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2023 | Buch

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Von der Laserbeschriftung bis zum Lasermaterialabtrag

Wie Sie sich mit den Grundlagen vertraut machen und Fehlinvestitionen vermeiden

verfasst von: Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

​Dieses Buch begleitet Entscheider in allen Phasen der Beschaffung von Lasermaschinen. Es bietet entsprechendes Fachwissen für den Prozess von der Entscheidung bis zum Kauf einer Laser-Bearbeitungsanlage. Neben den Grundlagen der Lasertechnik betrifft das auch die Themenfelder Lasersicherheit, Anwendungsmöglichkeiten, Software sowie die Möglichkeiten einer Automatisierung des Bearbeitungsprozesses.
Alle drei Autoren haben jahrelange Berufserfahrung im Bereich des Laser-Maschinenbaus sowie des industriellen Einsatzes der Laser-Oberflächenbearbeitung. Wegen ihres unterschiedlichen fachlichen Hintergrunds werden jedoch alle in der industriellen Praxis wichtigen Aspekte rund um die Thematik abgedeckt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Nur wenige Technologien haben sich in den vergangenen Jahrzehnten so rasant entwickelt wie die Lasertechnik. Hierdurch steht heute eine Vielzahl unterschiedlichster Strahlquellen und laserbasierter Systeme zur Verfügung, die sich für Anwendungen in Bereichen wie der Kommunikationstechnik, Medizintechnik, Werkstückbearbeitung im Mikro- und Makrobereich, dem 2D- und 3D-Druck, der Messtechnik und Sensorik etabliert haben. Gleichzeitig ist die Lasertechnik ein wachsender Markt mit einem weltweiten Umsatz von Lasersystemen in der Größenordnung von etwa 15,5 Mrd. US$ im Jahr 2019 [1].
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 2. Entwicklungsgeschichte LASER
Zusammenfassung
Dieses Kapitel geht auf Meilensteine in der Entwicklung der Laser und seine Erfinder ein und beschreibt die Anfänge des industriellen Einsatzes. Die Entstehung heutiger Lasertypen und die Entwicklung der damit realisierten Fertigungsverfahren wird beschrieben.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 3. Physikalische Grundlagen – das Geheimnis vom Laserstrahl
Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird ein Überblick über wesentliche physikalische Grundbegriffe im Zusammenhang mit der Lasertechnik gegeben und es werden die theoretischen Grundlagen dieser Technologie erläutert, wie z. B. der Welle-Teilchen-Dualismus von Licht und die Entstehung und Eigenschaften von Laserlicht. Es werden wichtige Komponenten zur Strahlführung wie Spiegelsysteme, Scanner und Optiken vorgestellt sowie der Aufbau und die Funktionsweise der industriell wichtigen Lasertypen Nd-YAG-Laser, Faserlaser und CO2-Laser.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 4. Lasersicherheit
Zusammenfassung
Laserstrahlung und der Bearbeitungsprozess mit diesem Werkzeug können ein erhebliches Gefährdungspotenzial für den Menschen darstellen. Schädigungen können durch einen unmittelbaren Kontakt der Hautoberfläche oder der Augen mit der direkten Strahlung entstehen, aber auch reflektierte Strahlung kann zu Netzhautschädigungen führen. Ebenso haben Dämpfe, die durch einen Materialabtrag entstehen, das Potenzial für eine Gesundheitsgefährdung. Dieser Abschnitt beschreibt die Besonderheiten von Laserstrahlung und befasst sich mit den daraus resultierenden Gefährdungen, die beim Betrieb von Lasersystemen zu berücksichtigen und zu vermeiden sind und geht auf Richtlinien zur Lasersicherheit ein.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 5. Arten der Oberflächenbearbeitung mit Laser
Zusammenfassung
Dieser Buchabschnitt behandelt im Wesentlichen Laserverfahren zur Oberflächenbearbeitung, die der Gruppe der Verfahren zum Abtragen und Trennen zugeordnet werden. Es wird zunächst auf wichtige Mechanismen, Unterscheidungen und Einflussgrößen des Laserabtrags von Werkstoffen eingegangen, bei dem insbesondere die Absorption der Laserenergie eine wichtige Rolle spielt. Die dann folgenden Teile behandeln grundlegende Vorgänge und verfahrensrelevanten Besonderheiten der Verfahren zum Abtragen von Werkstoff an Werkstückoberflächen, zum Gravieren, Beschriften, Markieren, Strukturieren und Reinigen mit Laserenergie.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 6. Maschinenformen
