Laser hinterlassen wertvolle Eindrücke
Beim Begriff Laser denken viele zuerst an Werke aus dem Bereich der Science-Fiction wie Star Wars oder Dune. Dabei ist die Lasertechnologie längst Teil unserer Gegenwart. In zahlreichen Dienstleistungen und Produkten, die wir täglich nutzen, steckt bereits seit Jahren Lasertechnik. Dabei spielen industrielle Laser eine wichtige Rolle. Wer erwägt, einen Industrielaser zu kaufen, sollte sich jedoch vorab grundlegend mit der Technologie sowie möglichen Einsatzgebieten und Vorzügen beschäftigen. Denn zwischen Industrielasern kann es grosse Unterschiede geben.
Die Themen im Überblick:
- Was ist ein Industrielaser?
- Welche Laserarten finden in der Industrie vor allem Verwendung?
- Welche Vorteile bieten industrielle Laser?
- In welchen Bereichen finden Industrielaseranlagen vor allem Verwendung?
- Entstehung, Entwicklung und Zukunft der Lasertechnologie
- Weiterführende Tipps im Web und auf KMU-Marketing-Blog.ch
Was ist ein Industrielaser?
Lasermedium
Stoff, in dem sich die Lichtverstärkung durch stimulierte Emission ereignet.
Pumpe
Energiequelle, um Atome oder Moleküle im Lasermedium anzuregen.
Resonator
Vorrichtung zur Erzeugung eines gebündelten Laserstrahls, die meistens aus Spiegeln besteht.
Welche Laserarten finden in der Industrie vor allem Verwendung?
Inzwischen existieren zahlreiche unterschiedliche Laserarten. Diese eignen sich für unterschiedliche Anwendungen. Im industriellen Kontext finden vor allem folgende Lasertypen Verwendung:
CO2-Laser
erzeugen Infrarotlicht in einem Gasgemisch und dienen häufig zur Materialbearbeitung.
Faserlaser
verstärken Licht effizient in einer dotierten Glasfaser und sind oft das Herzstück von Anlagen zur Laserbeschriftung für die Industrie.
Nd:YAG-Laser
zeichnen sich als Festkörperlaser durch eine hohe Energiedichte aus und eignen sich ideal für dreidimensionale Bearbeitungsaufgaben.
Welche Vorteile bieten industrielle Laser?
Auch wenn sich die einzelnen Laserarten im Detail unterscheiden, existieren einige Vorzüge, die sich von anderen Techniken unterscheiden. Besonders wichtig sind je nach Einsatzweck vor allem folgende Aspekte:
Effizienz
Moderne Laser haben einen hohen Wirkungsgrad und arbeiten sehr effizient bezüglich des Bedarfs an Energie und Werkstoffen. Das rechnet sich nicht nur ökonomisch durch geringere Betriebskosten, sondern reduziert auch den ökologischen Fussabdruck.
Flexibilität:
Laserstrahlen ermöglichen die Bearbeitung von unterschiedlichsten Materialien wie Aluminium, Glas, Stahl sowie Kunst- und Verbundwerkstoffen. Dabei lassen sich Parameter wie Wellenlänge und Pulsdauer genau auf verschiedene Einsatzszenarien abstimmen.
Geschwindigkeit
Laser sind Alternativtechnologien oft in puncto Geschwindigkeit überlegen. So schafft etwa ein professionelles Laserbeschriftungsgerät für die Industrie bis zu 16 Meter pro Sekunde.
Integrierbarkeit
Industrielaseranlagen lassen sich optimal in industrielle und automatisierte Prozesse integrieren sowie mit Kamerasystemen, Robotern und weiteren Komponenten verbinden. So stellen sie ein wichtiges Element der Industrie 4.0 dar.
Konsistenz
Moderne Laseranlagen liefern identische Ergebnisse über sehr viele Produktionszyklen hinweg. Insbesondere treten keine Beeinträchtigungen durch mechanischen Verschleiss auf.
Langlebigkeit
Die durch Laserstrahlen durchgeführten Modifikationen sind dauerhaft. Durch die Unempfindlichkeit gegen Lösungsmittel und andere Chemikalien eignet sich die Technologie besonders für Anwendungen, bei denen lebenslange Nachweisbarkeit und Fälschungssicherheit entscheidend sind.
