Jens Bleher, Geschäftsführer TRUMPF Geschäftsfeld Lasertechnik, über den optimalen Laser in der Materialbearbeitung und die Frage, warum ein Unternehmen wie TRUMPF seinen Kunden die ganze Bandbreite der Lasertechnologien anbieten muss.

Welche Laserstrahlquelle wird in Zukunft vorwiegend in der Materialbearbeitung eingesetzt werden?

Jens Bleher: Wir sind derzeit nicht der Ansicht, dass es in der nahen Zukunft eine „disruptive technology“ geben wird, also eine neue Lasertechnologie, die alle anderen Strahlquellen ersetzen wird. Auch zukünftig wird eine große Bandbreite an unterschiedlichen Lasertechnologien im Einsatz sein. Ein Laser-Hersteller muss daher die ganze Vielfalt beherrschen und seinen Kunden die relevanten Technologien anbieten können. Deshalb setzt TRUMPF auf alle Lasertechnologien und bietet seinen Kunden für jede Applikation in der Materialbearbeitung den passenden Laser an. Damit ist TRUMPF das Unternehmen mit dem breitesten Spektrum an Laserstrahlquellen – vom CO2-Laser über Scheibenlaser, Stablaser bis zum Faserlaser. Damit unterscheiden wir uns von vielen Mitbewerbern im Markt, die teilweise nur eine oder zwei Plattformen anbieten und diese dann natürlich als das Maß aller Dinge anpreisen. 

Welche Technologie hat in Ihren Augen die Nase vorne? Faser oder Scheibe? CO2 oder Festkörper?

Jens Bleher: Um eines klarzustellen: Wir führen keine Entweder-Oder-Diskussion. Die differenzierte Betrachtung der Anwendungen zeigt, dass es nicht den einen optimalen Laser in der Materialbearbeitung gibt. Jede Technologie hat ihre Stärken, die wir im Sinne des Kunden und der jeweiligen Applikation gezielt einsetzen müssen. Daher gilt grundsätzlich in der Lasertechnik: Unterschiedliche Anwendungen stellen unterschiedliche Anforderungen an die Strahlquelle und das Produktionssystem. Dies ist in unseren Augen der entscheidende Punkt, auf den wir uns konzentrieren müssen.

Wann empfehlen Sie ihren Kunden einen Scheibenlaser, wann den Faserlaser?

Jens Bleher: Höhere Leistungen sind und bleiben ganz klar die Domäne des Scheibenlasers. Er ist für industrielle Anwendungen im hohen Multikilowatt-cw-Leistungsbereich das richtige Konzept. Die Scheibe ist eine robuste und leicht skalierbare Plattform, die es ermöglicht, kostengünstig gute bis sehr gute Strahlqualität zu erzeugen. Dort steckt für die Zukunft noch sehr viel Potenzial.
 
Der Faserlaser ist vor allem in niedrigen Leistungsbereichen bis zu mehreren hundert Watt eine gute Technologie. Damit eignet er sich immer dort für das Schweißen und Schneiden, wo sehr feine Konturen in dünnen Blechen gefragt sind. Dafür bieten wir unseren Kunden den TruFiber 300 an. Andererseits bietet aber auch der Scheibenlaser sehr schöne Möglichkeiten, wenn der Anwender sehr kurze und hohe Pulsspitzenleistungen erzielen möchte.  

Warum unterteilen Sie eigentlich die verschiedenen Technologien nach Leistungsklassen?  

Jens Bleher: Es gibt Applikationen, welche die eine Technologie besser kann als die andere. Dies schließen wir aus eigenen Erkenntnissen und den Applikationserfahrungen unserer Kunden. Derzeit sind wir der Auffassung, dass man mit der 1 µm-Wellenlänge der Festkörperlaser im Vergleich zu den 10 µm des CO2-Lasers aus physikalischen Gründen nicht optimal schneiden kann. Dies gilt vor allem für dickere Bleche.
Die Universalschneidmaschine basiert derzeit auf der CO2-Technologie, auch, weil beim CO2-Laser aufgrund der jahrzehntelangen Anwendung die Schneiderfahrungen und Prozesskenntnisse deutlich größer sind. Wenn der Anwender ausschließlich Dünnbleche und Folien schneiden möchte, kann ein Festkörperlaser aufgrund der Geschwindigkeitsvorteile durchaus interessant sein.

