Parameter beim Faserlaser-Metallschneiden: Leistung, Tempo, Fokus, Gas & Düsen erklärt

Saubere, präzise und gleichmäßige Ergebnisse mit einer Faserlaser-Metallschneidmaschine hängen von der Wahl der richtigen Schneidparameter ab. Laserleistung, Schnittgeschwindigkeit, Fokusposition, Hilfsgas und Düsenparameter beeinflussen, wie der Laser mit dem Metall interagiert, und wirken sich dadurch auf Schnittqualität, Effizienz und Materialverbrauch aus.

Diese Einstellungen wirken zusammen. Ihre optimalen Werte variieren je nach Material, Materialdicke, Maschinenkonfiguration und gewünschter Schnittkantenqualität.

Dieser Leitfaden erklärt die wichtigsten Parameter beim Faserlaserschneiden, ihren Einfluss auf die Schneidleistung und worauf bei der Anpassung zu achten ist. Außerdem finden Sie Links zu ausführlichen technischen Leitfäden, Schneidparameter-Tabellen und Ressourcen zur Fehlerbehebung von Thunder Laser.

Kurz erklärt: Was sind die wichtigsten Parameter beim Faserlaserschneiden?

Weitere Einstellungen, darunter Einstechparameter, Pulsfrequenz und Tastverhältnis, können ebenfalls die Schneidleistung beeinflussen, insbesondere beim Einstechen und bei der Pulsbearbeitung.

Die optimalen Einstellungen hängen vom Material, der Materialdicke, der Laserquelle, dem Schneidkopf und den Bedingungen der Hilfsgasversorgung ab. Beginnen Sie mit den vom Hersteller empfohlenen Parametern und überprüfen Sie die Ergebnisse durch Testschnitte.

So wirken die fünf Parameter im Inneren der Maschine zusammen: Der Schneidkopf führt den Laserstrahl, der Fokus bestimmt den Punkt mit der höchsten Energiekonzentration und der durch die Düse strömende Hilfsgasstrom entfernt das geschmolzene Metall aus der Schnittfuge.

1. Tabelle der Faserlaser-Schneidparameter: Was sollten Sie zuerst prüfen?

Eine Tabelle der Faserlaser-Schneidparameter enthält empfohlene Ausgangswerte für das Schneiden verschiedener Metalle und Materialdicken. Diese Einstellungen umfassen in der Regel Laserleistung, Schnittgeschwindigkeit, Fokusposition, Hilfsgasdruck, Düsenkonfiguration und Einstechparameter.

Bevor Sie einen Parametersatz auswählen, sollten Sie drei wesentliche Faktoren bestimmen: den Materialtyp, die Materialdicke und die verfügbare Laserleistung. Diese Faktoren entscheiden darüber, welche Einstellungen für Ihre Schneidanwendung relevant sind.

1.1 So lesen Sie eine Tabelle mit Faserlaser-Schneideinstellungen

Eine typische Tabelle mit Einstellungen für das Faserlaserschneiden von Metallen enthält folgende Informationen:

Diese Werte wirken zusammen und beeinflussen die Schneidleistung, einschließlich Schnittkantenqualität, Schnittfugenbreite, Schlackebildung und Bearbeitungseffizienz.

Beispielsweise können zwei Edelstahlbleche mit unterschiedlichen Materialdicken verschiedene Schnittgeschwindigkeiten, Fokuspositionen und Stickstoffdrücke erfordern, selbst wenn sie mit derselben Faserlaser-Schneidmaschine bearbeitet werden.

1.2 Wo finden Sie empfohlene Faserlaser-Schneidparameter?

Thunder Laser stellt eine Bibliothek mit Metallschneidparametern bereit, die Referenzeinstellungen für das 1500W Faserlaser-Schneidsystem enthält. Die Bibliothek umfasst verschiedene Materialien und Materialdicken, darunter Edelstahl 304, Kohlenstoffstahl, Aluminium und Messing. Benutzer können das entsprechende Material und die Materialdicke auswählen, um die zugehörigen Schneidparameter einzusehen. Diese Einstellungen dienen als Ausgangswerte für Tests. Die tatsächlichen Faserlaser-Schneidparameter müssen möglicherweise abhängig von der Werkstoffgüte, dem Oberflächenzustand, der Laserquelle, dem Schneidkopf, der Hilfsgasversorgung und der erforderlichen Schnittkantenqualität angepasst werden. Um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen, beginnen Sie mit den vom Hersteller empfohlenen Einstellungen, führen Sie Testschnitte an Materialproben durch und überprüfen Sie die Schnittqualität vor Produktionsbeginn. In den folgenden Abschnitten erfahren Sie, wie Sie einzelne Parameter bewerten und geeignete Einstellungen für verschiedene Metallschneidanwendungen auswählen.

