Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass der Laser richtig fokussiert ist, und um die Schnitt- oder Gravurqualität zu optimieren.
  4. Autokorrelator: Ein Autokorrelator misst die Pulsdauer des Laserstrahls in Femtosekunden oder Pikosekunden. Dieser Parameter ist wichtig, um die Wechselwirkungen zwischen Laser und Material zu optimieren und präzise Schnitte oder Gravuren zu erzielen.
  5. Polarimeter: Ein Polarimeter misst den Polarisationszustand des Laserstrahls. Dieser Parameter ist wichtig für Anwendungen, bei denen die Polarisation die Qualität des Schneidens oder Gravierens beeinflusst, wie z. B. bei bestimmten Materialien.
  6. Interferometer: Ein Interferometer misst die Strahlqualität des Lasers, indem es Phase und Intensität des Strahls analysiert. Dieser Parameter ist wichtig, um die Gleichmäßigkeit des Laserstrahls zu gewährleisten und die Schnitt- oder Gravurqualität zu optimieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der Messung von Laserparametern verschiedene Instrumente und Methoden eingesetzt werden, um die Leistung, die Lichtwellenlänge, die Pulsdauer, die Strahlform, die Polarisation und die Strahlqualität des Lasers zu bestimmen.

Durch die genaue Messung dieser Parameter können Sie die Leistung Ihrer Faserlaser-Schneidmaschine optimieren und bessere Ergebnisse bei Ihren Laserbearbeitungsaufgaben erzielen. 

Wie beeinflussen Laserparameter die Qualität des Laserschneidens?

Laserparameter spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Qualität des Laserschneidens. Hier sind einige Möglichkeiten, wie die Einstellungen des Faserlasers die Schnittqualität beeinflussen können:

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1. Macht

Die Laserleistung beeinflusst die Schnittgeschwindigkeit und -qualität. Eine höhere Leistung kann die Schnittgeschwindigkeit erhöhen, aber auch eine stärkere thermische Schädigung des Materials verursachen, was zu einer raueren Kantenqualität führt. Niedrigere Leistungseinstellungen können eine feinere Steuerung und eine höhere Kantenqualität bieten.

2. Pulsfrequenz

Die Pulsfrequenz bestimmt, wie viele Laserpulse pro Sekunde auf das Material abgefeuert werden. Eine höhere Pulsfrequenz kann zu glatteren und präziseren Schnitten führen, kann aber auch die Wahrscheinlichkeit thermischer Schäden erhöhen. Niedrigere Laserpulsfrequenzen können eine bessere Kontrolle über den Schneidprozess ermöglichen.

3. Wellenlänge

Die Wellenlänge des Laserstrahls bestimmt die Absorptionseigenschaften des zu schneidenden Materials. Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Absorptionseigenschaften, was bedeutet, dass die optimale Wellenlänge zum Schneiden je nach zu schneidendem Material unterschiedlich ist.

Beispielsweise werden CO2-Laser mit längeren Wellenlängen von 10.6 Mikrometern üblicherweise zum Schneiden nichtmetallischer Materialien verwendet, während Faserlaser mit kürzeren Wellenlängen von 1 Mikrometern besser zum Schneiden von Metallen geeignet sind. Um die richtige Lasertechnologie auszuwählen, müssen Sie verstehen den Unterschied zwischen CO2- und Faserlasertechnologie.

4. Objektivtyp

Die im Laserschneidsystem verwendete Fokussierlinse kann die Strahlqualität und die Brennfleckgröße beeinflussen, was wiederum die Schnittqualität beeinträchtigen kann. Für unterschiedliche Schneidanwendungen stehen verschiedene Linsentypen zur Verfügung, z. B. Fokussierlinsen für das universelle Schneiden und Kollimationslinsen zum Markieren und Gravieren.

5. Laserstrahldurchmesser

Der Durchmesser des Laserstrahls beeinflusst die Fokussierbarkeit und Intensität des Laserstrahls. Kleinere Strahldurchmesser können eine höhere Präzision und feinere Details im Schneidprozess liefern, können aber auch anfälliger für Ablenkung oder Strahlverzerrung sein.

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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswahl der richtigen Faserlasereinstellungen für Ihre Schneidanwendung die Schnittgeschwindigkeit, Präzision und Qualität erheblich beeinflussen kann. Durch das Verständnis des Einflusses von Leistung, Pulsfrequenz, Wellenlänge, Linsentyp und Strahldurchmesser können Sie Ihren Laserschneidprozess optimieren und bessere Ergebnisse erzielen.

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Wie wählt man Laserparameter für verschiedene Materialien aus?