Daher bieten Sie auch ein Schneidsystem auf Festkörperbasis an?

Jens Bleher: Wir würden unserer Rolle als Technologieführer nicht gerecht, wenn wir nicht auch Schneidsysteme mit einem Festkörperlaser für 2-D- und 3-D-Anwendungen anbieten würden. Dies tun wir übrigens schon seit mehr als zwei Jahrzehnten und haben hier einen Marktanteil von mehr als 50 Prozent. Die Kunden stammen vor allem aus Bereichen, die ausschließlich Dünnbleche mit einer hohen Geschwindigkeit schneiden. Und genau hier spielt der Festkörperlaser seine Vorteile aus.

Welche Anforderungen sollte ein Laser erfüllen, um mit ihm effizient schneiden zu können?

Jens Bleher: Der Schneidprozess muss sehr robust sein und der Anwender möchte mit der Maschine alle möglichen Bleche flexibel bearbeiten können – auch in kleinen Losgrößen. Daher muss eine Laserschneidanlage ein sehr breites Bearbeitungsspektrum ermöglichen. Zudem muss der Laser dem Anwender eine hohe Prozesssicherheit garantieren. Und auch ein ausreichend großer Schnittspalt ist wichtig, um die Bauteile sicher vereinzeln zu können.   

Wer also in der Blechbearbeitung flexibel sein möchte, setzt nur noch CO2-Laser ein?

Jens Bleher: So einfach ist es dann doch nicht. Die Bedeutung von Festkörperlasern auch in der flexiblen Blechbearbeitung wird zunehmen. Und dies nicht nur beim Schneiden, sondern vor allem beim Schweißen. Unsere Kunden erkennen zunehmend das Laserschweißen als wirtschaftlich sinnvolle Ergänzung in der Prozesskette Blech – überwiegend beim Fügen dünner bis mittel dicker Bleche von 0,6 bis 6 mm. Hier eignen sich Festkörperlaser vor allem aufgrund ihrer Lasernetzwerkfähigkeit.

Für Schweißanwendungen, die eine hohe Strahlqualität bei Leistungen im Multikilowatt-Bereich erfordern, zum Beispiel beim Remote-Schweißen in der Automobilindustrie oder bei schlanken und tiefen Nähten, sind Scheibelaser – wie etwa aus unserer TruDisk Baureihe – das richtige Konzept.

Die Gründe sind vor allem technischer Natur: Beim Scheibenlaser bleibt – anders als beim Faserlaser – die Leistungsdichte im Inneren des Resonators auch bei hohen Leistungen weit unterhalb der kritischen Zerstörquelle des Lasermediums. Durch die bauartbedingte Unempfindlichkeit gegenüber Rückstrahlungen muss der Anwender zudem beim Scheibenlaser keinen Ausfall der Strahlquelle befürchten, falls eine Rückreflexion vom Bauteil erfolgt. Daher ermöglicht der Scheibenlaser eine bessere Anlagennutzung und damit eine deutlich bessere Produktivität.

Auf welcher Technologie wird der Laser der Zukunft basieren?

Jens Bleher: Die Schlüsseltechnologie der nahen Zukunft ist ohne Frage die Diode. Diodengepumpte Festkörperlaser, aber auch der Dioden-Direktlaser, werden in unseren Augen eine zunehmend wichtigere Rolle spielen. Die Diode wird somit zum zentralen Element für alle Laser. Um es genauer zu sagen: Sie ist es bereits!
Entscheidend ist daher, sich die nötige Kompetenz beim Thema Diode anzueignen. Wichtige Stichworte sind die Halbleitertechnik und Konfektionierung. Hier baut TRUMPF schon seit vielen Jahren das nötige Know-how auf, um auch zukünftig Technologieführer bei den industriellen Lasern und Lasersystemen zu sein.