Fertigungs- und Prüfverfahren
Laserschneiden
Wenn Ihre Anwendung höchste Präzision und flexible Trennprozesse erfordert, entwickeln wir für Sie automatisierte Laserschneid-Anlagen, die exakt auf Ihr Material und ihre Prozessanforderungen abgestimmt sind.
Die berührungslose Bearbeitung ermöglicht saubere Schnittkanten ohne Werkzeugverschleiß, egal ob bei Metallen, Kunststoffen oder Spezialmaterialien. Besonders in der Batterie- Medizin- und Wasserstoffindustrie realisieren wir Lösungen, die hohe Schnittgeschwindigkeiten mit minimalem Wärmeeintrag verbinden.
So profitieren Sie von einer hohen Wirtschaftlichkeit und klaren Vorteilen gegenüber konventionellen Trennverfahren.
Grundlagen des Laserschneidens
Laserschneiden ist ein etabliertes Trennverfahren für metallische und nicht-metallische Werkstoffe. Die Basis bildet die präzise Wechselwirkung zwischen einem fokussierten Laserstrahl und dem Werkstück, wodurch Materialien effizient und reproduzierbar getrennt werden können. Wir setzen diese Technologie gezielt ein, um leistungsfähige und innovative Anlagenlösungen für die industrielle Fertigung zu realisieren.
Laserstrahlung und ihre Eigenschaften
Die Laserstrahlung wird je nach Anwendung durch unterschiedliche Quellen wie Faser- oder CO2-Laser erzeugt und über optische Systeme präzise fokussiert, um eine hohe Energiedichte zu erreichen. Abhängig von der Laserquelle kann der Laserstrahl dabei im Bereich von 30 µm bis 500 µm konzentriert werden. Die Fokussierung erfolgt über speziell ausgelegt Linsensysteme, bspw. sphärische, zylindrische oder asphärische Optiken, die eine exakte Energieeinbringung ermöglichen.
Je nach Prozessanforderung arbeiten die Anlagen im Dauerstrich- oder Pulsbetrieb. Für eine präzise Bearbeitung wird die Position des Werkstücks unter anderem über ein Dreipunkt-Messverfahren exakt bestimmt.
Links: Folgende Materialien können verarbeitet werden: Graphit, SiC, NMC, LFP, Aluminium, Kupfer und Titan.
Mitte: Lasergeschnittene Kathode von Sonplas
Rechts: Lasergeschnittene Anode von Sonplas
Laserschneidverfahren im Detail
Je nach Material und Anforderung kommen unterschiedliche Varianten des Laserschneidens zum Einsatz, etwa Laserstrahlschmelzschneiden, -brennschneiden oder -sublimierschneiden. Prozessparameter wie Oberflächentemperatur, Materialeigenschaften und Laserleistung bestimmen dabei die optimale Auslegung. Mit Faserlasern erreichen wir Leistungen bis zu 15.000 Watt und realisieren feine Schnittstrukturen bis in den Bereich von 300 µm. Der Standard-Arbeitsbereich unserer Anlagen liegt bei 700 x 700 mm, kann jedoch projektabhängig flexibel erweitert werden. Abgetrenntes Material wird als Schmelze, Oxidationsprodukt oder Dampf aus der Schnittfuge entfernt.
Vorteile des
Laserschneidverfahrens
Saubere Schnittkanten ohne Nachbearbeitung
Die präzise Energieeinbringung beim Laserschneiden erzeugt glatte, gratfreie Schnittkanten und reduziert den Bedarf an mechanischer Nachbearbeitung deutlich. Bei Kunststoffen und Textilien entstehen klare Konturen ohne Ausfransen, wodurch Materialqualität und Weiterverarbeitung zuverlässig sichergestellt werden.
Hohe Präzision und Flexibilität
Durch die präzise Fokussierung des Laserstrahls lassen sich sehr geringe Schnittbreiten ab etwa 40 µm realisieren, je nach Laserquellen auch im Bereich von 200 bis 500 µm. So entstehen minimale Schnittspalte mit hoher Maßgenauigkeit. Die berührungslose Bearbeitung verhindert mechanische Deformationen am Werkstück und erhält die Materialqualität. Gleichzeitig bietet das Laserschneiden hohe Flexibilität im Prototypenbau, da Designanpassungen schnell und wirtschaftlich umgesetzt werden können.
Automatisierung und Effizienz
Durch integrierte Automatisierung verkürzen wir die Bearbeitungszeiten und manuellen Eingriffe und steigern somit die Effizienz im Laserschneidprozess deutlich. KI-gestützte Vision Systeme sind dabei bereits Bestandteil unserer Lösungen und ermöglichen eine präzise Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle.
Geringe Materialverzögerung
Laserschneiden ermöglicht präzise und effiziente Trennprozesse mit minimalem Materialverzug. Durch die exakte Energieeinbringung entsteht nur eine geringe Wärmeeinflusszone, wodurch Bauteilverzug reduziert wird. Gleichzeitig sorgt die hohe Schnittgenauigkeit für geringen Materialabfall und somit einen Beitrag zu niedrigeren Kosten und einem ressourcenschonenden Fertigungsprozess.
