Bei der Laserbearbeitung ist die Wellenlänge des erzeugten Laserstrahl wichtig

Teil 5 von 10 Beiträgen der Serie Laserschneiden

Warum ist die Wellenlänge des Laserstrahls wichtig?
Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen oder allgemeiner zwischen zwei benachbarten Punkten gleicher Phase. Die direkt mit der Wellenlänge verbundene Frequenz ist die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit. Je größer die Wellenlänge einer Welle ist, desto geringer ist ihre Frequenz.

Wie wir alle wissen, erwärmt eine Mikrowelle verschiedene Zutaten unterschiedlich schnell. Flüssige Komponenten werden schneller heiß als trockene. Keramik und Glas erwärmt sich nur aufgrund des Kontaktes mit dem heißen Essen. Das Magnetron der Mikrowelle arbeitet mit einer Wellenlänge von 12,22 cm, was sich für die meisten Speisen als optimal heraus stellte.

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 Laserart können Laserstrahlen mit einer Wellenlänge von 355 bis über 10.600 nm (Nanometer) erzeugt werden. Festkörperlaser starten mit 355 nm Wellenlänge im UV Bereich (Ultraviolettes Spektrum). Ein Merkmal von UV-Lasern ist, dass sie unabhängig vom Material eine hohe Absorption aufweisen und minimale Wärmebelastung vorhanden ist. Dadurch werden kontrastreiche Gravuren auch auf Metallen ermöglicht. Zum Schneiden von transparenten Werkstoffen sind sie weniger geeignet. 


Was kann ein CO2-Laser mit 10.600 nm am besten bearbeiten?

CO2-Laser erzeugen einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10.600 nm. Für glänzende Materialen wie Metalle sind leistungsschwache CO2-Laser (40 bis 100 Watt) weniger geeignet. Leiterbahnen auf Platinen heraus Lasern geht nicht. Dafür sprechen Kunststoffe, nichtmetallische und transparente Werkstoffe gut auf diese Wellenlänge im unteren Leistungsspektrum an. Auf Grund einer großen Absorptionsrate und der damit verbundenen starken Hitzeentwicklung kommt es zum Schmelzen und zu Verbrennungen.

Geeignet sind CO2-Laser im unteren Leistungsbereich vor allem auch zum gravieren von Glas und dem Schneiden von Holz, Acrylglas, PET und ähnlichen Werkstoffen.


Was leisten blaue Diodenlaser im Wellenlängenbereich von 440 nm?

Gemeint sind die vielen aus China stammenden Laseraufbauten. Die Arbeitsfläche (nicht die Abmessung) ist oft nicht größer als ein Mousepad, angepriesen werden sie zum gravieren oder gar Laserschneiden dünner Materialien.

Für das Gravieren von Metallen eignen sich diese Diodenlaser besser als die K40 CO2-Laser aus China. Aber auch 5 mm dickes Sperrholz können sie schneiden – nur nicht in einem Durchgang. Ein blauer Diodenlaser mit 15 Watt Stromaufnahme benötigt dafür etwa 10 Durchgänge.


Grundsätzlich kann gesagt werden….

Ob CO2 Laser mit einer Wellenlänge von 10.600 nm oder „blaue“ Laserdioden mit 440 nm – „irgendwie“ kann mit jeder Technik graviert und geschnitten werden. Mehr oder weniger perfekt oder effizient.

Metalle können mit einem CO2 Laser mit Hilfe von Lasermarkiermitteln graviert werden. Sie werden auf das Werkstück aufgetragen und während des Laserns eingebrannt. Am ende des Laserprozess werden die Restbestände einfach abgewaschen.

Soll mit einem Diodenlaser Acrylglas geschnitten werden, wird zu schwarzen oder dunkel gefärbten Acrylglas gegriffen,  damit der Laserstrahl absorbiert werden kann.

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