2. Auswahl des Hilfsgases: Druckluft, Sauerstoff oder Stickstoff?

Das Hilfsgas entfernt geschmolzenes Metall aus der Schnittfuge und beeinflusst Schnittgeschwindigkeit, Oxidation der Schnittkanten, Schlackebildung und Betriebskosten. Beim Faserlaserschneiden von Metallen erfüllen Druckluft, Sauerstoff und Stickstoff unterschiedliche Funktionen.

2.1 Vergleich der Hilfsgase und typische Druckbereiche

Die Druckbereiche sind allgemeine Richtwerte aus dem Thunder Laser Support Center. Die tatsächlichen Einstellungen hängen von der Materialdicke, der Düsenkonfiguration, dem Schneidkopf und der verfügbaren Gasversorgungskapazität ab.

2.2 Wie wählen Sie das richtige Hilfsgas?

• Druckluft: Eine praktische Wahl, wenn niedrige Schneidkosten und eine hohe Bearbeitungseffizienz im Vordergrund stehen. Eine geeignete Gasfiltration und Feuchtigkeitskontrolle sind wichtig, um gleichmäßige Ergebnisse zu erzielen.
• Sauerstoff: Wird häufig zum Schneiden von Kohlenstoffstahl verwendet. Die Oxidationsreaktion unterstützt den Materialabtrag bei relativ niedrigem Gasdruck, hinterlässt jedoch eine Oxidschicht an der Schnittkante.
• Stickstoff: Wird bevorzugt, wenn die Oxidation möglichst gering gehalten werden soll, insbesondere bei Edelstahl und Aluminium. Bei dickeren Materialien können ein höherer Gasdurchfluss und ein höherer Druck erforderlich sein.

Der Gasdruck beeinflusst ebenfalls die Schnittqualität:

Beispielsweise verwenden die Testeinstellungen von Thunder Laser für AccuMetal 1500W Druckluft mit 15 bar für 2 mm Kohlenstoffstahl und Sauerstoff mit 0.6 bar für 5 mm Kohlenstoffstahl. Unter den jeweiligen Schneidbedingungen wurden bei beiden Einstellungen Ergebnisse ohne Schlackebildung erzielt.

Ausführliche Informationen zur Optimierung des Gasdrucks, zum Gasverbrauch und zur Fehlerbehebung finden Sie im Leitfaden zur Optimierung des Hilfsgasdrucks von Thunder Laser.

3. Auswahl der Laserleistung: Wie viel Leistung benötigen Sie?

Die Schneidleistung eines Faserlasers bestimmt, welche Metallstärken eine Maschine bearbeiten kann. Eine höhere Leistung ermöglicht in der Regel das Schneiden dickerer Materialien und höhere Schnittgeschwindigkeiten. Die erforderliche Leistung hängt jedoch vom Metalltyp, dem Hilfsgas und der gewünschten Schnittqualität ab.

3.1 Faserlaserleistung und Schneiddicke

Die folgende Tabelle zeigt typische Bereiche der maximalen Schneiddicke bei unterschiedlichen Leistungsstufen von Faserlasern.

Dies sind ungefähre maximale Schneiddicken als Marktvergleichswerte und keine Garantie für schlackefreie Schnittergebnisse. Die tatsächliche Schneidleistung variiert je nach Maschine und Bearbeitungsbedingungen.

3.2 Maximale Schneiddicke im Vergleich zur Dicke für saubere Schnitte

Die maximale Durchtrennungsdicke bezeichnet das dickste Material, das eine Maschine unter geeigneten Bedingungen vollständig trennen kann. Die Dicke für saubere Schnitte beschreibt einen praktischeren Bereich, in dem gleichmäßige Schnittkanten mit minimaler Schlackebildung erzielt werden können.

Beispielsweise gibt Thunder Laser für die standardmäßige 1500W AccuMetal-Konfiguration folgende Schneidleistungen an:

Quelle: Technische Spezifikationen der Thunder Laser AccuMetal Series. Die Fähigkeit zum vollständigen Durchtrennen entspricht einem anderen Qualitätsstandard als ein sauberer Schnitt.

