Laserschneiden und Abkanten von Blech: Preise, Blechdicken und Konstruktionstipps

Das „ideale“ Schneidverfahren gibt es nicht: Jedes passt zu einer bestimmten Kombination aus Werkstoff, Blechdicke, Genauigkeit und Stückzahl. Ein Betrieb für Blechbearbeitung und Zuschnitt beherrscht oft mehrere Verfahren und wählt den besten Kompromiss zwischen Schnittqualität und Kosten.

Faserlaser

Er ist das verbreitetste Verfahren für dünne bis mittlere Bleche. Seine Wellenlänge (rund 1 µm) wird von Metallen gut absorbiert, auf geeigneten Maschinen auch von reflektierenden Legierungen wie Aluminium, Messing oder Kupfer. Er ist bei geringen Blechdicken schnell und präzise und hinterlässt saubere Kanten mit geringer Wärmeeinflusszone.

CO2-Laser

Der ältere Typ (10,6 µm) wird noch für einige dicke Bleche eingesetzt, wenn das Kantenbild wichtig ist, sowie für nichtmetallische Werkstoffe (Acryl, Holz, bestimmte Kunststoffe), die der Faserlaser schlecht bearbeitet. Bei dünnem Metallblech ist der Faserlaser in der Regel schneller und günstiger.

Plasma

Der Plasmalichtbogen schneidet alle elektrisch leitenden Metalle und wird bei großen Blechdicken wettbewerbsfähig, wo der Laser langsamer oder teurer ist. Die Genauigkeit ist geringer (leichte Schrägstellung der Schnittfläche, breitere Wärmeeinflusszone): Er eignet sich für Teile des Apparate- und Behälterbaus und für Tragstrukturen, die geschweißt oder nachbearbeitet werden.

Wasserstrahl

Ein abrasivmittelhaltiger Wasserstrahl unter sehr hohem Druck schneidet fast alle Werkstoffe (Metalle, Stein, Glas, Verbundwerkstoffe) ohne Erwärmung und damit ohne thermischen Verzug. Dafür ist er langsamer, und es kann eine leichte Konizität auftreten. Er lohnt sich bei wärmeempfindlichen Werkstoffen, großen Blechdicken oder schwer zu bearbeitenden Legierungen.

Stanzen

Die Stanzmaschine bearbeitet das Blech mit Werkzeugen. Bei großen Serien dünner Bleche mit vielen Löchern, Umformungen (Lüftungslamellen, Sicken) oder geformten Gewinden kann sie sehr wirtschaftlich sein. Komplexe Konturen lassen sich mit dem Laser einfacher herstellen, und viele Betriebe kombinieren beide Verfahren.

Die Grenzen hängen von der Maschinenleistung, vom Schneidgas und von der geforderten Kantenqualität ab. Die Tabelle nennt gängige Größenordnungen beim Faserlaserschneiden. Sie sind Richtwerte: Bestätigen Sie sie mit dem Betrieb, der Ihre Teile fertigt.

Darüber hinaus wechselt man zu Plasma, Brennschneiden oder Wasserstrahl. Die Bleche werden in Standardformaten geliefert (zum Beispiel 3 000 × 1 500 mm): Die Anordnung Ihrer Teile auf diesen Formaten bestimmt den Verschnitt.

Der Preis eines Blechteils setzt sich aus Material, Maschinenzeit und Arbeitsaufwand zusammen, hinzu kommen Rüstkosten und Oberflächenbearbeitung. Das erklärt den Großteil der Unterschiede zwischen zwei Angeboten.

• Das Material. Werkstoffart (Edelstahl und Aluminium kosten je Kilo mehr als Baustahl), Blechdicke, gegebenenfalls Materialzeugnis. Sie zahlen auch den Verschnitt: Verbraucht wird die ganze Tafel, nicht nur das Gewicht des Teils.
• Die Blechdicke. Die Schneidgeschwindigkeit sinkt mit zunehmender Dicke stark: Die Maschinenzeit je Meter Schnittlänge wächst schneller als die Blechdicke.
• Die Schnittlänge. Je länger Kontur und Innenausschnitte sind, desto länger arbeitet die Maschine. Ein stark durchbrochenes Teil kostet mehr als eine volle Platte mit denselben Abmessungen.
• Die Anzahl der Einstiche. Jedes Loch und jeder Innenausschnitt beginnt mit einem Einstich, bevor der Strahl der Kontur folgt. Bei großen Blechdicken kostet jeder Einstich Zeit: Hunderte kleiner Löcher schlagen schnell auf den Preis durch.
• Das Abkanten. Anzahl der Biegungen, Länge, Winkel, Werkzeuge: Jede Biegung erfordert Handhabung und Einstellung der Abkantpresse. Ein Teil mit vielen Biegungen wird vor allem nach der Biegezeit berechnet.
• Weitere Arbeitsgänge. Entgraten, Gewindeschneiden, Einpressen von Befestigungselementen, Schweißen, Oberflächenbehandlung, Maßprüfung.
• Die Stückzahlen. Programmierung und Einrichtung werden auf die Serie umgelegt: Der Stückpreis sinkt deutlich zwischen dem Einzelteil und einigen Dutzend Teilen und danach langsamer.

