Toleranzen beim Laserschneiden: Was ist realistisch?

Einleitung

Laserschneiden ist schnell, flexibel und genau. Aber wie genau eigentlich? Wer ein Laserteil konstruiert oder kalkuliert, muss wissen, welche Toleranzen das Verfahren zuverlässig erreicht und wo es an seine Grenzen kommt. Sonst landen Anforderungen auf der Zeichnung, die nur mit teurer Nacharbeit zu erfüllen sind.

Welche Norm gilt für Laserteile?

Für thermisch geschnittene Teile gilt die ISO 9013. Sie bewertet zwei Dinge:

• Schnittqualität: Rechtwinkligkeit und Neigung der Schnittfläche sowie ihre Rauheit
• Maßhaltigkeit: zulässige Grenzabmaße der geschnittenen Kontur, abhängig von Blechdicke und Nennmaß

Steht auf der Zeichnung nur ISO 2768-m, ist das für Laserkonturen oft nicht eindeutig, weil diese Norm für spanende und umgeformte Teile gedacht ist. Besser ist eine Angabe nach ISO 9013 mit Qualitätsbereich und Toleranzklasse.

Die Grenzabmaße nach ISO 9013 können Sie mit unserem ISO-9013-Rechner nachschlagen.

Was ein Laser in der Praxis erreicht

Wie genau ein Laserteil wird, hängt vor allem von vier Faktoren ab:

• Blechdicke: Dünne Bleche lassen sich deutlich genauer schneiden als dicke. Mit zunehmender Dicke wird die Schnittfläche schräger und rauer.
• Material: Baustahl, Edelstahl und Aluminium verhalten sich unterschiedlich, vor allem bei der Wärmeeinbringung.
• Maschine und Optik: Strahlqualität, Achsdynamik und Kalibrierung bestimmen die Positioniergenauigkeit.
• Schnittspaltkorrektur: Der Laser trägt einen Spalt von wenigen Zehntelmillimetern ab. Die Steuerung gleicht das aus, aber nur so gut, wie der Spalt bekannt ist.

Bei dünnen Blechen liegen gut eingestellte Anlagen meist im Bereich von etwa einem Zehntelmillimeter, bei dicken Blechen deutlich darüber. Verbindliche Werte für ein konkretes Teil liefert nur die Angabe nach ISO 9013 oder eine Absprache mit dem Fertiger.

Bohrungen: Wo der Laser an Grenzen kommt

Gelaserte Löcher sind praktisch, aber keine Passbohrungen. Drei Punkte sind typisch:

• Konizität: Bei dickeren Blechen ist das Loch oben und unten unterschiedlich groß.
• Einstich: Am Startpunkt bleibt eine kleine Marke, die bei Passflächen stören kann.
• Mindestdurchmesser: Als Faustregel sollte ein Loch nicht kleiner sein als die Blechdicke, sonst leidet die Qualität.

Eine Bohrung mit H7 erreicht man mit dem Laser nicht direkt. Das Loch wird mit Untermaß gelasert und anschließend gerieben, gebohrt oder gefräst. Welche Grenzabmaße H7 je nach Durchmesser hat, zeigt die Passungstabelle nach ISO 286. Warum H7 und nicht H8 oder H11 gewählt wird, erklärt der Artikel Spielpassung, Übergangspassung, Presspassung.

Toleranzen nach dem Laser: Abkanten und Schweißen

Viele Laserteile werden anschließend gekantet oder geschweißt. Jeder dieser Schritte bringt eigene Abweichungen mit:

• Abkanten: Die Lage der Biegekante hängt von Blechdicke, Materialcharge und Rückfederung ab. Mehrere Biegungen summieren sich.
• Schweißen: Wärmeverzug verändert Maße und Winkel. Für Schweißbaugruppen gilt meist die ISO 13920. Wie stark sich ein Teil verzieht, hängt auch an der Nahtdicke, mehr dazu im Artikel über das a-Maß der Kehlnaht.

Für die Zeichnung heißt das: Funktionsmaße möglichst auf ein Bezugselement beziehen, statt Toleranzketten über mehrere Biegungen aufzubauen. Wie man die gestreckte Länge vor dem Biegen berechnet, zeigt unser Biegeverkürzungsrechner.

Checkliste für Konstrukteure und Kalkulatoren

• Norm prüfen: Für Laserkonturen ISO 9013 angeben, für spanend bearbeitete Maße ISO 2768. Mehr dazu im Artikel ISO 2768 einfach erklärt.
• Passbohrungen kennzeichnen: Jede Toleranz wie H7 bedeutet einen Zusatzschritt.
• Toleranzen nicht enger als nötig: Jede Stufe enger kostet Zeit und Ausschussrisiko.
• Biegeteile bezugsgerecht bemaßen: Toleranzketten über mehrere Kanten vermeiden.

Toleranzen in der Kalkulation

Für den Lohnfertiger entscheidet sich an den Toleranzen, ob ein Auftrag Geld verdient. Eine übersehene H7-Bohrung oder eine engere Toleranzklasse im Schriftfeld kostet schnell mehr, als der Auftrag einbringt.

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