3.3 So wählen Sie die richtige Laserleistung

Wählen Sie die Leistung Ihres Faserlasers anhand von drei Faktoren:

• Materialtyp: Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium und Messing stellen unterschiedliche Anforderungen an den Schneidprozess.
• Regelmäßige Materialdicke: Wählen Sie eine Leistungsstufe, die die am häufigsten bearbeiteten Materialdicken problemlos abdeckt.
• Produktionsanforderungen: Berücksichtigen Sie Schnittgeschwindigkeit, Schnittkantenqualität und den Bedarf an zusätzlichen Kapazitätsreserven.

Beispielsweise kann ein 1500W-System die Anforderungen beim regelmäßigen Schneiden dünner Metallbleche erfüllen, während ein 3000W-Faserlaser zusätzliche Leistung für anspruchsvollere Anwendungen bietet.

Thunder AccuMetal verwendet einen 1500W-Faserlaser als Standardkonfiguration. Optional ist auch eine 3000W-Konfiguration erhältlich. Die geeignete Wahl hängt von den vorgesehenen Materialien, deren Dicken und der erforderlichen Bearbeitungsqualität ab.

Einen detaillierten Vergleich der Schneidleistungen bei 1.5 kW, 3 kW, 6 kW und 12 kW einschließlich materialspezifischer Grenzwerte finden Sie in unserem Leitfaden zu Schneiddicken beim Faserlaserschneiden.

4. Tabelle der Faserlaser-Schneidparameter nach Material

Die folgenden Faserlaser-Schneidparameter stammen aus den Testaufzeichnungen von Thunder Laser für AccuMetal 1500W. Sie umfassen Kohlenstoffstahl, Edelstahl 304, Aluminium und Messing sowie Angaben zu Schnittgeschwindigkeit, Hilfsgasdruck, Fokusposition und Düsendurchmesser.

4.1 Tabelle der Schneidparameter für AccuMetal 1500W

Quelle: Schneidparameter für Thunder Laser AccuMetal 1500W, September 2026. Alle aufgeführten Datensätze verwenden eine Schneidleistung von 100%. S und D sind Düsenbezeichnungen aus dem ursprünglichen Parameterdatenblatt. Die Werte entsprechen den aufgezeichneten Testbedingungen und Ergebnissen.

5. Fokusposition erklärt: Nullfokus, positiver und negativer Fokus

Die Fokusposition, auch Defokussierung genannt, bestimmt, wo der Laserstrahl relativ zur Metalloberfläche seinen kleinsten Durchmesser erreicht. Durch die Anpassung der Fokusposition verändert sich die Verteilung der Laserenergie im Material. Dies beeinflusst die Schnittfugenbreite, die Eindringtiefe, die Schlackebildung und die Qualität der Schnittkanten.

5.1 Nullfokus, positiver und negativer Fokus

Die obigen Definitionen verwenden die beim Faserlaserschneiden übliche Konvention für die Fokusposition. Überprüfen Sie die positive und negative Richtung anhand des jeweiligen Schneidkopfs und Steuerungssystems.

5.2 Beispiele für Fokuspositionen von Thunder Laser

Die Testdaten von Thunder Laser für AccuMetal 1500W veranschaulichen, wie die Fokuseinstellungen je nach Materialdicke und Schneidgas variieren.

Quelle: Schneidparameter für Thunder Laser AccuMetal 1500W, September 2026.

Die Beispiele für Edelstahl zeigen, dass mit zunehmender Materialdicke immer negativere Fokuseinstellungen verwendet werden. Bei den Beispielen für sauerstoffunterstütztes Schneiden von Kohlenstoffstahl kommen positive Fokuspositionen zum Einsatz, was auf einen anderen Schneidprozess zurückzuführen ist.

5.3 Wie wirkt sich eine falsche Fokusposition auf die Schnittqualität aus?

Eine ungeeignete Fokusposition kann zu unvollständiger Durchdringung, ungleichmäßiger Schnittfugenbreite, rauen Schnittkanten oder übermäßiger Schlackebildung an der Unterseite führen.

Beim Wechsel zwischen verschiedenen Materialien oder Hilfsgasen sollten Sie neben Schnittgeschwindigkeit, Gasdruck und Düsenkonfiguration auch die empfohlene Fokusposition überprüfen.