Sonplas bietet mit dem Laserschneiden eine wirtschaftliche Alternative zum Stanzen
Mit dem innovativen Laserschneiden hat Sonplas ein hochmodernes Verfahren entwickelt, das eine effiziente und nachhaltige Bearbeitung von Folien in Lithium-Ionen-Batteriezellen ermöglicht. Diese fortschrittliche Fertigungstechnologie eignet sich nicht nur für die Batterieindustrie, sondern auch für zahlreiche andere Sektoren wie die Papier-, Solar- und Medizinbranche. Gemeinsam finden wir die ideale Lösung für Ihre Anforderungen.
Im Experteninterview
Luca Schmerbeck
Vertrieb
Wie unterstützen wir bei der Herstellung von Batteriezellen?
Eine optimale Schnittkantenqualität ist bei der Fertigung von Batteriezellen besonders wichtig. Um die Produktivität zu erhöhen, bieten wir Lösungen, mit denen Sie Batteriefolien im Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit Laser schneiden können, das sogenannte Notching. Dabei werden die Ränder der Folien on-the-fly bearbeitet.
In der Blechbearbeitung ist der Laser mittlerweile fester Bestandteil vieler Fertigungsprozesse. Ist er auch eine wirtschaftliche Alternative zum Stanzen?
Das hängt von der Anwendung ab. Der Laser ist meist klar im Vorteil, unter anderem in Sachen Kanten- und Oberflächenqualität. Müssen Sie komplexe Konturen oder unterschiedliche Komponenten im Wechsel bearbeiten, zeigt das Laserschneiden ebenfalls seine Stärken: Das Verfahren arbeitet effizienter, schneller und genauer. Zudem sind Sie flexibler beim Produktwechsel. Während ein Laser unterschiedliche Konturen abfährt und sich Parameter wie etwa die Materialstärke flexibel einstellen lassen, benötigen Sie beim Stanzen für jedes Bauteil und jeden Werkstoff das passende Stanzwerkzeug. Dieses nutzt sich aufgrund der gestanzten Materialien ab, muss nachgeschliffen oder sogar getauscht werden. Das sorgt für Stillstandzeiten und Materialkosten – weshalb sich der Einsatz eines Lasers je nach Betriebszeit schnell amortisieren kann.
Lässt sich das Laserschneiden in verschiedenen Branchen einsetzen?
Ja natürlich! Weil beim berührungslosen Schneidvorgang der Wärmeeintrag gering ist, lassen sich ganz unterschiedliche Materialien bearbeiten – von Metall bis Papier. Sie erhalten eine konstant gute Schnittqualität. Damit können wir dieses Verfahren auf sämtliche Anwendungen übertragen, in denen Folien wirtschaftlich geschnitten werden müssen – zum Beispiel in der
- Brennstoffzellentechnologie
- gedruckter Elektronik
- und bei Wasserstoffanwendungen, beispielsweise H2 MEA (Membran-Elektroden-Einheiten)
Zum Einsatz kommt das Laserschneiden in unterschiedlichen Branchen wie:
- Medizintechnik
- Papierindustrie
- Solartechnik
Welche weiteren Vorteile erhält der Anwender mit dem Laserschneiden?
Das Laserschneiden erfolgt bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten von bis zu vier Metern pro Sekunde. Eine Verschmutzung der Elektroden durch Partikel bleibt dabei aus. Zudem bearbeitet der Laser unterschiedliche Geometrien ohne Anlagenumbau. Die größten marktüblichen Elektroden befinden sich im Bearbeitungsbereich von 700 × 700 Millimetern. Die Endergebnisse überzeugen mit hoher Genauigkeit.
Wir sind Ihr Partner
Gemeinsam mit Ihnen finden wir bei Sonplas die perfekte Lösung. Denn für jedes Material, das sich auf einer Rolle befindet, gibt es auch den passenden Laser. Wir haben die erforderliche Kompetenz im Haus, um Sie optimal zu beraten und die für Sie passende Anlagentechnik für das Laserschneiden zusammenzustellen.
Einflussfaktoren auf
den Schneidprozess
Die Qualität des Laserschneidprozesses wird wesentlich durch Optik, Materialeigenschaften sowie Laserleistung und Fokuslage bestimmt. Für hohe Temperaturen und starke Laserstrahlen ausgelegte Linsensysteme sind entscheidend für Präzision und Maßhaltigkeit – ihre Qualität beeinflusst direkt die Schnittgenauigkeit und kann bei unzureichender Auslegung zu Abweichungen oder Materialschäden führen. Materialart und -dicke wirken sich auf Schnittgeschwindigkeit, Energieeintrag und Maßhaltigkeit aus. Insbesondere bei dickeren Werkstoffen ist eine präzise Abstimmung der Parameter erforderlich. Die exakte Positionierung des Fokus stellt die maximale Leistungsdichte im Bearbeitungspunkt sicher und sorgt für optimale Schnittergebnisse bei kontrolliertem thermischem Einfluss. Mit unserer Erfahrung in der Auslegung dieser Faktoren passen wir den Prozess gezielt an unterschiedliche Materialien an und sichern höchste Qualität und Effizienz.
Anwendungen des Laserschneidens
Aufgrund der Vielseitigkeit und Effizienz findet das Laserschneiden in zahlreichen Industrien Anwendung. Durch die hohe Prozessgeschwindigkeit, aber auch Flexibilität ist es auch für Einzelanfertigungen und Kleinserien wirtschaftlich.
- Metallbearbeitung
- Kunststoff- und Textilverarbeitung
- Medizintechnik
- Batterietechnologie
- Wasserstoffindustrie
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