Qualität
Weil sich Laserstrahlen stark fokussieren lassen, ermöglicht die Technologie eine exakte Bearbeitung. Das gilt selbst für Mikrostrukturen und macht aufwendige Nachbearbeitungen überflüssig.
Wartungsfreundlichkeit
Moderne Laseranlage enthalten so gut wie keine Komponenten, die verschleissen können. Dadurch entfalten kostspielige Wartungsarbeiten weitestgehend.
In welchen Bereichen finden Industrielaseranlagen vor allem Verwendung?
Laser kommen mit der stetigen Weiterentwicklung der Technologie in immer mehr Branchen zum Einsatz. Die umfangreiche Liste reicht hier von A wie Automobilindustrie über M wie Maschinenbau und Medizintechnik bis Z wie Zahntechnikfertigung.
Typische Einsatzgebiete sind dabei:
Laserschneiden und -bohren
Hier dienen industrielle Laser dazu, Werkstoffe aktiv zu gestalten. Dabei sind die verwendeten Techniken auf Material und Anforderungsprofil abgestimmt. Grosse Bedeutung hat etwa das Laserschneiden von Blechen, Profilen und Rohren – etwa aus Edelstahl, Aluminium und anderen Metallen oder Metalllegierungen. Das thermische Trennverfahren liefert besonders saubere Schnittkanten, sodass kostenintensive Nachbearbeitungen meistens komplett entfallen. Mit der Lasertechnik lassen sich zudem Löcher hochpräzise in unterschiedlichste Werkstoffe – selbst in harte Verbundwerkstoffe – bohren. Dabei sind selbst kleinste Bohrungen möglich, die mit mechanischen Techniken teilweise nicht realisierbar wären.
Laserschweissen und -löten
Laserstrahlen lassen sich aber nicht nur einsetzen, um Materialien zu zerteilen oder zu durchbohren, sondern auch, um sie zu verbinden. So dient beim Laserschweissen ein gebündelter Laserstrahl zum lokalen Erhitzen mehrerer Materialkomponenten. Dadurch schmelzen diese zuerst und verbinden sich dann beim Abkühlen miteinander. Die Technik zeichnet sich durch sehr schmale Schweissnähte sowie hohe Prozessgeschwindigkeiten aus und findet etwa in der Automobiltechnik bei der Verbindung von Karosserieteilen Verwendung. Beim damit verwandten Laserlöten geht es darum, ein Lötmaterial – in der Regel auf elektronische Leiterplatten – aufzutragen. Die Technologie eignet sich besonders für hochpräzise Anforderungen und empfindliche Bauteile – beispielsweise bei ultrakompakten elektronischen Schaltkreisen.
Laserbeschriftung und -gravur
Bei der Laserbeschriftung und -gravur geht es darum, auf unterschiedlichsten Materialien Kennzeichnungen aufzubringen.
Dabei handelt es sich vor allem um Texte, Seriennummern oder Logos.Es gibt allerdings einen wichtigen Unterschied zwischen Lasergravur und -beschriftung. Laserbeschriftungsanlagen erzeugen nämlich eine sichtbare Markierung, ohne dass es zum Materialabtrag kommt. Daher ist das Verfahren, das etwa für Barcodes oder Typenschilder zum Einsatz kommt, besonders materialschonend und schnell. Im Gegensatz dazu trägt ein Laser bei der Gravur Materialschichten ab, indem der Strahl die Oberfläche an genau definierten Partien verdampft oder zudem noch aufschmilzt. Dadurch erzeugen Lasergravuranlagen eine ertastbare Reliefstruktur im Material. Lasergravuren sind extrem langlebig sowie widerstandsfähig und dienen zum Beispiel zur dauerhaften Kennzeichnung von Komponenten beim Maschinen- und Werkzeugbau oder in der Medizintechnik.
