Aufgabe: Acrylglas Laserschneiden / Plexiglas lasern
Acrylglas, auch bekannt als Plexiglas, ist ein vielseitiger Werkstoff, der sowohl in der Industrie als auch in der Werbung weit verbreitet ist. Im Prototypenbau kommen verschiedene spanende Verfahren zum Einsatz, darunter Bohren, Fräsen und Drehen. Flaches Acrylglas hingegen wird präzise mit Lasertechnologie geschnitten.
Jeder Laser kann, in unterschiedlichem Maße, (Acrylglas-)Material durch Schmelzen und anschließendes Verdampfen abtragen. Einige Laser sind jedoch deutlich leistungsfähiger in diesem Prozess. Der wesentliche Faktor, der die Effizienz eines Lasers beim Schneiden oder Trennen von Acrylglas beeinflusst, ist die Wellenlänge des Laserstrahls. Informationen dazu finden Sie in dem Artikel: Bei der Laserbearbeitung ist die Wellenlänge des Laserstrahles wichtig.
Doch zuvor sollten wir den Unterschied zwischen Acryl- und Plexiglas im Beitrag „Was ist der Unterschied bei Acrylglas und Plexiglas“ beleuchten.
Geeignete Laser zum Laserschneiden von Acrylglas
Acrylglas, auch bekannt als Plexiglas, lässt sich mit verschiedenen Lasersystemen effizient und präzise schneiden und gravieren. Die entscheidende Frage lautet jedoch: Bei welchen spezifischen Materialeigenschaften ist welches Lasersystem am effektivsten und kostengünstigsten?
Dunkles Plexiglas oder Acrylglas mit einer maximalen Stärke von 2 mm lässt sich kostengünstig mit einem Diodenlaser zuschneiden.
Für Präzisionsteile aus Kunststoff sind UKP-Laser die optimale Wahl. Ihre Geschwindigkeit gewährleistet, dass weder Verfärbungen noch Verformungen im Material auftreten.
Mit einem CO2-Laser, dem unverzichtbaren Arbeitspferd der Laserindustrie, sind Sie in der Lage, dicke, durchsichtige Blöcke aus Acrylglas präzise zu bearbeiten.
Mit CO2 Laser Acrylglas schneiden
Acrylglas wird in der Industrie mithilfe von CO2-Lasern bearbeitet, was auf die spezifische Wellenlänge dieser Laseranhängigkeit zurückzuführen ist. CO2-Laser erzeugen einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 10.600 Nanometern. Diese Wellenlänge wird von Kunststoffen besonders gut absorbiert, was zu einer hohen Absorptionsrate und somit zu einer intensiven Wärmeentwicklung führt. Infolge dieser Hitze verdampft das bearbeitete Material und wird vom Laserstrahl abgetragen. Allerdings können beim Lasern auch unerwünschte Effekte auftreten. Bei Acrylglas, insbesondere bei kleineren Teilen, besteht die Gefahr, dass es sich unter dem Einfluss eines zu starken Laserstrahls verzieht, karbonisiert oder seine Farbe verändert. Aus diesem Grund kommt bei der Bearbeitung von präzisen Acrylglas-Komponenten (Plexiglas) ein speziell entwickelter Laser, der UKP-Laser, zum Einsatz.
Acrylglas mit UKP-Laser (Ultrakurzpulslaser) lasern, schneiden, trennen
Bei der Bearbeitung von Präzisionsteilen kommt zunehmend die Technologie der Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) zur Anwendung, insbesondere bei der Laserbearbeitung von Acrylglas. Diese innovative Methode ermöglicht es, sowohl Carbonisierung als auch unerwünschte Farbänderungen während des Laservorgangs zu vermeiden. UKP-Laser basieren hauptsächlich auf Farbstofflasern und zeichnen sich durch ihr einfaches, aber effektives Prinzip aus: Es ist vorteilhafter, kurze, jedoch hochintensive Laserimpulse zu nutzen, anstatt einen kontinuierlichen Laserstrahl einzusetzen, der negative Auswirkungen auf die Materialstruktur haben kann. Ein kurzer, aber sehr starker Laserimpuls verursacht geringere Beeinträchtigungen des Werkstücks im Vergleich zu einem dauerhaften, intensiven Energieausstoß eines herkömmlichen CO2-Lasers.
Mit Diodenlaser Acrylglas schneiden?
Ein kompletter Diodenlaser ist im Hobbybereich bereits für wenige hundert Euro erhältlich. Allerdings durchdringt die von der Laserdiode erzeugte Wellenlänge von 400 bis 445 nm das Acrylglas (Plexiglas) mühelos. Mit einem Diodenlaser in diesem Wellenlängenbereich ist es nicht möglich, Materialverdampfung bei transparentem Acrylglas zu erreichen, da der Laserstrahl einfach hindurchgeht.
Alternative Lösung: Mit einem Diodenlaser kannst du problemlos Acryl- oder Plexiglas schneiden und gravieren. Achte dabei darauf, dass dein Acrylglas undurchsichtig ist und eine entsprechende Färbung aufweist.