Die Schachtelung (Nesting) bezeichnet die Anordnung der Teile auf der Tafel mit dem Ziel, den Verschnitt zu minimieren. Ihr Ausnutzungsgrad wirkt sich unmittelbar auf den Preis aus, vor allem bei Edelstahl und Aluminium. Die Software des Betriebs übernimmt die Berechnung, Sie können sie aber unterstützen:

• indem Sie ineinandergreifende Konturen gegenüber sehr unregelmäßigen Formen bevorzugen;
• indem Sie mehrere Positionen aus gleichem Werkstoff und gleicher Blechdicke in einem Auftrag bündeln, damit sie sich dieselben Tafeln teilen;
• indem Sie Gemeinschaftsschnitte zulassen (zwei benachbarte Teile teilen sich eine Schnittlinie), wenn das Lastenheft es erlaubt;
• indem Sie die Abmessungen an die Standardformate anpassen, sofern die Konstruktion flexibel ist.

Weitere Stellschrauben

• Vielfalt reduzieren: Ein einheitlicher Biegeradius und einige Standardlochdurchmesser begrenzen die Werkzeugwechsel.
• Nur funktionale Maße eng tolerieren: siehe den Leitfaden zu den Allgemeintoleranzen nach ISO 2768.
• Mehrere Stückzahlen anfragen: Die Kalkulation von 10, 50 und 200 Teilen zeigt die Preiskurve.
• Eine gleichwertige Werkstoffsorte akzeptieren und eine angemessene Lieferzeit einräumen: Eilaufträge kosten extra.

Ein Teil, das ohne Rücksicht auf das Biegen gezeichnet wurde, lässt sich unter Umständen nicht fertigen oder erfordert Sonderwerkzeuge. Die folgenden Werte (t steht für die Blechdicke) sind Größenordnungen für gängige Bleche: Sie variieren je nach Werkzeug, Werkstoff und Maschine, und der Betrieb hat das letzte Wort.

Walzrichtung, Rückfederung und Toleranzen

Bei harten Legierungen biegt man vorzugsweise quer zur Walzrichtung. Nach dem Biegen federt der Werkstoff leicht zurück (Rückfederung): Der Betrieb gleicht dies durch Anpassung des Winkels aus. Bei dünnem Blech erreicht man üblicherweise in der Größenordnung von ±0,1 bis ±0,2 mm beim Laserschneiden und weitere Toleranzen bei gebogenen Maßen, die mit dem Betrieb zu bestätigen sind. Tolerieren Sie nur die Maße eng, die es erfordern.

Die Abwicklung

Die Abwicklung (das Teil in der Ebene) hängt von Werkstoff, Blechdicke, Radius und Werkzeug ab. Sofern Sie diese Berechnung nicht sicher beherrschen, übermitteln Sie das abgekantete Teil als 3D-Modell mit seinen funktionalen Maßen: Der Betrieb berechnet die Abwicklung.

Eine schlecht vorbereitete DXF-Datei kostet Zeit und führt zu Schnittfehlern. Einige Regeln genügen:

• Maßstab 1:1, Einheiten in Millimetern, 2D-Geometrie in der Ebene.
• Geschlossene Konturen, ohne doppelte oder übereinanderliegende Linien (die Maschine würde zweimal schneiden), ohne störende Mikrosegmente.
• Einfache Kurven: Ersetzen Sie Splines durch Polylinien oder Bögen und lösen Sie Blöcke auf.
• Getrennte Layer für Schnitt, Biegelinien und Gravur, mit Legende.
• Nichts außer der Geometrie: weder Bemaßung noch Texte noch Schriftfeld in der Schnittzeichnung.
• Ein Teil pro Datei, benannt mit Referenz, Revisionsindex, Werkstoff und Blechdicke.

Eine vollständige Anfrage führt zu schnelleren und vergleichbaren Angeboten. Geben Sie Werkstoff, Sorte und Blechdicke an (oder „Gleichwertiges zulässig“), die Stückzahlen, die Dateien (DXF, PDF-Zeichnung, STEP), die Oberflächen (siehe das Fachgebiet Oberflächenbehandlung), die kritischen Maße, ein etwaiges Materialzeugnis, die Lieferzeit und den Lieferort.

Auf Meaflow ist das Einstellen einer Anfrage kostenlos und provisionsfrei: Sie erhalten die Angebote mehrerer Dienstleister, können sie vergleichen, Fragen stellen und sich per Nachrichtenfunktion austauschen, bevor Sie sich entscheiden. Zur Strukturierung Ihrer Anfrage hilft Ihnen unser Leitfaden zum Lastenheft für die Fertigung.