Lohnfertigung für Metall-Laserschneiden

Der Lasertyp sollte zum Material, zur Dicke und zu den Anforderungen an die Kantenqualität passen.

Faserlaser sind 2026 der Standard für das Schneiden von Metall. Ein Strahl mit 1.064 nm wird von Stahl, Edelstahl, Aluminium, Messing und Kupfer von 0,5 bis 25 mm gut absorbiert. Faser schneidet dünnes Metall 2- bis 3-mal schneller als CO2 bei geringeren Betriebskosten und verarbeitet reflektierende Metalle wie Kupfer und Messing, mit denen ältere CO2-Systeme Schwierigkeiten haben.

CO2-Laser sind nach wie vor der Standard für Acryl, Holz, Textilien und organische Verbundwerkstoffe, da die Wellenlänge von 10.600 nm von Nichtmetallen gut absorbiert wird. Bei Metall bewältigen sie dicken Stahl und Edelstahl bis 25 mm, doch bei den meisten dünneren Metallarbeiten wurde CO2 durch Faserlaser ersetzt.

Nd:YAG-Laser werden für reflektierende Metalle (Kupfer, Aluminium, Edelmetalle), tiefe Schnitte mit schmaler Schnittfuge und gepulste Arbeiten an wärmeempfindlichen Medizintechnik-Bauteilen spezifiziert. Langsamer und teurer pro Stunde als Faserlaser bei Standardmetallen, aber unübertroffen bei diesen Spezialaufgaben.

Unser Engineering-Team kann während der DFM-Analyse den richtigen Lasertyp empfehlen – basierend auf Ihrem Werkstoff, der Dicke und den Anforderungen an die Kanten.

Laser und Plasma sind beides thermische Trennverfahren, eignen sich aber für unterschiedliche Dickenbereiche und Anforderungen an die Kantenqualität.

Das Laserschneiden hält die Positioniergenauigkeit auf ±0,05 mm und Schnittfugenbreiten bis hinunter zu 0,1 mm. Die Schnittkanten sind sauber genug zum Biegen, Schweißen oder Lackieren ohne Nachbearbeitung. Am besten für Metall mit dünner bis mittlerer Blechdicke (0,5 bis 25 mm), wenn die Kantenqualität zählt.

Plasmaschneiden ist bei dickem Stahl (20 bis 50 mm) schneller und günstiger, hält aber lockerere Toleranzen (±0,5 mm) und hinterlässt eine breitere wärmebeeinflusste Zone. Schnittfugenbreite 2 bis 5 mm. Schnittkanten müssen in der Regel vor dem Schweißen oder Lackieren geschliffen werden.

Wählen Sie Laser für Präzisions-, Dünnblech- und Sichtanwendungen. Wählen Sie Plasma für dickes Stahlblech, wenn Taktzeit und Stückkosten wichtiger sind als die Kantenqualität.

Das Laserschneiden deckt nahezu jedes gängige Metall und viele Nichtmetalle ab.

Kohlenstoff- und niedriglegierter Stahl (1018, 1045, S355, Q345) von 0,5 bis 25 mm ist das gebräuchlichste lasergeschnittene Material. Sauerstoff als Hilfsgas liefert saubere Kanten mit minimalem Grat.

Edelstahl (304, 316, 430) von 0,5 bis 12 mm wird mit Stickstoffunterstützung geschnitten, um eine oxidfreie Kante zu erzeugen, die zum Schweißen oder Passivieren geeignet ist.

Aluminium (1100, 5052, 6061, 7075) von 0,5 bis 20 mm. Faserlaser haben die Reflexions- und Leitfähigkeitsprobleme, die ältere CO2-Systeme einschränkten, weitgehend gelöst.

Kupfer und Messing in Blechform von 0,5 bis 8 mm auf Faserlasern. Reflektierende Metalle erfordern eine geschlossene Leistungsregelung und Stickstoffunterstützung.

Titan, Nickellegierungen (Monel 400, Inconel) und Sonderlegierungen werden auf Faserlasern mit Argon- oder Stickstoffunterstützung geschnitten, um Oxidation zu verhindern.