Diagnose- und Messtechnik
Laserstrahlen dienen in der Industrie auch als Teil von Anlagen aus dem Bereich Diagnose- und Messtechnik. Mithilfe geeigneter Strahlen lassen sich nämlich eine Vielzahl physikalischer Grössen – nicht nur Entfernungen und Geschwindigkeiten, sondern etwa auch chemische Zusammensetzungen oder Schwingungen – ermitteln. Beispiele für den Einsatz der Lasertechnologie in diesem Segment sind:
- Laserinferometer: zählen im industriellen Bereich zu den genauesten Systemen für die Längenmessung und finden beispielsweise bei der Abnahme von Werkzeugmaschinen Verwendung.
- Laserinduzierte Plasmaspektroskopie: ermöglicht die Ermittlung der Materialzusammensetzung in Echtzeit und lässt sich für die Qualitätssicherung verwenden.
- Laser-Scan-Systeme: Präzise Erfassung von dreidimensionalen Geometrien – ideal für den Anlagen- und Fabrikbau.
Entstehung, Entwicklung und Zukunft der Lasertechnologie
Die Lasertechnik existiert zwar bereits seit Jahrzehnten. Dennoch gibt es immer noch spannende Neu- und Weiterentwicklungen. Um die Zukunft und damit die Potenziale der Technologie abzuschätzen, hilft es, Entstehung und wichtige Meilensteine zu skizzieren.
Die Entstehung des Lasers
Die theoretischen Grundlagen der Lasertechnologie schuf eine bekannte Persönlichkeit, die aber nur wenige Menschen damit in Verbindung bringen:
Albert Einstein. 1917 legte der Vater der Relativitätstheorie mit seinen Ausführungen zum «Prinzip der stimulierten Emissionen» den entscheidenden Grundstein.Überraschenderweise dauerte es noch bis in das Jahr 1953, bis sich mit Charles H. Townes – der später den Nobelpreis erhielt – ein Forscher diese Überlegungen zunutze machte. Ergebnis war der auf Mikrowellen beruhende Maser. 1960 gelang es schliesslich Theodore Harold Maiman, den ersten funktionsfähigen Laser zu entwickeln.
Wichtige Entwicklungen der Lasertechnologie
1962 entstand der erste Halbleiter- bzw. Diodenlaser, was nicht nur die Industrie, sondern auch unsere Kommunikation nachhaltig beeinflussen sollte. Zwei Jahre später sorgte der erste – vor allem für die Materialbearbeitung eingesetzte – CO₂-Laser für Aufsehen, da er beim Schneiden und Gravieren von unterschiedlichen Materialien ganz neue Möglichkeiten bot. In den nächsten Jahrzehnten setzte sich die Lasertechnologie sukzessive in immer mehr industriellen Kontexten durch. Das lag auch daran, dass bei Industrielasern Herstellern nicht nur Optimierungen durch verbesserte Diodenlaser, sondern auch Neuentwicklungen in Form von effizienten Faserlasern gelangen. Heute werden industrielle Laser immer stärker in automatisierte Fertigungslinien integriert.
Die Zukunft der industriellen Lasertechnik
Es ist zu erwarten, dass industrielle Laser in Zukunft eine noch höhere Präzision bieten. Dadurch stellen sie für die immer kleiner werdenden elektronischen Bauteile eine essenzielle Technik dar. Gleichzeitig dürfte sich der Grad an Automatisierung weiter erhöhen, sodass etwa Laserbeschriftungsanlagen eine wichtige Rolle im Rahmen der Industrie 4.0 und des Trendthemas Smart Factory darstellen. Der Fokus liegt dabei nicht nur auf einer höheren Produktionsgeschwindigkeit und Effizienz, sondern auch auf Nachhaltigkeit. Denn so lassen sich Materialabfall und Energieverbrauch weiter minimieren.
© KMU-Marketing-Blog.ch, 23.10.2025, Autorenteam
Quellen
- adhmt.com
- csp.fraunhofer.de
- elepcb.com
- eqphotonics.de
- ipm.fraunhofer.de
- ifam.fraunhofer.de
- industrialmachinerydigest.com
- industrystock.de
- justlaser.com
- laser.physio
- laserline.com
- laserline.com
- mordorintelligence.com
- mum.de
- produktion.de
- renishaw.com
- spektrum.de
- wikipedia.org
- wissenschaft.de
- world-of-photonics.com
