DIY Metall-Laserschneider im Kleinformat: Eine kompakte luftgekühlte Lösung mit Au3tech

Einführung

Der Bau einer Laserschneidmaschine für Metall war früher ein komplexes und ressourcenintensives Projekt, das oft großen Fabriken mit ausreichend Platz, Budget und technischer Unterstützung vorbehalten war. Herkömmliche Systeme erforderten nicht nur eine Laserquelle und eine Bewegungsplattform, sondern auch zusätzliche Infrastruktur wie Wasserkühler und Rohrleitungen sowie eine laufende Wartungsplanung.

Heute ändert sich das allmählich. Mit der Entwicklung der luftgekühlten Faserlasertechnologie ist ein praktischerer und leichter zugänglicher Ansatz entstanden. Statt sich auf große Industrieanlagen zu konzentrieren, bauen immer mehr Nutzer kompakte, effiziente Laserschneidsysteme, die sich einfacher installieren, bedienen und warten lassen.

Für kleine Werkstätten, Start-ups und sogar Einzelpersonen, die selbst Maschinen bauen, eröffnet dies einen deutlich realistischeren Einstieg ins Laserschneiden von Metall.

Warum luftgekühlte Lasersysteme immer mehr zur bevorzugten Wahl werden

Einer der größten Unterschiede zwischen herkömmlichen und neueren Lösungen liegt in der Kühlmethode. Wassergekühlte Systeme sind zwar effektiv, bringen jedoch zusätzliche Komplexität mit sich, die sich auf fast alle Bereiche der Maschine auswirkt – von der Planung des Aufbaus bis zur langfristigen Wartung.

Luftgekühlte Lösungen vereinfachen den Aufbau, da sie keinen externen Kühler benötigen. Dadurch verringert sich die Stellfläche der Maschine, und die Installation wird deutlich unkomplizierter. Zugleich bedeuten weniger Komponenten auch weniger mögliche Fehlerquellen, was die langfristige Zuverlässigkeit erhöht.

Für Nutzer mit begrenztem Platz oder knappem Budget ist diese Einfachheit oft wichtiger als eine maximale Schneidleistung. So können sie sich darauf konzentrieren, ein praktisches, überschaubares und im Laufe der Zeit erweiterbares System aufzubauen.

Kernkomponenten (empfohlene Produkte)

Selbst bei einem vereinfachten DIY-Aufbau hängt die Leistung der Maschine stark davon ab, wie die Kernkomponenten ausgewählt und aufeinander abgestimmt werden. Für kompakte Anwendungen zum Metallschneiden sind Konfigurationen der Mittelklasse in der Regel der praktischste Ausgangspunkt, da sie Kosten und Benutzerfreundlichkeit in Einklang bringen.

Damit die Auswahl leichter fällt, finden Sie hier eine Empfehlung für eine Kombination, die sich in der Praxis bewährt hat:

Laserquelle (Faser)

• 800-W-Faserlaser (RFL-C800A1, JFSC-800M)
• 1200-W-Faserlaser ( RFL-C1200A1, JFSC-1200M)

Bitte beachten Sie das linke Bild für RFL-800A1 und RFL-C1200A1 und das rechte Bild für JFSC-800M und JFSC-1200M.

Diese Leistungsbereiche eignen sich gut für Maschinen mit kleinem Arbeitsbereich und lassen sich leichter in kompakte Anlagen integrieren.

Bei einer Kombination aus Blaulicht- und Faserlaser muss die passende Laserkonfiguration noch genauer geklärt werden, zum Beispiel:

• Blaulichtlaser: S70

• Faserlaser: RFL-C800A1, JFSC-800M,  RFL-C1200A1, JFSC-1200M

Schneidkopf mit Luftkühlung

Schneidkopf mit Luftkühlung und manuellem Fokus

• A50M (manueller Fokus, leicht, preisgünstig)

Das linke Bild oben zeigt ein Modell des A50M, während das rechte Bild eine echte Aufnahme des A50M zeigt.

Autofokus-Schneidkopf mit Luftkühlung

• A130E (Autofokus, stabiler und benutzerfreundlicher; dieser Schneidkopf kommt derzeit in SF-CutAir zum Einsatz und bietet ein umfassenderes Gesamterlebnis sowie eine einfachere Bedienung.)

Die Wahl hängt davon ab, ob Sie eher die Anfangskosten oder die langfristige Nutzbarkeit priorisieren.

Luftgekühltes Schneidsystem

Luftgekühltes Schneidsystem mit reiner Faserlaserquelle

Empfohlenes Modell: MCC100 (zum Schneiden kleiner Metallbleche mit reiner Faserlaserquelle)

Steuerungssystem für Blaulicht- und Faserlaser-Kombination

Empfohlenes Modell: MCC100-MIX (CutAir verwendet derzeit eine Kombination aus Blaulicht- und Faserlasern. Für DIY-Lösungen müssen das konkrete Systemmodell, die Umschaltlogik und die Anpassungsmethode jedoch noch bei der endgültigen Auswahl bestätigt werden.)