Hier zwei Tabellen, die Ihnen bei der Auswahl der richtigen Parameter für unterschiedliche Schneidstoffe helfen: 

Werkstoff1000W2000W3000W4000W5000W6000W
Aluminium2mm4mm6mm8mm10mm12mm
Messing1mm3mm5mm7mm9mm11mm
Kohlenstoffstahl0.5mm2.5mm5mm7.5mm10mm12.5mm
Edelstahl1mm3mm5mm7mm9mm11mm
Werkstoff7000W8000W9000W10000W11000W12000W
Aluminium14mm16mm18mm20mm22mm24mm
Messing13mm15mm17mm19mm21mm23mm
Kohlenstoffstahl15mm17.5mm20mm22.5mm25mm27.5mm
Edelstahl13mm15mm17mm19mm21mm23mm

Hinweis: Die Tabellen bieten eine allgemeine Richtlinie, und die tatsächliche Leistung kann je nach spezifischem Lasergerät und seiner Konfiguration variieren. Es wird immer empfohlen, das Handbuch der Laserschneidmaschine oder die Hersteller der Laserschneidmaschine für die genauesten Einstellungen zu konsultieren.

Wie optimiert man Laserparameter für die beste Schnittqualität?

Hier sind einige Schritte, die Ihnen bei der Optimierung Ihrer Faserlasereinstellungen helfen:

1. Bestimmen Sie die optimale Laserleistung

Beginnen Sie mit den empfohlenen Leistungseinstellungen für das geschnittene Material und erhöhen oder verringern Sie dann die Leistung schrittweise, um die optimale Einstellung für die gewünschte Schnittqualität zu finden. Denken Sie daran, dass eine höhere Leistung zu einem schnelleren Schneiden führen kann, aber auch mehr thermische Schäden am Material verursachen kann.

2. Passen Sie die Pulsfrequenz an

Die Pulsfrequenz bestimmt die Anzahl der Laserpulse pro Sekunde und kann die Schnittqualität und -präzision beeinflussen. Höhere Impulsfrequenzen können glattere und präzisere Schnitte liefern, können aber auch die Wahrscheinlichkeit von thermischen Schäden erhöhen. Passen Sie die Pulsfrequenz an, um die optimale Einstellung für die gewünschte Schnittqualität zu finden.

3. Wählen Sie den passenden Objektivtyp aus

Der im Laserschneidsystem verwendete Linsentyp kann die Strahlqualität und die Brennfleckgröße beeinflussen, was sich wiederum auf die Schnittqualität auswirken kann. Wählen Sie den richtigen Linsentyp für Ihre Schneidanwendung, z. B. Fokussierlinsen für allgemeines Schneiden und Kollimationslinsen zum Markieren und Gravieren.

4. Bestimmen Sie den optimalen Laserstrahldurchmesser

Der Durchmesser des Laserstrahls kann die Fokussierbarkeit und Intensität des Laserstrahls beeinflussen, was sich auf die Schnittqualität auswirken kann. Wählen Sie den optimalen Strahldurchmesser basierend auf der gewünschten Schnittqualität für Ihre Schneidanwendung.

5. Stellen Sie sicher, dass der Strahl richtig ausgerichtet ist

Die richtige Strahlausrichtung ist entscheidend für das Erreichen einer optimalen Schnittqualität. Überprüfen und justieren Sie die Strahlausrichtung regelmäßig, um sicherzustellen, dass der Laserstrahl richtig auf das Material fokussiert ist.

6. Überwachen und warten Sie das Lasersystem

Eine regelmäßige Wartung und Reinigung des Lasersystems kann dazu beitragen, eine optimale Schnittqualität sicherzustellen. Überwachen Sie das System auf Anzeichen von Verschleiß oder Beschädigung und ersetzen Sie abgenutzte oder beschädigte Komponenten bei Bedarf.

Indem Sie diese Schritte befolgen und Ihre Faserlasereinstellungen kontinuierlich überwachen und anpassen, können Sie Ihren Laserschneidprozess für die beste Schnittqualität optimieren.

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Häufige Missverständnisse über Laserparameter

Laserparameter spielen eine entscheidende Rolle beim Laserschneiden, aber einige häufige Missverständnisse können zu einer suboptimalen Schnittqualität führen. Hier sind einige Missverständnisse, auf die Sie achten sollten:

  1. „Mehr Leistung bedeutet immer bessere Schnittqualität.“ Eine Erhöhung der Laserleistung kann zwar die Schnittgeschwindigkeit erhöhen, aber auch das Risiko einer thermischen Beschädigung des Materials erhöhen. Es ist wichtig, die optimale Leistungseinstellung für die gewünschte Schnittqualität zu finden, anstatt nur die Leistung hochzudrehen.
  2. „Je höher die Pulsfrequenz, desto besser die Schnittqualität.“ Während höhere Impulsfrequenzen glattere und präzisere Schnitte liefern können, können sie auch die Wahrscheinlichkeit einer thermischen Beschädigung des Materials erhöhen. Entscheidend ist daher die optimale Pulsfrequenz für die gewünschte Schnittqualität und das zu schneidende Material.
  3. „Die Strahlqualität spielt keine Rolle, solange der Laser stark ist.“ Die Strahlqualität kann die Schnittqualität stark beeinflussen, da sie die Fokussierbarkeit und Intensität des Laserstrahls bestimmt. Ein Strahl von schlechter Qualität kann zu einer schlechten Schnittqualität führen, selbst wenn die Laserleistung hoch ist.
  4. „Alle Objektive sind gleich.“ Unterschiedliche Linsentypen können die Strahlqualität und die Brennfleckgröße beeinflussen, was sich stark auf die Schnittqualität auswirken kann. Die Wahl des richtigen Linsentyps für die gewünschte Schneidanwendung ist entscheidend.
  5. „Die einmal eingestellten Laserparameter müssen nicht mehr angepasst werden.“ Die Einstellungen des Faserlasers sollten regelmäßig überwacht und angepasst werden, um eine optimale Schnittqualität sicherzustellen. Faktoren wie Materialtyp, Dicke und Schnittgeschwindigkeit können sich alle auf die optimalen Faserlasereinstellungen für eine bestimmte Schneidaufgabe auswirken.

