Festkörperlaser vs. Gaslaser – ein Vergleich

13.07.2015 - Oliver Hagenlocher

War bis vor wenigen Jahren noch die CO2-Lasertechnik die dominante Lasertechnologie beim Produktionslaserschweißen, hat sich dies deutlich zugunsten des Einsatzes von Festkörperlasern verschoben. Warum dies so ist, soll folgender Vergleich aufzeigen.


Betriebskosten

Betrachtet man die Betriebskosten von Laserschweißanlagen, so ist es vor allem der Energieverbrauch, der bei den laufenden Kosten ins Gewicht fällt. Dieser besteht zum einen aus der Energie, die aufgebracht werden muss, um den Laser zu betreiben, und zum anderen aus der Energie, die für die Kühlleistung erbracht werden muss. Hier ergibt sich eine leichte Rechnung: je weniger Energie eingesetzt werden muss, desto niedriger ist die zu erbringende Kühlleistung. Beim Vergleich der beiden Lasertechnologien ergeben sich klare Vorteile für den Festkörperlaser. Um 4 kW Laserleistung zu erzeugen, muss beim CO2-Laser 56 kW elektrischer Strom eingesetzt werden, beim Festkörperlaser lediglich 17 kW, was einer Energieeinsparung von 70 Prozent entspricht.

Anlagenlayout

Für einen produktiven Betrieb muss das Produktionslaserschweißen optimal in den Teilefluss der gesamten Produktion integriert werden. Auch hier gestaltet sich das Handling eines Festkörperlasers deutlich einfacher als der Einsatz einer CO2-Laseranlage, die wegen der notwendigen Gaslogistik deutlich mehr Platz einnimmt. Da sich eine solche Anlage nicht so ohne Weiteres in eine bestehende Fertigungslinie integrieren lässt und damit der Teilefluss um die Laserschweißanlage herum organisiert werden muss, ergeben sich deutliche Nachteile. Laserschweißanlagen mit Festkörperlasern haben einen viel niedrigeren Platzbedarf, wobei die Laserquelle selbst bis zu 50 m weit weg stehen kann.

Geschwindigkeit

Ein drittes Argument, das für den Festkörperlaser spricht, ist die höhere Schweißgeschwindigkeit, die man durch den Einsatz dieser Technologie erreicht. Eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit bedeutet einen geringeren Wärmeverzug des Bauteils, was den Bedarf für die Nachbearbeitung minimiert oder ganz eliminiert.

Natürlich gibt es auch Herausforderungen, die durch den Einsatz von Festkörperlasern entstehen. So erfordert deren Einsatz höchste Genauigkeit der Laserschweißmaschinen – eine Anforderung, die EMAG mit den ELC-Laserschweißmaschinen voll erfüllt. Kombiniert mit der anwendungsspezifischen Entwicklung der Werkzeuge, ermöglicht der Einsatz der ELC-Laserschweißmaschinen beste Ergebnisse und damit optimale Voraussetzungen für den Einsatz von Festkörperlasern. 

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