Eine ausführlichere Erklärung der Fokusposition, der Defokussierung und ihrer Auswirkungen auf die Schnittqualität finden Sie im Artikel Fokusposition (Defokussierung) beim Faserlaserschneiden im Thunder Laser Support Center.

6. Auswahl von Düsentyp und Düsendurchmesser

Die Laserschneiddüse leitet das Hilfsgas in die Schnittfuge, um geschmolzenes Metall zu entfernen. Düsentyp, Durchmesser und Schneidhöhe beeinflussen den Gasstrom, die Schnittstabilität, die Schlackebildung und die Schnittkantenqualität.

6.1 Einlagige und zweilagige Düsen im Vergleich

Beim Faserlaserschneiden von Metallen werden hauptsächlich zwei Düsentypen verwendet: einlagige Düsen (S) und zweilagige Düsen (D).

Der empfohlene Düsentyp hängt vom Material, dem Hilfsgas, der Materialdicke und der Konfiguration des Schneidkopfs ab.

6.2 So wählen Sie den richtigen Düsendurchmesser

Der Düsendurchmesser beeinflusst den Gasstrom und die Fähigkeit, geschmolzenes Material aus der Schnittfuge zu entfernen.

• Kleinere Durchmesser werden häufig für dünne Bleche und Prozesse verwendet, bei denen eine konzentrierte Gaszufuhr erforderlich ist.
• Größere Durchmesser können bei dickeren Materialien oder Schneidbedingungen erforderlich sein, die einen höheren Gasdurchfluss benötigen.

Der richtige Durchmesser sollte gemeinsam mit Gasdruck, Fokusposition und Schnittgeschwindigkeit ausgewählt werden.

Die Testdaten von Thunder Laser für AccuMetal 1500W liefern folgende Beispiele:

Quelle: Schneidparameter für Thunder Laser AccuMetal 1500W, September 2026. S und D bezeichnen die Düsentypen; die Zahlenwerte geben den Nenndurchmesser der Düse in Millimetern an. Das Testergebnis für 10 mm Kohlenstoffstahl wurde als leichte Schlackebildung dokumentiert, während die anderen aufgeführten Beispiele schlackefrei waren.

Diese Einstellungen zeigen, wie Düsendurchmesser und Düsentyp je nach Materialdicke und Hilfsgas variieren. Verwenden Sie bei der Auswahl oder beim Austausch einer Düse stets den vollständigen Schneidparametersatz.

6.3 Düsenhöhe und Ausrichtung

Die Schneidhöhe, auch als Düsenabstand bezeichnet, ist der Abstand zwischen der Düsenspitze und der Metalloberfläche.

Eine geeignete Schneidhöhe trägt zu einer gleichmäßigen Gaszufuhr bei und verringert das Risiko, dass die Düse das Werkstück berührt. Eine falsche Düsenausrichtung, Verschmutzungen oder Beschädigungen können den Gasstrom stören und zu ungleichmäßigen Schnittkanten oder Schlackebildung an der Unterseite führen.

Überprüfen Sie den Zustand und die Zentrierung der Düse, wenn sich die Schnittqualität unerwartet verändert, insbesondere nach einem Düsenwechsel.

Weitere auf die Materialdicke abgestimmte Düseneinstellungen finden Sie in der Bibliothek mit Metallschneidparametern von Thunder Laser.

7. Einstechparameter: Was ändert sich vor Beginn des Schneidens?

Beim Einstechen wird zunächst ein Loch in das Metall eingebracht, bevor der Laser der eigentlichen Schneidkontur folgt. Geeignete Einstecheinstellungen beim Faserlaserschneiden helfen, Spritzer aus geschmolzenem Metall zu kontrollieren, übergroße Einstichöffnungen zu vermeiden und die Schnittstabilität zu verbessern.

Im Gegensatz zum kontinuierlichen Schneiden wird beim Einstechen häufig eine separate Kombination aus Laserleistung, Tastverhältnis, Pulsfrequenz, Gasdruck, Fokusposition und Einstechverzögerung verwendet.

7.1 Gängige Einstechmethoden

Die geeignete Einstechmethode hängt von der Materialdicke, der Laserleistung und den verfügbaren Prozesssteuerungsfunktionen des Schneidsystems ab.

7.2 Beispiele für Einstechparameter von Thunder Laser

Die folgenden Einstellungen stammen aus den Parameteraufzeichnungen von Thunder Laser für AccuMetal 1500W.