Nichtmetalle (Acryl, Holz, Stoff, Papier, Leder) werden mit CO2-Lasern geschnitten. Die Materialauswahl sollte zur mechanischen Belastung, zur Einsatzumgebung und zum Kostenziel des Teils passen. Unsere DFM-Analyse kann die passende Sorte empfehlen, bevor die Programmierung beginnt.

Die Genauigkeit hängt von der Maschinenklasse, der Strahlqualität und der Materialdicke ab.

Die Positioniergenauigkeit liegt bei ±0,05 mm bei Profilen bis 1.000 mm. Die Wiederholgenauigkeit bleibt über Serien hinweg innerhalb von ±0,03 mm.

Die Schnittbreite reicht von 0,1 mm bei dünnem Edelstahl bis 0,5 mm bei dickem Kohlenstoffstahl. Die Schnittbreite muss in der CAD-Datei berücksichtigt oder im CAM-Pfad versetzt werden.

Die Kantenqualitätsklassen reichen von N1 (spiegelglatt, bearbeitete Oberfläche) bis N4 (sichtbare Riefen und Grat) gemäß ISO 9013. Faserlaser halten bei dünnem Edelstahl und Aluminium N2 bis N3, was ohne Nachbearbeitung schweißgeeignet ist.

Die Tiefe der wärmebeeinflussten Zone (WEZ) beträgt 0,05 bis 0,2 mm, je nach Material und Geschwindigkeit. Bei dünnem Blech minimal; ein Glühen ist in Betracht zu ziehen, wenn das Bauteil auf Ermüdung beansprucht wird.

Kennzeichnen Sie enge Toleranzen und Anforderungen an die Kantenqualität in Ihrer Zeichnung, damit sie vor der Programmierung geprüft werden können. Eine Überbestimmung erhöht die Zykluszeit, ohne die Bauteilleistung zu verbessern.

Unsere Laserzuschnittanlagen nehmen Bleche bis 3.000 × 1.500 mm auf Faser- und CO2-Plattformen auf. Das Rohrlaserschneiden verarbeitet Profile bis 200 mm Durchmesser und 6.000 mm Länge.

Die maximale Dicke variiert je nach Material: Baustahl bis 25 mm auf Faser und 30 mm auf CO2; Edelstahl bis 12 mm auf Faser; Aluminium bis 20 mm auf Faser; Kupfer und Messing bis 8 mm auf Faser; Titan bis 10 mm auf Faser mit Argonunterstützung.

Bauteile, die größer als der Tisch sind, werden geteilt und nachgelagert durch Schweißen, Schrauben oder Nieten wieder zusammengefügt. Toleranzen auf Merkmalsebene an der Trennnaht werden zur grundlegenden Positionsgenauigkeit hinzugerechnet.

Laser und Wasserstrahl haben jeweils ihre Stärken. Laser gewinnt bei Geschwindigkeit und Kantenqualität für Metall unter 25 mm. Wasserstrahl gewinnt bei dicken, reflektierenden oder wärmeempfindlichen Materialien.

Wählen Sie Laser, wenn das Material Metall unter 25 mm Dicke ist, das Profil eine Genauigkeit von ±0,05 mm benötigt und die Kanten geschweißt, gebogen oder lackiert werden. Laser ist bei dünnem Blech pro Teil in der Regel 3 bis 5-mal schneller als Wasserstrahlschneiden.

Wählen Sie Wasserstrahlschneiden, wenn das Material dick (über 25 mm Stahl oder 50 mm Aluminium), reflektierend (Reinkupfer, Messing, Gold, Silber) auf älteren Maschinen, wärmeempfindlich (gehärteter Werkzeugstahl, der unter Laserhitze anlassen würde) oder nichtmetallisch (Stein, Glas, Verbundwerkstoffe) ist.

Für die meisten Blechbearbeitungsarbeiten in Metall von 0,5 bis 25 mm ist Laser die richtige Wahl. Unser Engineering-Team kann den passenden Prozess während der DFM-Analyse empfehlen.

