Benötigte Leistung zum Platinenlasern

OP #3587135
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Wieviel Leistung wäre eigentlich minimal nötig um brauchbare Platinen zu 
lasern?
Eine kurze Googlerecherche sagt Kommerziele Gravurlaser haben ca 40Watt 
Leistung, und beim Lasergravieren wird bis zu 200mikrometer Abgetragen.
Geht man jetzt ganz naiv davon aus dass die benötigte Leistung 
Proportional zur Materialdichte ist kommt man mit 18mikrometer Platinen 
auf 3.6W Laserleistung. Dazu kommt noch das die Wärmeableitung bei so 
dünnen Platinen ja deutlich geringer sein dürfte als bei einem massiven 
Werkstück.

40Watt Lasergravurmaschinen werden Typischerweise mit 200-300mm/s 
beworben.
Ich könnte durchaus mit 20-30mm/s leben. Macht also ca 360mW und damit 
durchaus im für Hobbyisten zugänglichem Leistungsbereich?(entsprechende 
Sicherheitsvorkehrungen (Abschließbare Box, Schalter im Deckel schaltet 
Laser) vorausgesetzt.)
#3587429
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> 40Watt Lasergravurmaschinen werden Typischerweise mit 200-300mm/s
> beworben.
> Ich könnte durchaus mit 20-30mm/s leben. Macht also ca 360mW und damit
> durchaus im für Hobbyisten zugänglichem Leistungsbereich?
Ich glaube nicht, dass es so einfach ist, das Ganze einfach 10fach 
zeitlich runter zu skalieren. Damit das klappt, müsstest du ja auch den 
Wärmetransport entsprechend verlangsamen. Wenn das Ganze so langsam 
abläuft, wird die Wärme zu gut abtransportiert, die wirst also auch 
trotz des langsamen Vorschub immer noch einiges an Laserleistung 
brauchen. Ansonsten könntest du ja mit jedem Laserpointer gravieren, 
wenn du es nur entsprechend langsam tust.
#3587462
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Ein Kumpel von mir betreibt eine Laserschneidanlage. Seiner Aussage nach 
ist Kupfer ein sehr schwieriges Material, vor allem wegen dessen guten 
Wärmeleitungs- und Reflexionseigenschaften. Zum Beispiel bestehen die 
Ablenkspiegel in seiner Trumpf-Maschine aus poliertem Kupfer. Und die 
arbeitet mit Leistungen im kW-Bereich...
#3587651
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Christian V. schrieb:
> Proportional zur Materialdichte ist kommt man mit 18mikrometer Platinen
> auf 3.6W Laserleistung.

Christian V. schrieb:
> 40Watt Lasergravurmaschinen werden Typischerweise mit 200-300mm/s
> beworben.
> Ich könnte durchaus mit 20-30mm/s leben. Macht also ca 360mW

Damit bist du also im Bereich eines Laserpointers.
Prima, dann halt doch mal einen Laserpointer auf ne Platine und schau 
was passiert.
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Gast #3587731
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Christian V. schrieb:
> Eine kurze Googlerecherche sagt Kommerziele Gravurlaser haben ca 40Watt
> Leistung, und beim Lasergravieren wird bis zu 200mikrometer Abgetragen.

Wenn das 'ne ordentliche Recherche gewesen wäre, dann hättest Du das 
Funktionsprinzip der Graviererei auf Metallen verstehen können.

Diese Art Laser, z.B. YAG, auch Frequenz-verdoppelt, -verdreifacht je 
nach zu bearbeitendem Material, werden ge-QSwitched, gütegeschalten.

D.h. die Güte des Laserresonators wird laufend verändert, damit sich im 
Lasermedium Energie aufbaut, die dann als hochenergetischer Lichtimpuls 
entlassen wird, sobald der Resonator auf hohe Güte geschaltet wird.

Zusammen mit 'nem Auskoppelspiegel, der eine höhere Durchlässigkeit als 
ein solcher für den Dauerstrichmode besitzt, können so Lichtimpulse im 
Kilowattbereich entstehen, 50kW pro Einzelpuls sind keine Hexerei.

Der energiereiche, aber sehr kurze Lichtimpuls ist in der Lage das 
Metall zu verdampfen, ohne dabei das umliegende Material stark zu 
erwärmen.

Das ist das Prinzip.

Je höher die Pulsenergie und je kürzer der Puls, desto selektiver der 
Abtrag, da wird's dann völlig egal, ob das ein 0,1mm Blech oder ein 
massiver Kupferblock ist, das Material kann diese hohe Energiedichte 
nicht schnell genug ableiten und verdampft.

Und jetzt klopf mal die angedachten Laser auf diese Eigenschaften ab.

Wobei auch ein 500mW gütegeschaltener Laser Metall abtragen kann, aber 
eben nicht in Konfiguration einer CW-Laserdiode oder eines 
CO2-China-Heizmichels aus dem Ebay.

Christian V. schrieb:
> Macht also ca 360mW und damit
> durchaus im für Hobbyisten zugänglichem Leistungsbereich?

Die Technik um die Impulserzeugung herum ist der tatsächliche 
Kostenfaktor und das bekommst Du auch nicht mit Verminderung der 
mittleren Ausgangsleistung in einen Bastler-tauglichen Bereich.

Eher umgekehrt, je niedriger die mittlere Ausgangsleistung ist, desto 
empfindlicher wird das System auf Verluste, 20Watt hat da mehr Reserve.
Gast #3588326
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Platinen zu Lasern ist eine Schweinerei. Erst reflektiert das Kupfer, 
und wenn's dann mal weg ist, frisst sich der Strahl in das GFK, und 
erzeugt viel Qualm. Das GFK unter dem Kupfer ist natuerlich schon 
verkohlt. Man koennte nun eine Regelung entwerfen, die die Leistung 
zuruecknimmt, sobald es zu qualmen beginnt...

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