Laserbearbeitung von Leichtmetallen

Aluminium ist leichter als Titan: Während die Dichte von letzterem 4,51 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt, liegt erstes bei 2,7 Gramm pro Kubikzentimeter. Beide Materialien haben jedoch besondere Eigenschaften wie die Korrosionsbeständigkeit von Titan auf der einen und die gute Belastbarkeit von Aluminium auf der anderen Seite. Um diese Vorzüge zu verbinden, bietet sich eine Titan-Aluminium-Legierung an – diese werden als Titanaluminide bezeichnet.

Die Vorteile liegen für Titan in seinen bereits erwähnten Eigenschaften: Temperatur- und Ermüdungsbeständigkeit sind hierbei ebenso wichtig wie ein hohes Festigkeits-Gewichtsverhältnis und das spezifische Gewicht von Titan. Konkret profitieren hiervon Triebwerks- und Fahrwerkskomponenten. Daneben lässt sich ein breites Spektrum an Luftfahrtkomponenten fertigen. Die Basis für die Herstellung sind sowohl die mechanische Bearbeitung – beispielsweise das Präzisionsbiegen von Titanblech – als auch das Laserschneiden von Titan.

Die Laserbearbeitung von Titan und Aluminium umfasst verschiedene Techniken, die maßgeblich durch die Materialeigenschaften bestimmt werden. Sowohl Titan als auch Aluminium – häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik verwendet – erfordern spezifische Anpassungen beim Laserschneiden, -gravieren und -polieren.

1. Titan-Laserschneiden:

• Anforderungen an den Laser: Titan zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Hitzebeständigkeit aus, was eine höhere Laserleistung beim Schneiden erfordert. Dadurch wird eine präzise Trennung ermöglicht, die für Anwendungen in hochpräzisen Industrien wie der Medizintechnik entscheidend ist.
• Wärmeeinflusszone: Die hohe Wärmekapazität von Titan führt zu einer relativ schmalen Wärmeeinflusszone, was dazu beiträgt, Verzug zu minimieren und die Oberflächenqualität zu verbessern.
• Lasergravieren von Titan: Titan eignet sich gut zum Lasergravieren, wobei dauerhafte und hochkontrastreiche Markierungen erzielt werden. Dies ist besonders wichtig für Komponenten, die hohen Belastungen standhalten müssen und gleichzeitig identifizierbar bleiben sollen.

2. Laserschneiden von Aluminium:

• Reflexionsverhalten: Aluminium ist ein stark reflektierendes Material, was spezielle Vorkehrungen beim Alu-Laserschneiden erforderlich macht. Dabei sollten die Laserleistung, Vorschubgeschwindigkeit und Brennweite entsprechend der Materialstärke optimiert werden. Zudem kommen Faserlaser oder gepulste Laser zum Einsatz, um die Reflexion zu reduzieren und eine gleichmäßige Schnittqualität zu gewährleisten.
• Schnittgeschwindigkeit und Energieverbrauch: Aluminium lässt sich schneller und mit geringerem Energieeinsatz schneiden als Titan. Dies ist vorteilhaft für die Fertigung von Bauteilen in größerem Umfang und ermöglicht eine effizientere Produktion.
• Lasergravur von Aluminium: Im Vergleich zu Titan lässt sich Aluminium ebenfalls gut gravieren. Allerdings muss aufgrund der reflektierenden Oberfläche oft eine höhere Leistung verwendet werden, um einen ähnlichen Kontrast zu erzielen.

3. Laserpolieren von Aluminium:

• Oberflächenfinish: Das Laserpolieren von Aluminium ist eine beliebte Technik, um glatte, glänzende Oberflächen zu erzielen. Aluminium reagiert hier gut auf die Energie des Lasers, was die Erstellung hochwertiger Oberflächen ermöglicht – wichtig für Anwendungen, bei denen das Aussehen und die Korrosionsbeständigkeit eine Rolle spielen.
• Vorteile in der Endbearbeitung: Diese Methode reduziert die Notwendigkeit mechanischer Nachbearbeitung, spart Zeit und verbessert gleichzeitig die Oberflächenstruktur. Besonders in der Automobilindustrie wird Laserpolieren von Aluminium genutzt, um ästhetische und funktionale Oberflächen zu schaffen.

Generell ermöglichen konventionelle Laserschneidverfahren bei der Bearbeitung von Aluminium eine Bauteilgenauigkeit im Toleranzbereich von ± 0,1 Millimetern – je nach Größe und Materialdicke sind hier auch deutlich weniger Toleranzen erreichbar. Das Laserfeinschneiden von Leichtmetallen bietet auch bei Aluminium höchste Präzision für die Bearbeitung dünner Materialien.

Die genauen Kosten hängen von unterschiedlichen Faktoren wie den gewählten Materialien und der gewünschten Bearbeitung ab. Wir bearbeiten von Ihnen bereitgestellte Materialien, bieten Ihnen jedoch alternativ unseren Materialservice an.

Nach der Auswahl der passenden Materialien unterstützen wir Sie bei zahlreichen Verfahren wie der Laserbearbeitung von Leichtmetallfolien oder der Lasermarkierung unterschiedlicher Oberflächen.