Die Welt achtet immer mehr auf den Schutz unseres Planeten durch nachhaltige Initiativen wie die Verwendung von recycelten Materialien oder Papier- und Kartonverpackungen. Die Stahlindustrie folgt diesem Trend und achtet nicht nur auf einen umweltfreundlichen Transport, sondern auch auf den Ersatz veralteter Maschinen und die Verbesserung von Produktionstechnologien, wie im Fall des Laserschweißens. Zu den bedeutendsten Innovationen zählt der Wechsel von CO2-Lasern zu Faserlasern.
Was ist ein Faserlaser?
Ein Faserlaser ist ein Gerät, das einen Laserstrahl erzeugt, indem eine Glasfaser als aktives Medium verwendet wird. Die Faser ist mit seltenen Elementen wie Ytterbium, Erbium oder Neodym dotiert, die die Lichtverstärkung ermöglichen. Diese Art von Laser wird besonders wegen seiner hohen Energieeffizienz, langen Lebensdauer und der Fähigkeit geschätzt, einen äußerst präzisen und stabilen Strahl zu erzeugen.
Funktionsweise des Faserlasers
Die Funktionsweise basiert auf der Energieübertragung an die Faser durch eine optische Pumpquelle, die in der Regel aus Laserdioden besteht. Das erzeugte Licht wird durch den dotierten Kern der Faser geleitet, wo es durch stimulierte Emission verstärkt wird. Die Glasfaser dient auch als Lichtwellenleiter und stellt sicher, dass der Strahl seine Qualität und Ausrichtung beibehält. Die Hauptvorteile umfassen einen niedrigen Energieverbrauch, minimalen Wartungsaufwand und die Fähigkeit, bei hohen Leistungen ohne signifikante Überhitzung zu arbeiten.
Wofür werden Faserlaser eingesetzt?
Faserlaser werden in vielen Branchen eingesetzt:
- Fertigung: hochpräzises Schneiden und Schweißen von Metallen.
- Medizin: chirurgische Eingriffe.
- Telekommunikation: Datenübertragung.
- Automobil- und Materialhandhabungsindustrie: bereits in großem Umfang im Einsatz.
Dank seiner Flexibilität und Vielseitigkeit ist der Faserlaser eine innovative und nachhaltige Technologie für fortschrittliche Anwendungen in vielen Bereichen.
Von CO2-Lasern zu Faserlasern
In der Metallindustrie sind CO2-Laser nach wie vor gut etabliert und waren viele Jahre lang die produktivsten und zuverlässigsten Laser auf dem Markt. Ihre Rolle änderte sich, als man begann, Festkörper- und Faserlaser als nachhaltige Innovation und Alternative in Betracht zu ziehen. Faserlaser werden bereits in großem Umfang in der Automobil- und Materialhandhabungsindustrie eingesetzt, während sie nun auch in den schwereren metallurgischen Prozessen Einzug halten. Montanstahl investiert in die schrittweise Ablösung unserer CO2-Laser durch Faserlaser. Dieser Prozess wurde mit allen beteiligten Geschäftsbereichen abgestimmt.
Unterschied CO2 laser und faserlaser
Die wichtigsten Unterschiede zwischen Faserlasern und CO2-Lasern sind:
- Energiequelle: Die Laserquelle des CO2-Lasers ist eine elektrische Entladung in einem Gasgemisch aus Stickstoff, Kohlendioxid und Helium, während der Faserlaser eine mit seltenen Elementen dotierte Glasfaser verwendet.
- Gasbedarf: Der CO2-Laser benötigt Helium, eines der seltenen Gase in unserer Atmosphäre, während der Faserlaser Stickstoff verwendet, das am häufigsten in der Atmosphäre vorkommende Gas, als Plasmaunterdrückungs- und Schutzgas.
- Energieeffizienz: Um die gleiche Dicke zu schweißen, benötigt der Faserlaser einen um 40 Prozent geringeren Wärmeeintrag als der CO2-Laser und erzeugt somit weniger CO2-Emissionen.
- Wartung: Der CO2-Laser benötigt Komponenten wie Spiegel und Linsen, die sich schnell abnutzen. Der Faserlaser hingegen erfordert viel weniger Wartung, was die Versorgung mit Ersatzteilen reduziert und die Entsorgung von verbrauchten Komponenten einschränkt.
- Produktionsflexibilität: Da der Faserlaser vielseitiger ist, kann er auch auf mechanischen Armen montiert werden, was die Produktionsmöglichkeiten erheblich erweitert.
Schlussfolgerung
Wie wir gesehen haben, ist der Prozess und die Studie hin zu mehr und nachhaltigeren Wegen schon seit einiger Zeit im Gange, und Montanstahl ist aktiv an der Suche nach Lösungen beteiligt, die die gleiche Qualität bieten, für die wir bekannt sind, aber mit einem Auge auf unseren Planeten.