Quelle: Schneidparameter für Thunder Laser AccuMetal 1500W, September 2026. Die Tabelle zeigt ausgewählte Einstecheinstellungen. Der Datensatz für 10 mm Kohlenstoffstahl enthält zusätzlich eine zweite Einstechphase mit separaten Parametern.

Diese Beispiele zeigen, wie die Einstechparameter beim Faserlaserschneiden je nach Material und Materialdicke variieren. Bei dickeren Metallen können zusätzliche Einstechphasen erforderlich sein, um die Wärmeentwicklung und den Auswurf von geschmolzenem Metall zu kontrollieren, bevor das kontinuierliche Schneiden beginnt.

7.3 Wie beeinflussen Frequenz und Tastverhältnis den Einstechprozess?

• Pulsfrequenz (Hz): Bestimmt, wie häufig während der Pulsbearbeitung Laserimpulse abgegeben werden.
• Tastverhältnis (%): Steuert den Anteil jedes Pulszyklus, während dessen der Laser aktiv ist.
• Einstechverzögerung (ms): Legt die programmierte Zeitsteuerung für den Einstechprozess fest.

Diese Einstellungen wirken zusammen mit Laserleistung, Fokusposition und Hilfsgasdruck, um die Einstechenergie und die Qualität der Einstichöffnung zu steuern.

Ausführliche Informationen zu Einstechstrategien, Prozessphasen und zur Fehlerbehebung finden Sie im Leitfaden „Two-Stage Piercing for Fiber Laser Cutting“ des Thunder Laser Support Center. Vollständige Einstecheinstellungen sind außerdem in der Bibliothek mit Metallschneidparametern von Thunder Laser verfügbar.

8. Häufige Probleme beim Faserlaserschneiden und deren Behebung

Falsche Faserlaser-Schneidparameter können zu Schlackebildung an der Unterseite, rauen Schnittkanten, unvollständigen Schnitten und übermäßiger Oxidation führen. Ähnliche Fehler können auch durch beschädigte Düsen, eine instabile Gaszufuhr oder verschmutzte optische Komponenten verursacht werden.

Bevor Sie die Schneideinstellungen ändern, überprüfen Sie den Zustand der Düse, die Sauberkeit der Linse, die Gasversorgung und das Kühlsystem.

8.1 Tabelle zur Fehlerbehebung beim Faserlaserschneiden

Diese Hinweise dienen als Ausgangspunkt für die Fehlerdiagnose. Ein einzelner Schneidfehler kann mehrere Ursachen haben.

8.2 Empfohlene Reihenfolge zur Fehlerbehebung

Für gleichmäßige Ergebnisse beim Faserlaserschneiden von Metallen empfiehlt sich folgende Vorgehensweise:

• Maschinenzustand überprüfen: Kontrollieren Sie den Schneidkopf, die Schutzlinse, die Düse, das Kühlsystem und die Gasversorgung.
• Materialeinstellungen bestätigen: Überprüfen Sie die Werkstoffgüte, die Materialdicke, das Hilfsgas und den ausgewählten Schneidparametersatz.
• Schnittkante untersuchen: Prüfen Sie, ob eine unvollständige Durchdringung, Schlacke an der Unterseite, raue Riefen oder Oxidation vorliegen.
• Anpassen und erneut testen: Ändern Sie jeweils nur einen relevanten Parameter und vergleichen Sie die Schneidresultate.

Detaillierte Beispiele zu Schlacke, Graten und rauen Schnittoberflächen finden Sie im Artikel Häufige Probleme beim Laserschneiden und ihre Lösungen von Thunder Laser.

Bei Problemen im Zusammenhang mit dem Gasdruck lesen Sie den Leitfaden zur Optimierung des Hilfsgasdrucks.

Fazit

Die Auswahl der richtigen Faserlaser-Schneidparameter erfordert ein ausgewogenes Zusammenspiel von Laserleistung, Schnittgeschwindigkeit, Fokusposition, Hilfsgas und Düsenkonfiguration. Auch die Materialdicke, die Anforderungen an die Schnittkantenqualität und die Einstechbedingungen beeinflussen die endgültigen Einstellungen.

Die Schneiddaten von Thunder Laser für AccuMetal 1500W bieten praktische Referenzeinstellungen für Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium und Messing. Nutzen Sie die Bibliothek mit Metallschneidparametern, um vollständige Einstellungen nach Material und Materialdicke zu finden.

Weitere Informationen zu den technischen Spezifikationen und verfügbaren Konfigurationen finden Sie in der Thunder AccuMetal Series.