Die drei obigen Bilder zeigen das Steuerungssystem MCC100-MIX und die dazugehörigen Kabel. Sie können als Referenz für den MCC100 dienen.

Kühler

Bei herkömmlichen Faserlaserschneidanlagen ist ein wassergekühltes System üblicherweise Standard.

Ein Vorteil des in diesem Artikel besprochenen luftgekühlten Ansatzes ist jedoch, dass kein separates wassergekühltes System erforderlich ist.

Das verschafft dem gesamten System erhebliche Vorteile in Bezug auf Größe, Installation und Wartung.

Zwei praktische DIY-Ansätze

In der Praxis fangen die meisten Nutzer nicht ganz von vorn an. Stattdessen wählen sie einen klareren und strukturierteren Weg, der auf ihren Zielen, ihrem Budget und ihrer technischen Erfahrung basiert.

Derzeit haben sich zwei praktikable Ansätze bewährt, die sich bei realen DIY-Projekten sowohl umsetzen als auch skalieren lassen.

Lösung 1: Luftgekühltes System mit reiner Faserlaserquelle (Einsteiger)

Dies ist die unkomplizierteste und am weitesten verbreitete Lösung, insbesondere für Nutzer, die zum ersten Mal einen kompakten Metalllaserschneider bauen. Durch die Kombination einer Faserlaserquelle mit einem luftgekühlten Schneidkopf und einem dedizierten Steuerungssystem bleibt der Gesamtaufbau einfach und bietet dennoch eine zuverlässige Schneidleistung.

Da diese Lösung unnötige Komplexität vermeidet, lässt sie sich leichter montieren, ist kostengünstiger und eignet sich besser für Anwendungen im kleinen Format, etwa in Werkstätten, beim Prototypenbau und in der Kleinserienfertigung.

Empfohlene Konfiguration:

Faserlaserquelle:

• 800W ( RFL-C800A1, JFSC-800M): Einsteigerklasse, preisgünstig
• 1200 W (RFL-C1200A1, JFSC-1200M): stabiler, bessere Leistung

Luftgekühlter Schneidkopf:

• A50M (manuelle Fokussierung, für einfache Konfigurationen geeignet)
• A130E (Autofokus, bessere Benutzerfreundlichkeit und gleichmäßigere Ergebnisse)

Steuerungssystem:

• MCC100 (standardmäßiges luftgekühltes Faserlaserschneidsystem)

Diese Kombination bietet eine ausgewogene Mischung aus Einfachheit, Kosten und Benutzerfreundlichkeit und ist damit für die meisten Nutzer der bevorzugte Einstieg.

Lösung 2: Blaulaser- und Faserlaser-Hybridsystem (Standardklasse)

Für Nutzer, die mehr Flexibilität bei der Materialbearbeitung suchen, bietet eine Hybridlösung aus Faser- und Blaulaser zusätzliche Möglichkeiten. Mit dieser Konfiguration kann das System ein breiteres Spektrum an Materialien bearbeiten, allerdings steigt dadurch auch die Komplexität der Steuerungslogik und Integration.

Daher eignet sich diese Lösung im Allgemeinen besser für Nutzer, die bereits über Erfahrung im Maschinenbau verfügen oder Zugang zu technischem Support haben.

Empfohlene Konfiguration:

Faserlaserquelle:

• 800-W-Faserlaser: RFL-C800A1, JFSC-800M
• 1200-W-Faserlaser: RFL-C1200A1, JFSC-1200M

Blaulaserquelle:

• S70 (für Hybridanwendungen)

Steuerungssystem:

• MCC100-MIX (unterstützt die Integration von Faser- und Blaulaser)

Im Vergleich zur reinen Faserlaser-Lösung liegt der Schwerpunkt hier eher auf Erweiterbarkeit als auf Einfachheit. Dies ist eine gute Option für Nutzer, die im Laufe der Zeit fortschrittlichere oder individuell angepasste Anwendungen entwickeln möchten.

So wählen Sie die passende Konfiguration

Budget- und Einstiegsüberlegungen

Es empfiehlt sich, mit einer Einstiegsvariante eines reinen luftgekühlten Fasersystems zu beginnen.

Enthält Produkte: 800-W-Laser: RFL-C800A1, JFSC-800M; manueller luftgekühlter Schneidkopf: A50M; reines luftgekühltes Faserlaserschneidsystem:  MCC100)

Geeignet für:

• Kleine Studios
• Start-ups
• DIY-Enthusiasten
• Auslandskunden mit begrenztem Budget

Erfahrung und Stabilität

Eine standardmäßige luftgekühlte Lösung mit reinem Faserlaser kommt infrage.

