Mit einem pendelnden Laserstrahl schneidet die Ventis erstens schneller als herkömmliche Festkörperlaser und erzeugt zudem einen breiteren Schnittspalt.
Foto: Amada

Laserschneiden

Schneiden mit pendelndem Laserstrahl

Mit der Ventis AJ präsentiert Amada eine Faserlaserschneidmaschine mit pendelndem Laserstrahl, die schneller breitere Schnittspalte erzeugt.

Mit der neuen Ventis AJ mit LBC-Technologie (Locus Beam Control) schickt Amada – neben der Ensis-AJ – eine weitere Maschine zum Hochleistungslaserschneiden ins Rennen.

Bereits seit 30 Jahren entwickelt der japanische Werkzeugmaschinenbauer eigene Verfahren und Resonatoren, doch gegenwärtig findet besonders im Bereich der Faserlaserbearbeitung ein Umdenken statt. Mehr und mehr wird in Forschung und Entwicklung investiert, um unter anderem Resonator und Maschine bestmöglich aufeinander abzustimmen und so eine optimale Strahlqualität zu erzielen. Dieses Vorgehen macht den Hersteller unabhängig von Fremdprodukten und vereinfacht Fertigungsabläufe. So wurde beispielsweise über die Jahre stetig an der Ensis-Baureihe gefeilt, Amadas erfolgreichster Faserlaserschneidmaschine.

Neben dem aktuellen Branchentrend zu „mehr ist mehr“ mit hohen Leistungsklassen im 6- und 9–kW-Bereich entwickelt man dennoch parallel neue Technologien für die niedrigeren Leistungsklassen, wie die Vorstellung des Ventis-Faserlasers auf der Euroblech 2018 zeigte.

Ergänzung zur erfolgreichen Allroud-Maschine

Mit der Vorstellung weiterer Ausbaustufen der Ensis AJ (3, 6 und 9 kW) unterstrich Amada zuletzt deren Status als Allround-Maschine in unterschiedlichen Leistungsklassen. Patente wie die Amada-eigene Strahlquelle und das flexible Verfahren der „variablen Strahlanpassung“ (engl. „variable beam control“) sowie die Autokollimationseinheit sorgen für die passgenaue Abstimmung des Laserstrahls auf die verwendeten Materialien: Bei geringen Materialdicken wird beispielsweise ein feiner Strahl mit hoher Geschwindigkeit und Energiedichte eingesetzt, Dickblech hingegen wird auf Wunsch mit einer breiteren Schnittfuge geschnitten und die Schlacke so leichter ausgeschleust.

Amada setzt das Ensis-Prinzip universell für viele Fertigungsbereiche ein, vom Faserlaserschneiden (Ensis AJ) zum robotisierten Faserlaserschweißen (FLW-Ensis), bis hin zur Rohr- und Profilbearbeitung (Ensis-RI). Diese Flexibilität bescherte der Ensis mehrfach verschiedene Technologiepreise sowie eine steigende Nachfrage.

Faserlaser mit neuartiger Pendeltechnik

Mit der offiziellen Markteinführung der Ventis AJ in Europa erweitert Amada nun sein Portfolio um eine Faserlaserschneidmaschine mit hoher Produktivität und besonderen Stärken im Edelstahl- und Aluminiumbereich. Das neuartige Verfahren ermöglichz erstmalig durch die LBC-Technologie eine Laserbearbeitung in verschiedenen Pendelmustern und erlaube laut Herstelleraussage mit nur 4 kW eine Leistungsstärke zu entwickeln, die oft an jene höherer Leistungsklassen heranreicht. Bei der LBC-Technologie wird der Laserstrahl mithilfe einer speziellen Optik im Schneidkopf gezielt in hochfrequenten Pendelmustern bewegt.

„Die Schnittgeschwindigkeiten bei Edelstahl und Aluminium etwa sind deutlich schneller als bei konventionellen Festkörperlasern und in manchen Fällen mit 6- oder 8-kW-Leistung vergleichbar – bei deutlich geringerer Leistungsaufnahme. Uns fiel auf, dass die Ventis besonders bei diesen Materialien ihre Stärken ausspielt“, sagt Axel Willuhn, Produktmanager für Lasertechnologien bei Amada.

Deutliche Potenziale im Praxistest aufgezeigt

In praxisnahen Testreihen ließen sich Potenziale zur Produktivitätssteigerung, Einsparungspotenziale bei den Betriebskosten und Geschwindigkeitsvorteile im Vergleich zu einem konventionellen 4-kW-Festkörperlaser belegen.

Je nach Materialart, Dicke des verwendeten Materials und spezifischer Teilegeometrie ließen sich beim Schneiden unter Verwendung von Stickstoff als Schneidgas signifikante Produktivitätssteigerungen beobachten. Bei Edelstahl erreichten die Produktivitäststeigerung teilweise mehr als 250 Prozent, bei Aluminium waren es 150 Prozent und bei Normalstahl bis zu 100 Prozent. Ebenso ließ sich eine Betriebskostenersparnis von bis zu 70 Prozent beim Stickstoffschnitt von Edelstahl nachweisen. Beim Schneiden von Aluminium waren es bis zu 60 Prozent. Im Vergleich zu konventionellen 4-, 5- und 8-kW-Festkörperlasern zeigte die Ventis im Praxisvergleich überdies eine deutlich reduzierte Gratbildung.

Spielraum für Anwender bei verschiedenen Anforderungen

Die Lasermodi sollen dem Anwender dabei Spielraum für die bestmögliche Anpassung an seine jeweilige Fertigungsaufgabe bieten. Ein Produktivitätsmodus ermöglicht unter anderem die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Edelstahl und Aluminium, ein spezieller Qualitätsmodus liefert präzise Schnittergebnisse mit reduzierter beziehungsweise hinfälliger Nachbearbeitung und zu guter Letzt bietet die Ventis einen sogenannten „Kerf Control Modus“, in dem die Schnittfugenbreite angepasst werden kann.

Höhere Spaltbreite und automatisierte Teileentnahme

Die Strahlbreite kann bis zu einem Faktor von 2,3 breiter ausfallen als bei konventionellen Faserlasern, was speziell die Bearbeitung schwieriger Konturen erleichtert. Die wegen der engen Schnittspalte sonst problematische Entnahme der Teile aus dem Restgitter lässt sich an der Ventis problemlos automatisieren. Durch das Pendeln des Strahls kann das Material in der Fuge schnell und sicher aufgeschmolzen und ausgetrieben werden. Dies bringt laut Aussagen des Herstellers „hohe Schnittgüten wie einen fast gratfreien Schnitt“ hervor.

Vorteil durch eigene Entwicklungen

Wie schon bei der Ensis-Baureihe sei „auch bei der Ventis die Resonator-Eigenentwicklung und die Entwicklung eines weiteren Verfahrens, in diesem Fall das der neuen LBC-Technologie, entscheidend für die Potenziale der Faserlaserschneidanlage“ gewesen. „Mit der Verfeinerung unseres Portfolios sollen unsere Kunden ein Höchstmaß an Freiheit in Ihrer Produktion genießen. Gleichzeitig wollen wir Maßstäbe in Sachen Schnelligkeit und Qualität setzen. So sollen die unterschiedlichen Ansprüche an die Fertigung vollständig bedient werden.“  

Laserschneiden

Dieser Laserstrahl pendelt für mehr Schneidperformance

Die neue Faserlaseranlage Amada Ventis 3015AJ erlaubt durch ihre spezielle Pendeloptik im Schneidkopf ein schnelles, gratfreies und rechtwinkliges Schneiden von Edelstahl und Aluminium.

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