Zusammenfassung
Gegenstand dieses Buchkapitels sind wichtige Bauformen von Lasersystemen für die Produktion. Unterschieden wird hierbei zwischen einfachen und offenen Lasersystemen sowie Systemen, die in eine Produktionsanlage integriert sind und solchen, die in Schutzgehäusen betrieben werden. Es wird detailliert auf die typischen Einsatzbereiche dieser Systeme hinsichtlich Flexibilität, Produktspektrum, Produktionsstückzahlen, Produktionskosten und Automatisierung eingegangen.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 7. Welcher Laser für wen?
Zusammenfassung
Die für die industrielle Materialbearbeitung eingesetzten Lasertypen unterscheiden sich in ihren Eigenschaften und bringen dadurch für die verschiedenen Bearbeitungsverfahren unterschiedliche Vorteile mit. Dieser Abschnitt geht auf die gebräuchlichsten Lasertypen ein und beschreibt deren Funktionsprinzip sowie die bevorzugten Einsatzgebiete mit dem Schwerpunkt auf die Oberflächenbearbeitung.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 8. Und welchen Lasertyp nehme ich zum Gravieren und Beschriften?
Zusammenfassung
Dieser Abschnitt beschreibt, welche Lasertypen bevorzugt für Werkstoffe wie Metalle, Kunststoffe und Naturstoffe wie Holz und Papier in der industriellen Praxis eingesetzt werden. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Oberflächenbearbeitung durch Gravieren und Beschriften.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 9. Und welchen Lasertyp nehme ich für den Materialabtrag?
Zusammenfassung
Für den Lasermaterialabtrag an Werkstoffen wie Metalle, Natur- und Bauwerkstoffe beschreibt dieser Buchabschnitt, welche Lasertypen besonders geeignet sind. Es werden Beispiele zu industriellen Bearbeitungsaufgaben besprochen.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 10. Auswahl des richtigen Lasersystems
Zusammenfassung
Die Auswahl eines passenden Lasersystems für eine bestimmte Fertigungsaufgabe in der Oberflächenbearbeitung hängt in erster Linie von den zu bearbeitenden Werkstoffen, den zu erwartenden Produktwechseln und der herzustellenden Stückzahl der Produkte ab. Wichtige Faktoren bei der Auswahl stellen aber auch die in der Fertigung entstehende Staubentwicklung und die Möglichkeiten der Steuerungssoftware dar. Dieser Abschnitt geht auf die wesentlichen Aspekte zu diesen Punkten ein und liefert Grundlagen für Entscheidungen bei der Systemauswahl.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 11. Die fünf „wichtigsten Dinge“ bei der Beschaffung
Zusammenfassung
Ziel der Investition in ein Laserbearbeitungssystem ist es in erster Linie, mit diesem System Einnahmen durch die Abwicklung geeigneter Aufträge zu generieren und, wie im Rahmen einer jeden industriellen Beschaffung, Wettbewerbsvorteile zu sichern. Damit dies Aussicht auf Erfolg hat, sollten im Rahmen der Beschaffung solcher Systeme bestimmte Aspekte berücksichtigt werden, die sich zu fünf wesentlichen Punkten zusammenfassen lassen und die Angebotseinholung, Musteranfertigung, Lieferantensichtung, Einbindung Entscheidungsbeteiligter und technische Aspekte der Infrastruktur betreffen.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Kapitel 12. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Der Markt für Laser und darauf aufbauender Bearbeitungssysteme ist in einer langfristigen Aufwärtsentwicklung. Neben den traditionellen Einsatzbereichen von Lasern in der Industrie für das Schneiden, Schweißen und Löten haben sich Laseranwendungen zur Oberflächenbearbeitung in den vergangenen Jahren zunehmend mehr verbreitet. Beschriftungen für die Produktkennzeichnung, Erzeugung fälschungssicherer Beschriftungen, Strukturieren und Gravieren von Werkzeugoberflächen, Entfernen von Lack- und Isolierschichten und Reinigen von Oberflächen sind Beispiele wichtiger Fertigungsoperationen, bei denen der Laser heute im Vordergrund steht.
Christoph Kollbach, Hans Wilhelm, Christoph Hartl
Backmatter
Metadaten
Titel
Von der Laserbeschriftung bis zum Lasermaterialabtrag
verfasst von
Christoph Kollbach
Hans Wilhelm
Christoph Hartl
Copyright-Jahr
2023
Electronic ISBN
978-3-658-38130-1
Print ISBN
978-3-658-38129-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-38130-1

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