Preiswerte Anbieter zum Lasern von Acrylglas?
Wenn Du Acrylglas im gewohnten Umfang lasern möchtest, gibt es mittlerweile zahlreiche Anbieter in Deiner Nähe. Lass Dich jedoch nicht von einprägsamen Werbeslogans täuschen.
Wenn du lediglich einige Acrylglasplatten per Laserschneiden zuschneiden möchtest, brauchst du keine kostspieligen UKP-Laser.
Die Wellenlänge des Laserlichts bestimmt den Einsatzort
Die Wellenlänge bezeichnet den Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen oder allgemein zwischen zwei Punkten, die sich in derselben Phase befinden. Die mit der Wellenlänge unmittelbar verbundene Frequenz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit an. Grundsätzlich gilt: Je größer die Wellenlänge einer Welle, desto geringer ist ihre Frequenz.
Wie wir alle wissen, erwärmt eine Mikrowelle unterschiedliche Zutaten mit variierenden Geschwindigkeiten. Flüssige Bestandteile erreichen schneller eine hohe Temperatur als trockene. Keramik und Glas erwärmen sich lediglich durch den Kontakt mit dem heißen Essen. Das Magnetron der Mikrowelle arbeitet mit einer Wellenlänge von 12,22 cm, was sich als optimal für die meisten Lebensmittel erwiesen hat.
Bei einem Laser verhält es sich ähnlich. Auch hier wird mit einer festen Wellenlänge gearbeitet, die von jedem Werkstoff anders absorbiert wird.
Welche Wellenlängenbereiche werden durch Laser abgedeckt?
Je nach Art des Lasers können Laserstrahlen mit Wellenlängen zwischen 355 und über 10.600 nm (Nanometer) erzeugt werden. Festkörperlaser erzeugen Wellenlängen ab 355 nm im ultravioletten Bereich (UV-Spektrum). Ein herausragendes Merkmal von UV-Lasern ist ihre hohe Absorption unabhängig vom Material, was zu einer minimalen Wärmebelastung führt. Dies ermöglicht kontrastreiche Gravuren selbst auf metallischen Oberflächen. Allerdings sind sie weniger geeignet zum Schneiden transparenter Materialien.
Was kann ein CO2-Laser mit 10.600 nm am besten bearbeiten?
Der CO2-Laser erzeugt einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10.600 nm. Bei glänzenden Materialien, insbesondere bei Metallen, sind leistungsschwache CO2-Laser mit einer Leistung von 40 bis 100 Watt weniger geeignet. Das gezielte Lasern von Leiterbahnen auf Platinen ist damit nicht möglich. Anders verhält es sich bei Kunststoffen sowie nichtmetallischen und transparenten Werkstoffen, die sehr gut auf diese Wellenlänge im niedrigeren Leistungsbereich ansprechen. Aufgrund der hohen Absorptionsrate und der damit einhergehenden starken Wärmeentwicklung kommt es zu Schmelz- und Verbrennungsprozessen.
CO2-Laser im unteren Leistungsbereich eignen sich besonders gut zum Gravieren von Glas sowie zum Schneiden von Materialien wie Holz, Acrylglas und PET.
Was leisten blaue Diodenlaser im Wellenlängenbereich von 440 nm?
Es handelt sich um die zahlreichen Laseraufbauten, die aus China stammen. Die Arbeitsfläche – nicht die Abmessungen – ist häufig nicht größer als ein Mousepad. Diese Geräte werden häufig für das Gravieren oder sogar für das Laserschneiden von dünnen Materialien beworben.
Für das Gravieren von Metallen sind diese Diodenlaser deutlich besser geeignet als die K40 CO2-Laser aus China. Zudem können sie auch 5 mm dickes Sperrholz schneiden, allerdings nicht in einem einzigen Durchgang. Ein blauer Diodenlaser mit einer Stromaufnahme von 15 Watt benötigt hierfür etwa 10 Durchgänge.
Grundsätzlich kann gesagt werden….
Ob CO2-Laser mit einer Wellenlänge von 10.600 nm oder blaue Laserdioden mit 440 nm – nahezu jede Technik eignet sich irgendwie zum Gravieren und Schneiden. Die Ergebnisse können jedoch in Bezug auf Perfektion und Effizienz stark variieren.
Metalle können mithilfe eines CO2-Lasers in Verbindung mit speziellen Lasermarkiermitteln graviert werden. Diese Markiermittel werden zuerst auf das Werkstück aufgetragen und dann während des Laserprozesses eingebrannt. Nach Abschluss des Laserprozesses lassen sich die verbleibenden Reste mühelos abwaschen.
Um Acrylglas mit einem Diodenlaser zu schneiden, sollte schwarzes oder dunkel gefärbtes Acrylglas verwendet werden. Diese Farbtöne ermöglichen eine optimale Absorption des Laserstrahls.