Enthält Produkte: 1200-W-Laser: RFL-C1200A1, JFSC-1200M; manueller luftgekühlter Schneidkopf: A130E; luftgekühltes Schneidsystem mit reinem Faserlaser: MCC100)

Geeignet für:

• Kunden, die eine langfristige Nutzung anstreben
• Kunden, die das gesamte System später einfacher replizieren möchten
• Kunden, die ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Leistung suchen

Verbundfunktionalität und zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten

Dann ist eine Verbundlösung aus blauem Licht und Faserlaser eine Überlegung wert.

Bei dieser Art von Lösung empfiehlt es sich jedoch, vor der Auswahl die folgenden Punkte zu klären:

• Spezifisches Modell des Verbundsystems: MCC100-MIX
• Umschaltmethode zwischen blauem Licht und Faserlaser: interne Softwareumschaltung
• Optischer Pfad und Steuerlogik: Faserlaser verwenden 24-V-PWM, blaues Licht wird über 5-V-PWM gesteuert
• Kompatibilität mit entsprechenden Plattformen und Architekturen

Wichtige unterstützende Systeme

Während die Kernkomponenten bestimmen, was die Maschine leisten kann, entscheiden die unterstützenden Systeme darüber, ob sie unter realen Arbeitsbedingungen reibungslos, zuverlässig und langfristig läuft. Bei vielen DIY-Projekten wird dieser Teil oft unterschätzt - tatsächlich wirkt er sich jedoch direkt auf Stabilität, Schnittqualität und Wartungshäufigkeit aus.

Um unnötige Komplexität zu vermeiden, ist es in der Regel praktischer, aufeinander abgestimmte und bewährte Konfigurationen zu wählen, statt alles von Grund auf selbst zusammenzustellen.

Gassteuersystem

Beim Metallschneiden ist das Gassystem kein optionales Zubehör - es beeinflusst direkt Schnittqualität und Effizienz. Statt Ventile, Regler und Filter einzeln auszuwählen, kann ein komplettes Gassteuermodul den Einrichtungsprozess erheblich vereinfachen und mögliche Kompatibilitätsprobleme reduzieren.

Empfohlene Optionen:

• NNT-Doppelgas-Steuermodul (integrierte Lösung)

• SMC-Doppelgas-Steuermodul (stabilere Option in Industriequalität)

Mit diesen Lösungen können Nutzer eine sofort einsatzbereite Konfiguration verwenden und vermeiden so Versuch und Irrtum bei der Installation.

Bewegungssystem (X- / Y- / Z-Achse)

Das Bewegungssystem bestimmt, wie präzise und gleichmäßig die Maschine arbeiten kann. Selbst bei einer guten Laserquelle wirkt sich eine schlechte Bewegungssteuerung direkt auf die Schnittpräzision und -konsistenz aus.

Ein richtig abgestimmtes Servosystem gewährleistet stabile Bewegungen und eine bessere Leistung im Dauerbetrieb.

Empfohlene Konfiguration:

Leadshine-Servomotoren:

• 400W (Kompaktsysteme)
• 750W (höhere Stabilität und Tragfähigkeit)

Leadshine-Servoantriebe:

• Antriebe der L6P-Serie (abgestimmt auf Servomotoren)

Oben sind Bilder des Antriebs, Motors und der Kabel der Leadshine-L6-Serie zu sehen.

Diese Kombination bietet eine zuverlässige Balance zwischen Leistung und Kompatibilität für DIY-Maschinen im Kompaktformat.

Elektrisches System

Das elektrische System verbindet alle Komponenten zu einer vollständigen, funktionsfähigen Maschine. Ein gut konzipierter Aufbau gewährleistet nicht nur einen stabilen Betrieb, sondern verbessert auch die Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit.

Anstatt beliebige Komponenten zusammenzustellen, kann die Verwendung standardisierter und umfassend erprobter elektrischer Bauteile den späteren Aufwand für die Fehlersuche erheblich reduzieren.

Empfohlene Komponenten:

• Hauptschalter: Schneider-Trennschalter
• Schütz: Schneider LC1D-Serie
• Relais: 24-V-DC-Relaismodule
• Netzteil: industrielles 24-V-Netzteil (z. B. mit 600 W)
• Komponenten für Not-Aus und Sicherheitskreis

Ein strukturierter elektrischer Aufbau erleichtert die Fehlersuche, erhöht die Betriebssicherheit und sorgt für mehr Zuverlässigkeit im Langzeitbetrieb.

