Laserbearbeitungsmaschine
Laserbearbeitungsmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die mit Hilfe eines hochenergetischen Laserstrahls Materialien bearbeiten. Das Anwendungsgebiet umfasst eine Vielzahl an Fertigungsverfahren wie Trennen, Stoffeigenschaften ändern oder Urformen.
Laserbearbeitungsmaschinen werden hauptsächlich zum Schneiden, Schweißen, Wärmebehandeln (Randschichthärten) und Beschichten eingesetzt.
Als kraftfreies Bearbeitungsverfahren können im Gegensatz zu mechanischen Bearbeitungsverfahren meist auf schwere Spannmittel verzichtet werden. Leichte Teileaufnahmen reichen aus die Werkstücke in Position zu halten.
Typische Bauformen sind Portal, C-Ständer und Seitenständer Maschinen.
Das Spektrum der bearbeitbaren Werkstoffe umfasst alle Metalle, Kunststoffe, Glas, Keramik, Stein, Holz, Textilien und Papier. Bei brennbaren Werkstoffen ist durch Innerte Gase und eine nur kurzzeitige Energieeinkopplung eine Entzündung zu verhindern.
Als Laser Strahlquellen werden heute CO2-Laser und Nd:YAG Laser verwendet.
Anlagen mit CO2-Lasern bestehen in der Mehrzahl aus feststehendem Laserresonator und einer fliegende Optik. Der aus dem Resonator austretende Strahl hat eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Strahltaillie, die die Brennweite und somit die Fokuslage am Werkstück bei sich bewegender Optik verändert. Um dies auszugleichen und die thermische Belastung der Umlenkspiegel zu verringern wird der Strahl mit einem Spiegeltelskop aufgeweitet. Die Strahlführung zwichen Resonator und Fokusieroptik wird durch Wassergekühlte, gold- oder molybdenbeschichtete, monokristalline Kupferspiegel realisiert. Bei Anlagen, die 2D oder 3D in allen Freiheitsgraden arbeiten sollen, wird zwichen Resonator und Teleskop ein Spiegel mit einer teilduchlässigen Beschichtung als Phasenschieber eingebaut. Das unter 45 ° polarisierte Laserlicht wird so zu einem zirkular polarisiertem Strahl, dessen Energiemoden in allen Winkeln senkrecht zur Strahlachse gleich sind.