Laser Cut Quality Inspection

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Die Prüfung und Bewertung der Laserschnittqualität ist Voraussetzung für die Qualitätskontrolle. Der Bediener kann die Schnittqualität anhand folgender Parameter beurteilen.

Einstechqualität (Piercing)

Zu Beginn des Laserschneidens muss ein kleines Loch in die Werkstückoberfläche eingestochen werden, bevor die lineare Schnittbewegung beginnt. Dieser Einstechvorgang (Piercing) ist eine der wichtigsten Prüfungen zur Beurteilung der Schnittparameter.

Wenn beim Einstechen ungewöhnliche Funken, unnormale Geräusche, ein übergroßes Loch oder Schmelzspritzer in irgendeiner Phase auftreten, sind die Schnittparameter falsch. Das führt zu Überhitzung der Düse und Beschädigung des Schutzglases.

Maße des Fertigteils

Die meisten lasergeschnittenen Teile sind Komponenten von Baugruppen — die Fertigmaße müssen daher präzise sein, damit die Montage reibungslos verläuft.

Schneiden Sie vor der Produktion ein kleines Prüfmuster — ein Quadrat mit Loch.
Messen Sie Loch und Quadrat mit einem Messschieber; prüfen Sie, ob die Maße der Spezifikation und Toleranz entsprechen.
Bei Abweichungen wenden Sie Schnittspaltkompensation (kerf compensation) für Innen- und Außenkontur an.
Prüfen Sie, ob das Ergebnis der programmierten Schnittbahn entspricht — z. B. ob die Maße beim gemeinsamen Schnitt (common cut) nicht abweichen.
Bei falschen Einstellungen (z. B. Anschnitt / lead-in) oder beschädigter Düse wird das Loch nicht perfekt rund.
Nutzen Sie bei Bedarf Schleifen (loops) und Kühlpunkte, um die Ecken zu erhalten.

Schnittspaltbreite (Kerf)

Der Schnittspalt (Kerf) entsteht beim Laserschneiden durch teilweises Aufschmelzen des Metalls unter dem Laserstrahl. Die Spaltbreite ist ein direkter Indikator der Schnittqualität. Ein zu breiter Schnittspalt bedeutet zu hohe Laserleistung oder zu niedrige Schnittgeschwindigkeit und damit übermäßiges Aufschmelzen des Metalls.

Kantenrauheit

Die Rauheit der Schnittkante lässt sich an der Tiefe der vertikalen Linien (Riefen) auf der Schnittfläche beurteilen.

Scharfe, tiefe vertikale Linien — hohe Rauheit, schlechte Schnittqualität.
Sehr feine vertikale Linien — geringe Rauheit, gute Schnittqualität.

Konizität und Eckenverrundung

Die Konizität (Taper) ist der Winkel zwischen Ober- und Unterseite des Laserschnittspalts.

Bei korrekt eingestellten Parametern ist die Konizität sehr klein und kann vernachlässigt werden.
Bei dickeren Werkstücken verschiebt sich der Fokus des Laserstrahls allmählich und der Strahl divergiert, was den Schnittspalt verbreitert und Konizität erzeugt.
Die Konizität wird vor allem über die Parameter geregelt; auch Düsenverschleiß ist häufige Ursache.
Eckenverrundungen entstehen meist durch verformte Düsen oder verschlissene / nicht fluchtende Bewegungsteile der Maschine.

Grate und Schlacke (Dross)

Grate und Schlacke (Dross) sind direkte Indikatoren der Laserschnittqualität und ein häufiges Problem bei verschiedenen Metallen.

Ein korrekt eingestellter Laserschneidprozess erzeugt nahezu keine Grate.
Treten an der Schnittkante Grate auf, sind die Schnittparameter falsch.
Gratprobleme unterscheiden sich je nach Metall; meist lassen sie sich durch richtige Parameter eliminieren.

Verzug / Deformation

Verzug ist ein häufiges Problem in der Metallbearbeitung. Er tritt vor allem beim Schneiden dünner Bleche oder bei der Bearbeitung kleiner, filigraner Teile auf.

Sind die Laserschnittparameter falsch und der Wärmeeintrag des Laserstrahls zu hoch, wirkt sich das negativ auf das Material aus und verursacht thermischen Verzug. Überhitzung und Verzug müssen durch Steuerung von Laserleistung, Vorschub und weiteren Parametern verhindert werden.

WEZ (Wärmeeinflusszone, HAZ)

Eine Laserschneidmaschine erzeugt den Schnitt durch Aufschmelzen oder Verdampfen des Materials. Das Material um den Schnittspalt wird ebenfalls erhitzt und seine Molekularstruktur verändert. Der Bereich, in dem sich die Molekularstruktur durch die Laserstrahlung geändert hat, heißt WEZ — Wärmeeinflusszone (englisch HAZ — Heat-Affected Zone).

Eine WEZ entsteht beim Laserschneiden unvermeidbar, mit geeigneten Maßnahmen lässt sich ihr Umfang aber innerhalb akzeptabler Grenzen halten.

Qualität des Grundwerkstoffs

Leider ist die Marktrealität, dass Metallhersteller maximal an der Produktionsqualität sparen, um den Preis zu senken. Der Bediener muss darauf vorbereitet sein und jede Charge sorgfältig behandeln:

Material immer vorbereiten — Rost und Verschmutzungen entfernen.
Parameter zuerst an einem Prüfmuster einstellen und erst danach die Produktionsteile schneiden.