Die Stanz-Laser-Kombimaschine vereint die beiden Verfahren des Stanzens und des Laserns i nklusive ihrer Vorzüge und führt damit zu einer deutlich höheren Effizienz bei der Metallverarbeitung. Das anzufertigende Teilespektrum wird zudem deutlich breiter: Mit den Maschinen lassen sich anspruchsvollste Aufgaben lösen. Der Stanzkopf stellt die nötigen Standardkonturen und Umformungen her, darunter Laschen und Gewinde, während die filigranen Konturen durch das Laserschneiden entstehen. Auch ist das Schneiden an bereits eingebrachten Umformungen möglich.
Die beiden Verfahren der Stanz-Laser-Kombimaschine
- Stanzen ist das Fertigen von Flachteilen auf Schlag oder mit einer Presse durch Scherschneiden. Das Stanzwerkzeug benötigt einen Stempel als Innenform und eine Matrize, welche die Formen ausstanzt. Die Prozessintegration des Stanzens in andere Verfahren gibt es schon länger, so in das Umformen, Nieten, Bördeln und Lasern. Die moderne CNC-Steuerung erleichtert diese Kombinationen.
- Laserschneiden ist das Trennen von Festkörpern durch gepulste oder kontinuierliche Laserstrahlung, es findet dabei eine Materialablation (Abtrag) statt. Die Parameter einer Laserstrahlung richten sich nach dem Material und der Dicke des Werkstücks. Es handelt sich dabei um die Wellenlänge des Laserstrahls, seine mittlere Leistung sowie die Pulsenergie und -dauer. Letzteres bestimmt auch thermische Effekte und den mikroskopischen Abtragsmechanismus. Zwei- und dreidimensionale komplexe Umrisse lassen sich am ehesten durch Lasern herstellen.
Die Kombination beider Verfahren in einer Maschine erfordert eine gute Abstimmung der jeweiligen Parameter.
Prinzipieller Aufbau der Stanz-Laser-Kombimaschine
Diese Maschine besteht aus einem Stanzkopf in verschiedenen Ausführungen und einem fokussierten Hochleistungslaser. Letzterer kann ein Gaslaser (CO₂-Laser), ein Festkörperlaser (Nd:YAG-Laser) oder ein gut fokussierbarer, effizienter Faserlaser sein. Der Nd:YAG-Laser setzt einen Neodym-dotierten YAG-Kristall ein. Die emittierten Wellenlängen sind meistens 0,946, 1,064, 1,320 oder 1,444 µm. Der Faserlaser arbeitet mit dem dotierten Kern einer Glasfaser, welche die Laserstrahlung extrem verstärkt und fokussiert. Festkörperlaser sind vor allem für das schnelle Schneiden von Dünnblech mit der Standardwellenlänge von 1,320 μm geeignet, wobei das Material die Energie stark absorbiert. CO₂-Laser eignen sich auch für dickere Bleche gut und schneiden in so hoher Qualität, dass Nachbearbeitungen eher überflüssig werden. Es entstehen nahezu gratfreie Kanten, deren Rautiefen so gering ausfallen, dass sie sofort weiter verarbeitet werden können.
Vorteile einer Stanz-Laser-Kombimaschine im Detail
Durch die Kombination von Stanzen und Lasern in einer Maschine entfallen Arbeitsschritte wie das Beschicken einer Maschine (Stanz- oder Lasermaschine) mit Halbzeugen, das Entnehmen nach der Bearbeitung und die gesonderte Programmierung beider Maschinen. Die Kombimaschine kann natürlich verschieden ausgeführt sein, in jedem Fall ist es aber eine wirtschaftliche Kompaktmaschine, die auch weniger Platz und Energie als zwei getrennte Maschinen für das Stanzen und Lasern benötigt. Dabei beherrscht sie alle Arbeitsschritte, die sonst auf den separaten Maschinen durchgeführt werden, oft sogar noch einige Verfahren mehr: Sie kann beispielsweise Löcher stanzen, Gewinde formen, Laschen biegen und auch noch lasern. Solche Maschinen gibt es als Komplettlösung oder Aufrüstset, wobei der Anwender von einer Einsteiger-Stanzmaschine ausgeht. Wichtig ist bei der Stanz-Laser-Kombimaschine ein Antrieb, der keine Bewegung auf der Y-Achse mehr erfordert und das flexible Lasern ermöglicht. Meistens werden verschiedene Metalle bearbeitet, daher muss die Maschine vielseitig ausgelegt sein.