Verdrängt der Fiberlaser das Plasmaschneiden?

50 mm Stahl mit einem Faserlaser schneiden? Was noch vor wenigen Jahren als kaum wirtschaftlich oder technisch grenzwertig galt, hat die Rime GmbH aus Riesa, Sachsen, jetzt erfolgreich getestet. Mit dem 24-kW-Fiberlaser TruLaser 5060 von Trumpf untersuchte der Blechbearbeiter, wie weit sich die Grenzen moderner Laserschneidtechnologie verschieben lassen – und welche neuen Potenziale sich dadurch für die Fertigung erschließen.

Die Rime GmbH ist seit über 30 Jahren Spezialist für die Lohnfertigung von Blechteilen. Mit mehr als 800 aktiven Kunden aus unterschiedlichsten Branchen wachsen auch die Anforderungen an Materialvielfalt, Bauteilgrößen und Fertigungstiefe. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, investiert Rime kontinuierlich in moderne Fertigungstechnologien. Mit den bisherigen Laserschneidanlagen konnten Bleche bis zu einer Stärke von 25 mm prozesssicher bearbeitet werden. Seit der Inbetriebnahme der neuen TruLaser 5060 im Jahr 2024 wurde das Spektrum schrittweise auf 30 mm und 40 mm erweitert. Die positiven Ergebnisse führten schließlich zu einer entscheidenden Frage: Wie weit lässt sich die Technologie tatsächlich ausreizen?

Der Versuch: 50 mm Stahl

Um die Leistungsgrenzen der Anlage auszuloten, entschied sich das Team um Michael Rohn, Abteilungsleiter Laser, für einen Schneidversuch mit 50 mm starkem Stahlblech. Bereits die Vorbereitung zeigte, dass mit zunehmender Materialstärke nicht nur der Schneidprozess anspruchsvoller wird. Auch Handling, Transport und Logistik stellen neue Anforderungen. So können Standardtafeln im Format 6 × 2 m bei einer Materialdicke von 50 mm nicht mehr verarbeitet werden, da sowohl das zulässige Gewicht der Hebemittel als auch die maximale Belastung des Maschinentisches überschritten würden.

„Bei solchen Materialdicken müssen bereits bei der Auftragsplanung wichtige Rahmenbedingungen berücksichtigt werden“, erklärt Markus Ogkler, New Business Manager bei Rime. Durch seine tägliche Arbeit mit Kundenanfragen kennt er die praktischen Herausforderungen der Blechbearbeitung und weiß, worauf es bei der Umsetzung anspruchsvoller Projekte ankommt: „Nicht nur der Schneidprozess selbst wird anspruchsvoller. Auch Transport und Positionierung der Bauteile erfordern häufig den Einsatz von Krantechnik.“

Für den eigentlichen Test wurde bewusst eine anspruchsvolle Bauteilgeometrie gewählt. Ziel war es, nicht nur einen Schnitt durch das Material zu erzeugen, sondern die Leistungsfähigkeit des gesamten Prozesses unter realistischen Bedingungen zu bewerten.

„Bei diesen Materialstärken setzen wir Sauerstoff als Prozessgas ein“, erläutert Michael Rohn. „Die zusätzliche Reaktionsenergie unterstützt den Schneidprozess und ermöglicht auch bei dicken Blechen präzise Konturen.“

Präzision trotz extremer Materialstärke

Besonders beeindruckend waren die Ergebnisse bei den Innenkonturen. Bei früheren CO₂-Lasersystemen galt häufig die Faustregel, dass der kleinste realisierbare Lochdurchmesser der Materialdicke entspricht. Im aktuellen Versuch konnte jedoch ein Lochdurchmesser von 17 mm in ein 50 mm starkes Stahlblech eingebracht werden – ein Ergebnis, das die Leistungsfähigkeit moderner High-Power-Faserlaser eindrucksvoll unterstreicht.

Nach dem Schneidprozess wurden die Schnittflächen eingehend untersucht. Die geringe Schlackebildung, die vergleichsweise feinen Riefen und die insgesamt hohe Schnittqualität bestätigten das Potenzial der Anlage.

Eine besondere Herausforderung bleibt jedoch der Wärmeeintrag in das Material. „Irgendwo muss die Energie ja hin“, kommentiert Michael Rohn mit einem Schmunzeln. Tatsächlich zeigte sich, dass sich das Schnittbild mit zunehmender Erwärmung des Werkstücks verändert. Dennoch konnte der Versuch erfolgreich abgeschlossen werden und lieferte wertvolle Erkenntnisse für die weitere Prozessoptimierung. „Der Ausbau unserer Laserschneidtechnologie hat großes Potenzial und wir werden die Prozesssicherheit für dicke Materialien weiter verbessern“, fasst Markus Ogkler zusammen.

Faserlaser oder Plasma?

Die Ergebnisse werfen zwangsläufig die Frage auf, ob moderne High-Power-Faserlaser künftig das klassische Plasmaschneiden ersetzen werden.

Ganz so einfach ist die Antwort jedoch nicht. Beide Verfahren haben ihre spezifischen Stärken. Während der Faserlaser durch hohe Präzision, geringe Nachbearbeitung, hohe Schneidgeschwindigkeiten und die Möglichkeit komplexer Konturen überzeugt, bleibt das Plasmaschneiden insbesondere bei sehr großen Materialstärken häufig die wirtschaftlichere Lösung.

Für Rime steht daher nicht die Ablösung einer Technologie im Vordergrund, sondern die Erweiterung der eigenen Fertigungsmöglichkeiten. Die Bearbeitung von 40- und 50-mm-Materialien reduziert die Abhängigkeit von externen Lieferanten und eröffnet neue Potenziale für nachgelagerte Bearbeitungsschritte, beispielsweise in der Zerspanung.

Blick in die Zukunft

Der Versuch hat eindrucksvoll gezeigt, welches Potenzial moderne High-Power-Faserlaser heute bieten. Auch wenn das Plasmaschneiden weiterhin seine Berechtigung hat, eröffnen sich für Rime und seine Kunden neue Möglichkeiten in der Bearbeitung dicker Bleche.

Die gewonnenen Erkenntnisse werden nun genutzt, um die Prozesssicherheit weiter zu erhöhen und das Leistungsspektrum gezielt auszubauen. Denn eines hat der Test bewiesen: Die Grenzen des Laserschneidens liegen heute deutlich weiter, als viele noch vermuten.

Quelle und Fotos: Rime GmbH