Richtlinien für Rohrlaserteile

Ein häufiges Problem bei der Konstruktion von Bauteilen aus Rohren und Profilen ist, dass in den Ecken des Rohres keine Radien gekennzeichnet sind oder dass das Bauteil ein falsches Verhältnis zwischen innerem und äußerem Radius aufweist.

Bei der Konstruktion ist daher zu beachten, dass zwingend jede Ecke des Rohres Radien besitzt. Der innere Radius muss dabei mindestens einem Maß von 1 mm entsprechen. Das Maß des äußeren Radius ergibt sich durch die Summe aus Wandstärke und Maß des inneren Radius (Außenradius = Innenradius + Wandstärke).

Diese Radien dienen ausschließlich zur Gewährleistung der gleichbleibenden Wandstärke für die Analyse durch unsere Plattform und haben nichts mit dem gefertigten Bauteil zu tun — hier gelten die entsprechenden Normen des Halbzeugs.

Laserhub bietet sowohl 2D- als auch 3D-Rohrlaserschneiden an.
Beim 2D-Rohrlaserschneiden steht der Schneidkopf des Lasers immer 90° zum Material. Dies führt dazu, dass alle Ausschnitte stets senkrecht durch die Wand des Rohres verlaufen und Kanten, welche schräg oder nicht über die vollständige Materialstärke definiert sind, teilweise kürzer ausfallen.
Der Schneidkopf beim 3D-Rohrlaserschneiden hingegen kann durch die präzise und flexible Steuerung auf mehreren Achsen Schrägen mit einem Winkel von bis zu ± 45° erzeugen. Dabei kann der 3D-Schnitt entlang der 3D-Konstruktion durchgeführt werden.

Auch hier ist zu beachten, dass durch das 2D-Rohrlaserschneiden immer 90 Grad zur Oberfläche geschnitten wird. Dies hat zur Folge, dass runde / zylindrisch gezeichnete Löcher (linkes Loch) ellipsenförmig ausfallen (rechtes Loch). Damit sind die Löcher nicht für Schraubgewinde geeignet.

Betrachtet man die konstruierten Löcher im Querschnitt, so sorgt das 2D-Rohrlaserschneiden dafür, dass Löcher an der Außenwand des Rohres weiter und ellipsenförmig ausfallen (vergleichend durch K als konstruierte Form und P als produzierte Form dargestellt). Der Lochdurchmesser an der Innenwand des Rohres entspricht dem konstruierten Lochdurchmesser.

CAD-Dateien, welche für 3D-Rohrlaserteile konstruiert wurden, aber dann in 2D-Rohrlaserteile konvertiert werden, können dazu führen, dass die Bauteile nicht immer “passgenau” miteinander verbunden werden können.

Da die Beladung der Rohrlaserschneidmaschine in Bündeln stattfindet, kann keine genaue Position der Schweißnaht festgelegt werden. Daher besteht die Möglichkeit, dass identische Zuschnitte unterschiedliche Positionen der Schweißnaht aufweisen, wenn dafür mehrere Rohre benötigt werden.

Falls eine genaue Positionierung der Schweißnaht notwendig ist, bitten wir Sie darum, dies im „Kommentar für Laserhub“ mitzuteilen und darüber hinaus in der technischen Zeichnung zu vermerken. Wir prüfen daraufhin die Machbarkeit.

Bei größeren Ausschnitten in Rohren kann es zu einem starken Verzug der Bauteile kommen. Um die Produktion sicherzustellen, können vom Produzenten auch Stege zwischen den Ausschnitten konstruiert werden, um ein Aufziehen oder Zusammenklappen des Rohrs beim Schneiden zu verhindern.

Unter Umständen bietet es sich für Ihre Produkte an, die aufgrund der langen Schenkel bislang nicht biegbaren Zuschnitte nun aus dem Rohr zu schneiden oder sich „teurere Biegeschritte“ zu sparen.

Wichtig ist hierbei, dass das Rohrprofil zumindest an einer Stelle den vollen Umfang des Rohres abbildet. Für diesen Zweck bietet es sich an, mit dünnen Stegen zu arbeiten, die den gewünschten Zuschnitt mit dem notwendigen, kompletten Rohrprofil verbinden. Eine Stegbreite von 0,5 x Wandstärke bietet sich hierfür an. Die Stege müssen im Anschluss wieder entfernt werden.

Wenn Material beim Rohrlaserschneiden ausgetrieben wird und sich dieses an der gegenüberliegenden Innenseite festsetzt, spricht man vom “Spat”.

Die Spatbildung hängt von folgenden Parametern ab:

• Wandstärke: Je dicker die Wandstärke, desto mehr Material wird beim Laserschneiden ausgetrieben. Daher führt eine größere Wandstärke zu mehr Spat.
• Innendurchmesser des Rohrzuschnitts: Durch einen größeren Rohrdurchmesser hat der ausgetriebene Materialschmelz beim Fallen mehr Zeit zum “abkühlen”. Daher führt ein größerer Durchmesser zu weniger Spat an der gegenüberliegenden Seite.
• Auswahl des Fertigungsmaterials: Glatte sowie gefettete Rohre sind gegenüber rohen und trockenen Rohren unempfindlicher.

Auch wenn der Laserschnitt ziemlich präzise ist, gibt es Grenzen, bei denen durch zu hohen Energieeintrag auf wenig Fläche nicht mehr die gewünschte Qualität erzielt werden kann. Daher sollten die Mindestmaße bei der Konstruktion der Metallteile beachtet werden:

• Mindestmaße Lochdurchmesser = 0,7 x Materialstärke
• Mindestmaße Steg- und Schlitzbreite = 0,7 x Materialstärke (z.B. bei Lüftungsöffnungen)
• Mindestmaße Bauteilgröße 20 x 20 mm

Um eine bessere Schneidqualität zu gewährleisten, fertigen wir Laserteile grundsätzlich mit einem Eckenradius von mindestens 0,3 Millimeter (je nach Materialstärke kann dieser auch stark nach oben abweichen).

Sollten Sie konstruktionsbedingt keine verrundeten Ecken wünschen, geben Sie uns bitte im Kommentarfeld Ihrer Bestellungen einen Hinweis darauf, dass Sie „spitze Ecken“ wünschen. Dies gilt nur für Außenecken.

Sofern Beschriftungen ausgeschnitten werden sollen, ist zu beachten, dass die ausgeschnittenen Innenteile beim Laserschneiden ebenfalls ins Rohr fallen können. Um diese Reststücke zu erhalten und mitliefern zu können, müssen diese mit dem Rest des Rohrs mit einem Steg verbunden werden.