Ja. Die meisten Produktionsprogramme umfassen mindestens einen Nachbearbeitungsschritt.

Eloxieren ist bei Aluminiumteilen Standard für Korrosions- und Verschleißschutz. Eloxieren nach Typ II trägt 5 bis 25 µm auf; Harteloxieren nach Typ III trägt 25 bis 75 µm für stark beanspruchte Anwendungen auf.

Pulverbeschichtung ist Standard bei Stahlteilen für den Außenbereich oder Umgebungen mit hoher Salzbelastung. Pulverbeschichtung bietet 500 bis 1.000 Stunden Salzsprühbeständigkeit bei 60 bis 120 μm Schichtdicke.

Passivierung ist bei Edelstahlteilen für Medizin- und Lebensmittelanwendungen erforderlich, um freies Eisen zu entfernen und die Chromoxidschicht wiederherzustellen (ASTM A967).

Galvanisieren sorgt für glänzendes Chrom, Nickel, Zink oder Zinn als dekorative und funktionale Oberflächen auf Stahl und Messing. Galvanisieren vergrößert die Bauteilmaße um 5 bis 30 μm.

Polieren bis Ra 0,2 bis 0,8 μm ist für optische Flächen, Dichtflächen und Spiegeloberflächen verfügbar. Geben Sie in der Zeichnung an, welche Flächen poliert werden sollen, da es sich um eine manuelle Bearbeitung handelt.

Legen Sie die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung während der DFM-Analyse fest, da sie häufig die Materialauswahl und die Maßtoleranz beeinflussen.

Die kundenspezifische Befestigungselementproduktion umfasst eine Reihe von Verfahren, die Draht oder Stangenmaterial in fertige Teile umwandeln. Hier sind die wichtigsten Verfahren, die bei den meisten Full-Service-Herstellern von Befestigungselementen verfügbar sind.

1. Kaltumformung: Progressivwerkzeuge formen Kopf, Schaft und Aussparungen aus einem Drahtzuschnitt. Das wirtschaftlichste Verfahren für Stückzahlen über 10.000 Stück. Durchmesserbereich 1,5 bis 25 mm.

2. CNC-Drehen: Rotierendes Stangenmaterial wird mit Schneidwerkzeugen bearbeitet. Geeignet für Verbindungselemente mit komplexen Geometrien, ungewöhnlichen Gewindeformen oder engeren Toleranzen als beim Kaltstauchen möglich.

3. Langdrehen: Eine Variante des CNC-Drehens für kleine Durchmesser, lange oder präzise Teile. Wird für Miniaturbefestigungen und Medizinschrauben mit Toleranzen bis ±0,01 mm verwendet.

4. Gewindewalzen: Gehärtete Matrizen formen Gewinde durch Kaltumformung statt durch Schneiden. Gewalzte Gewinde sind stärker als geschnittene Gewinde und erzeugen keine Späne. Standardverfahren für hochfeste Verbindungselemente.

5. Wärmebehandlung: Härten, Anlassen, Einsatzhärten oder Induktionshärten erzeugt Verbindungselemente in den angegebenen Festigkeitsklassen (Grade 5, 8, Class 8.8, 10.9, 12.9).

6. Galvanisieren und Beschichten: Zink, Feuerverzinkung, chemisch Nickel, Brünierung, Dacromet und Verchromung, aufgebracht nach dem Gewindeschneiden. Bietet Korrosionsbeständigkeit und ein ansprechendes Aussehen.

7. Prüfung und Tests: Dimensionsprüfung mit CMM und Gewindelehren. Mechanische Prüfungen umfassen Zugfestigkeit, Härte und Drehmoment-Vorspannung. Salzsprühtest für beschichtete Verbindungselemente.

Ein Full-Service-Hersteller vereint diese Prozesse unter einem Dach, verkürzt die Lieferzeiten und beseitigt den Koordinationsaufwand bei der Verwaltung mehrerer Lieferanten.