Verbrauchsmaterialien und strukturelle Aspekte

Neben dem Hauptsystem gibt es einige praktische Details, die erheblich beeinflussen können, wie benutzerfreundlich und langlebig ein DIY-Laserschneider wirklich ist. Diese werden beim ersten Aufbau oft übersehen, werden aber schnell entscheidend, sobald die Maschine regelmäßig läuft.

Verbrauchsmaterialien

Empfohlene Verbrauchsmaterialien:

• Düse: D28M11
• Schutzlinse: D20 × 3
• Keramikhalter: D28M11
• Sensorkabel: TTW (15 cm)
• Ersatzteile (empfohlen):
  • Kollimationslinse (D20 F100)
  • Fokussierlinse (D20 F50)
  • Laserschutzbrille (T5S2 0D4)

Kompaktformat-Plattform und Strukturkomponenten

Empfohlene Strukturkomponenten:

• Bewegungsplattformmodule:
  • 2X2: XY-Achse ETH17-L20-650-BC-T750, Z-Achse HST5-L10-100-BC-T400
  • 2X4: X-Achse ETH17-L20-1250-BC-T750, Y-Achse ETH17-L20-650-BC-T750, Z-Achse HST5-L10-100-BC-T400
  • 4X4: XY-Achse ETH17-L20-1250-BC-T750
• Energieketten:
  • 2*2 XY-Achse JY 30*57*1.2M R75 mit Außenhalterung, Z-Achse 30*57*0.7M R75
  • 2*4 X-Achse 30*57*1.7M mit Außenhalterung, Y-Achse 30*57*1.2M mit Außenhalterung, Z-Achse 30*57*0.7M R75
  • 4*4 XY-Achse 30*57*1.7m mit Außenhalterung, Z-Achse 30*57*0.7M R75
• Absaugung von Rauchgasen / Luftfilterung: Industrieller Rauchgasreiniger (Modell K2)

Diese Komponenten verbessern nicht nur die Zuverlässigkeit der Maschine, sondern sorgen auch für eine sauberere und besser kontrollierte Arbeitsumgebung, was bei langfristiger Nutzung immer wichtiger wird.

Für wen diese Lösung gedacht ist

Diese luftgekühlte DIY-Laserlösung ist für Nutzer gedacht, die auf flexiblere und bequemere Weise in den Bereich des Laserschneidens von Metall einsteigen möchten.

Kleine Werkstätten profitieren von der kompakten Bauweise und der vereinfachten Installation, während DIY-Nutzer die Möglichkeit schätzen, ihre eigenen Systeme aufzubauen und anzupassen. Auch Bildungseinrichtungen können diese Art von Geräten für Vorführungen und Schulungen nutzen, da sie leichter verständlich und nachzubauen ist.

Für preisbewusste Nutzer, insbesondere für diejenigen, die Kosten, Platzbedarf und Wartungsaufwand sorgfältig gegeneinander abwägen müssen, bietet diese Lösung eine praktikable Alternative zu herkömmlichen Großanlagen.

Aus dieser Perspektive geht es bei der luftgekühlten Laserschneidlösung für kleine Formate nicht einfach darum, die Anlage kleiner zu machen, sondern darum, einen DIY-Ansatz für eine bestimmte Kundengruppe auf sinnvollere Weise neu zu definieren.

Fazit

Für viele, die ihre Anlagen wirklich selbst bauen möchten, liegt die größte Bedeutung eines luftgekühlten Systems nicht nur darin, dass kein wassergekühltes Gerät mehr benötigt wird.

Noch wichtiger ist, dass das Gesamtsystem in puncto Platzbedarf, Kosten, Aufbau und Wartung einer wirklich praktikablen DIY-Lösung näherkommt.

Wenn Sie nach einem DIY-Ansatz suchen, der sich besser zum Schneiden kleiner Bleche eignet, sollten Sie die folgenden beiden Optionen genauer betrachten:

• Reine, luftgekühlte Faserlaser-Schneidlösung
• Kombinierte Lösung aus blauem Laser und Faserlaser

Die reine, luftgekühlte Faserlaser-Lösung eignet sich besser als vorrangiger Ansatz für die Gegenwart; die kombinierte Lösung aus blauem Laser und Faserlaser eignet sich eher als fortgeschrittene Erkundungsrichtung für die Zukunft.

Wenn Angaben zum Schneidkopfmodell, Systemmodell, Lasermodell, Achssystem, Servoantrieb, vollständigen Druckluftschema, zu Verbrauchsmaterialien und zur Konfiguration der Strukturkomponenten nach und nach festgelegt werden, wird diese Lösung immer klarer.

Für Kunden, die auf kompaktere, leichtere und kostengünstigere Weise in den Bereich des Laserschneidens von Blechen einsteigen möchten, ist dieser DIY-Ansatz auf jeden Fall eine ernsthafte Überlegung wert.