Indem Sie diese weit verbreiteten Missverständnisse vermeiden und die Laserparameter regelmäßig überwachen und anpassen, können Sie eine optimale Schnittqualität in Ihrem Laserschneidprozess erreichen.

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Feinabstimmung der Laserparameter für verschiedene Anwendungen

Bei Laseranwendungen erfordern unterschiedliche Aufgaben unterschiedliche Laserparameter. Beispielsweise erfordert die Lasergravur andere Parameter als das Laserschneiden und die Lasermarkierung erfordert andere Parameter als das Schweißen. Hier sind einige Tipps zur Feinabstimmung der Faserlasereinstellungen für verschiedene Anwendungen:

I. Lasergravur

Das Gravieren erfordert eine hohe Impulsfrequenz und eine niedrige Leistungseinstellung, um einen präzisen, flachen Schnitt zu erzielen. Kurze Impulsdauer und niedrige Wiederholrate sind ebenfalls wichtig, um eine hohe Detailtreue zu erreichen. Die optimalen Laserparameter variieren je nach zu gravierendem Material.

II. Laserbeschriftung

Laserbeschriftung erfordert eine niedrigere Pulsfrequenz und eine höhere Leistungseinstellung, um mit dem eine tiefere Markierung zu erzielen Faserlaserbeschriftungsmaschine. Die Impulsdauer sollte länger sein als beim Gravieren und die Wiederholungsrate sollte hoch sein, um Konsistenz zu gewährleisten.

Die optimalen Laserparameter hängen von dem zu markierenden Material und der gewünschten Markierungstiefe des Faserlaser-Markierungssystems ab.

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III. Laser schneiden

Laserschneiden erfordert eine hohe Leistungseinstellung und eine niedrige Impulsfrequenz, um einen sauberen, effizienten Schnitt zu erzielen. Die Impulsdauer sollte kürzer sein als beim Gravieren oder Markieren und die Wiederholungsrate sollte moderat sein. Das Optimale Laserparameter hängt vom zu schneidenden Material und der gewünschten Schnittqualität ab.

IV. Laserschweißen

Laserschweißen erfordert eine hohe Leistungseinstellung und eine lange Impulsdauer, um eine tiefe, starke Schweißnaht zu erzielen. Die Pulsfrequenz sollte niedrig und die Wiederholungsrate moderat sein, um eine Abkühlung zwischen den Pulsen zu ermöglichen. Das Optimale Laserparameter hängt vom geschweißten Material und der gewünschten Schweißnahtfestigkeit ab.

Hier ist eine Tabelle, die die optimalen Laserparameter für verschiedene Anwendungen zusammenfasst:

AnwendungLeistungseinstellungImpulsfrequenzImpulsdauerWiederholungsrate
GravurNiedrigHochShortNiedrig
MarkierungHochNiedrigLangHoch
CuttingHochNiedrigShortKonservativ
Schweiß-HochNiedrigLangKonservativ

Sie können Ihre Faserlasermaschine feinabstimmen, um die besten Ergebnisse zu erzielen, indem Sie die optimalen Laserparameter für verschiedene Anwendungen und Materialien kennen. Wir haben auch Plasmaschneidemaschinen, genau wie Laserbeschriftungsmaschinen. Sie arbeiten ähnlich wie ein Faserlaserschneider mit Laserlicht.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl der richtigen Laserparameter entscheidend ist, um eine optimale Schnittqualität und -effizienz zu erreichen.

Durch das Verständnis der verschiedenen Parameter der Faserlasertechnologie wie Leistung, Wellenlänge, Impulsdauer, Wiederholungsrate, Strahlqualität und Modenstruktur kann man seine Faserlasermaschine genau auf die spezifischen Anforderungen seiner Anwendung abstimmen.

Es ist auch wichtig zu bedenken, dass unterschiedliche Materialien unterschiedliche Eigenschaften haben und spezifische Laserparameter zum Schneiden erfordern. Anhand der Richtlinien und Tabellen in diesem Blog kann man die geeigneten Laserparameter für seine spezifische Anwendung und sein Material auswählen, was zu hochwertigen und präzisen Schnitten führt.

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Sam Chen

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Ich bin der Gründer von Baison. Wir haben der Fertigungsindustrie dabei geholfen, ihre Produktivität und Kapazität mit unseren fortschrittlichen Lösungen zu steigern Faserlasersysteme für über 20 Jahre.

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