Alu Lasern fällt in den Bereich des Laserschneidens von Nichteisenmetallen, zu denen beispielsweise auch Magnesium, Kupfer, Messing, Bronze, Titan, Nickel, Zirkon, Gold, Platin, Silber, Tantal, Zinn oder Zink gehören. Alle diese Nichteisenmetalle lassen sich lasern. Die Problematik besteht darin, dass es sich um stark reflektierende Materialien handelt, die besondere Laserschnitte erfordern. Man nutzt hierfür entweder gepulste Laser oder Schmelzschneidverfahren, die mit einem CW Laser durchgeführt werden.

Besondere Anforderungen beim Alu Lasern
Es ergeben sich beim Laserschneiden von Aluminium besondere Anforderungen sowohl an den Prozessablauf als auch an die Technik wegen des niedrigen Schmelzpunktes dieses Nichteisenmetalls. Diesen weisen die meisten anderen Nichteisenmetalle auch auf, doch Aluminium unterscheidet sich noch weitergehend von anderen Metallen. So ist es relativ elastisch (Elastizitätsmodul nur 70 GPa, zum Vergleich: V2A-Stahl = 180 GPa, Baustahl = 210 GPa), der Schmelzpunkt liegt nicht nur weit unter dem von Eisen, sondern auch noch deutlich unter dem des Nichteisenmetalls Kupfer (660,4 vs. 1084,6 °C). Nicht zuletzt ist die Dichte von Aluminium mit 2,70 g/cm³ sehr gering, sie beträgt nur ein Drittel der Stahldichte. Aus diesem Grund klassifizieren wir Aluminium als Leichtmetall. Zu beachten ist beim Laservorgang der hohe Wärmeausdehnungskoeffizient, der sich aus den genannten physikalischen Eigenschaften ergibt. Zudem reflektiert die Aluminiumoberfläche sehr stark bis ~330 nm, was über der Reflexion von Silber liegt, es bildet sich auch keine schützende Oxidschicht.

Alu Lasern mit speziellen Parametern
Wegen des niedrigen Schmelzpunktes und der starken Reflexion sind beim Lasern von Aluminium gesonderte Parameter anzuwenden. Das Schneideverfahren wird anhand der spezifischen Anforderungen eines Bauteils und der Blechstärke gewählt. Die besten Ergebnisse erzielen überwiegend der CW Laser (Schmelzschneidverfahren) und der gepulste Laser (abtragendes Schneidverfahren). Letzteres eignet sich vor allem für dünne Bleche, die sich damit in sehr hoher Qualität schneiden lassen. Die Präzision ist bei geringer Wärmebelastung des Materials sehr hoch. Beim Schmelzschneidverfahren kommen für Aluminium Faserlaser oder CO₂-Laser zum Einsatz, was von der Blechstärke abhängt. Faserlaser eignen sich für dünne Bleche, da die starke Reflexion von Aluminium die Strahlung von CO₂-Lasern enorm zurückwirft. Bei dickeren Alublechen bieten allerdings die CO₂-Laser qualitativ bessere Schnitte.

Sublimationsschnitte beim Alu Lasern
Sublimationsschnitte vermeiden den Einsatz von Schneidgas. Sie erfolgen durch ein direktes Verdampfen und Abtragen des Aluminiums an der Schneidekante. Über Spiegel lässt sich die Strahlbewegung der Faser- oder Kurzpulslaser lenken.

Aluminium mit Mikro- oder Makro-Laserverfahren schneiden
Je nach eingesetzter Lasertechnologie und Verarbeitungsgeschwindigkeit können Mikro- oder Makro-Laserverfahren zum Einsatz kommen. Beim Mikro-Verfahren schneiden gepulste Laserstrahlen von niedriger bis mittlerer Leistungsstärke das Alublech, beim Makro-Verfahren schneidet es ein kontinuierlicher Laserstrahl in hoher Geschwindigkeit. Hierbei treibt Schneidgas die Aluminiumschmelze aus.

Alu Lasern: technische Spezifikationen
Schnittfugen sind beim Aluminium Laserschneiden je nach Verfahren und Blechstärke 50 – 300 µm stark. Die Arbeitsgeschwindigkeit beträgt je nach Leistung der Lasereinheit 0,5 – 100 m/min, Letzteres nur mit dem kontinuierlichen Strahl von leistungsstarken Lasern. Das erfordert ein besonderes Energiemanagement, das optimal auf die Schneidarbeiten und das Alublech abzustimmen ist. Durch seine physikalischen Eigenschaften leitet Aluminium die Wärme sehr schnell ab. Das würde ohne ausreichende Energiezufuhr zu Qualitätsverlusten durch einen starken Leistungsabfall des Laserstrahls an der Schneidkante führen.