Mit dem IR-20 gibt es jetzt ein 20-W-Faserlasermodul zum Nachrüsten von fast allen Sculpfun-Modellen (S6-A9 und S40/S70). Mit 20 W Leistung kann man sogar (dünne) Metalle schneiden und natürlich ausgezeichnet gravieren.
Technische Daten:
| Leistung | 20 W |
| Wellenlänge | 1064 nm |
| Frequenz | 30 – 60 kHz |
| Spotgröße | 0,05 mm |
Inbetriebnahme
Zur Installation bietet Sculpfun ein Video-Tutorial:
Erklärung der Einstellungen
Bei diesem Laser lassen sich neben der Geschwindigkeit und der Leistung auch die Frequenz einstellen. Für die meisten Nutzer von Diodenlasern ist das ein neuer Parameter, den ich hier kurz erklären will:
Frequenz
Frequenz bedeutet, wie viele Laserpulse pro Sekunde der Laser abgibt. 30–60 kHz heißt 30.000 bis 60.000 Pulse pro Sekunde. Die mittlere Leistung bleibt 20 W, sie verteilt sich aber auf mehr oder weniger Pulse. Dadurch ändert sich die Energie pro Puls: Energie pro Puls = Leistung ÷ Frequenz.
Konkrete Zahlen (bei 100 % Leistung, weniger ist dann natürlich analog weniger Energie)
- Bei 30 kHz: 20 W ÷ 30.000 ≈ 0,000667 J = 0,667 mJ pro Puls.
- Bei 60 kHz: 20 W ÷ 60.000 ≈ 0,000333 J = 0,333 mJ pro Puls.
Was bedeutet das in der Praxis?
- Niedrige Frequenz (≈30 kHz): Weniger Pulse, dafür ist jeder Puls stärker. Das ist gut für tieferen Materialabtrag pro Puls oder Kerben/Gravuren mit mehr Kontrast. Kanten können rauer sein, „Spritzer“ sind wahrscheinlicher.
- Hohe Frequenz (≈60 kHz): Mehr Pulse, aber jeder Puls ist schwächer. Das ist gut für glattere, gleichmäßigere Oberflächen, feine Markierungen und geringere Mikrorisse. Der Prozess wirkt „sanfter“, braucht aber oft höhere Scangeschwindigkeit, damit sich Wärme nicht aufstaut.
Merksatz: Frequenz rauf → Pulsenergie runter (feiner, glatter). Frequenz runter → Pulsenergie rauf (kräftiger, tiefer). Die optimale Einstellung hängt von Material, gewünschter Tiefe und Oberflächenqualität ab.
Für Schneidprozesse sind höhere Energien bei niedrigeren Frequenzen vorteilhaft, für Markierungen höhere Frequenzen.
Zusammenhang mit der Geschwindigkeit
- Hohe Geschwindigkeit: Der Laser verweilt kürzer an jeder Stelle. Es kommt weniger Energie pro Millimeter an, die Pulse liegen weiter auseinander, überlappen sich weniger. Ergebnis: flacher, kühler Prozess, oft etwas rauere Textur, dafür geringe Wärmeeinflusszone.
- Niedrige Geschwindigkeit: Längere Verweilzeit, mehr Energie pro Millimeter, die Pulse liegen dichter und überlappen stärker. Ergebnis: tieferer Abtrag/Schweißnaht, glattere Oberfläche möglich, aber mehr Wärmeeintrag und potenziell Grat oder Verfärbung.
Zusammenspiel mit der Frequenz beim IR-20 (30–60 kHz):
- Erhöht man die Frequenz, wird jeder einzelne Puls schwächer, aber es kommen mehr Pulse hintereinander. Bei unveränderter Geschwindigkeit steigt die Überlappung.
- Senkt man die Frequenz, wird jeder Puls stärker, aber es gibt weniger Pulse; die Überlappung nimmt bei gleicher Geschwindigkeit ab.
Praxis-Tipp: Wenn die Frequenz erhöht wird und das Bearbeitungsbild gleichbleiben soll, muss die Scangeschwindigkeit entsprechend mit erhöht werden. Beispiel: Für einen Spot von etwa 50 Mikrometern sind bei 50 kHz rund 1,25 m/s für mittlere Überlappung typisch; bei 60 kHz etwa 1,5 m/s, um denselben visuellen Eindruck zu behalten. Diese Geschwindigkeiten kann man mit den zur Verfügung stehenden Lasersystemen allerdings nie erreichen. Es ist also nicht möglich, eine Überlappung (Pulsabstand für 50 % Überlappung: 25 µm) zu vermeiden. Das Verhältnis bleibt aber trotzdem gleich.
