Welche Materialien darf und kann man mit einem Lasercutter verwenden, welche nicht?

Mit einem Lasercutter kann man mittels gebündeltem Laserstrahl zweidimensionale Formen aus unterschiedlichsten Materialien ausschneiden oder diese gravieren. Doch welche Materialien sind für den Einsatz beim Lasercutting geeignet und welche sollte man meiden? Dieser Blogartikel liefert einen Überblick über die Dos and Don’ts beim Laserschneiden, um die Gesundheit und Sicherheit der Benutzer*innen sicherzustellen. (Jede*r ist selbst für seine Handlungen verantwortlich. Dieser Artikel stellt nur eine grobe Orientierung dar; es kann keine Gewähr für die Richtigkeit der Inhalte übernommen werden.)

Geeignete Materialien

Als Faustregel kann man sagen, dass fast alle organischen Materialien für einen Lasercutter geeignet sind. Zu den erlaubten Werkstoffen gehören also z. B. Holz, Leder, Pappe und einige Textilien.

Man sollte sich vor der Benutzung immer im Klaren sein, welche Bestandteile in dem Material vorhanden sind. So kann Holz z. B. mit einem fürs Lasercutten ungeeigneten Kleber verleimt sein, der bei der Laserbearbeitung giftige Dämpfe erzeugen kann. Daher sollte man immer in das Materialdatenblatt schauen und im Zweifelsfall oder wenn dieses nicht vorhanden ist ggf. auf einen anderen Hersteller mit verlässlichen Informationen ausweichen. Darüber hinaus ist es sehr empfehlenswert immer für eine geeignete Belüftungsmaßnahme zu sorgen. Auch wenn Materialien grundsätzlich geeignet sind, verbrennt ein Lasercutter einen Teil des Materials, was zu Dampf und unangenehmen Gerüchen führen kann. Daher sollte die Abluft immer gefiltert und aus der Werkstatt heraus geführt werden.

Vor der Benutzung von neuen Materialien, wirf immer einen Blick in Materiallisten. Einige Links sind am Ende des Artikels aufgeführt.

Ungeeignete Materialien

Lasercutter, die nicht aus dem industriellen Bereich kommen, können in der Regel kein Metall schneiden oder gravieren. Dazu haben sie einfach zu wenig Power. Aber auch hier lockt eine Gefahr für Mensch und Maschine – nämlich Reflexionen.

Damit Reflexionen keine Augenschäden verursachen, müssten diverse Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, die in einem einfachen Heim- oder Werkstattbetrieb nicht darstellbar sind. Aber auch die Rückführung der Laserenergie kann die Linsen oder andere Bauteile des Lasercutters beschädigen bzw. zerstören.

Bei der Metallbearbeitung gibt es jedoch zwei Außnahmen, die eine Bearbeitung durch einen Laserschneider doch zulassen. Eloxiertes Aluminium kann man in der Regel gravieren, da dadurch lediglich die Eloxierungsschicht entfernt wird. Und auch Edelstahl kann man mit manchen Lasercuttern gravieren, indem man es mit einem (sehr teuren) Spezialspray vorbehandelt.

Verbotene Materialien

Insbesondere bei Stoffen, die Halogene oder Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen enthalten, können gefährliche Gase freigesetzt werden. Der Einsatz dieser Materialien in einem Lasercutter muss unbedingt vermieden werden.

Halogene in Materialien

Halogene sind Elemente der 7. Hauptgruppe/Gruppe 17 des Periodensystems der Elemente und umfassen u. a. Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Iod (I). Diese reagieren mit Wasserstoff und bilden Halogenwasserstoffe. Diese Verbindungen können nicht nur ätzend, sondern auch giftig sein, sodass gefährliche Dämpfe/Gase entstehen. Ein bekanntes Beispiel ist der Kunststoff PVC (Polyvinylchlorid), der häufig für Aufkleber, Folien und andere Anwendungen verwendet wird. PVC ist für die Verarbeitung mit einem Laser nicht erlaubt! Würde man PVC (C₂H₃Cl) mit einem Lasercutter schneiden, würde Chlorwasserstoffgas (HCl) entstehen, das sowohl Mensch als auch Maschine (durch Korrosion und Ablagerungen auf den verbauten Linsen) schädigen kann.

Sind Halogene Bestandteil eines Materials, darf man dieses also auf keinen Fall mit dem Laser Cutter bearbeiten!

Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen in Materialien

Cyanwasserstoffgas (HCN), auch als Blausäure bekannt, ist äußerst giftig und kann tödliche Auswirkungen haben (Cyanidvergiftung). Es setzt sich aus Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) zusammen und kann beim Lasercutten von Materialien entstehen, die Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen (CN) enthalten. Ein Beispiel hierfür ist der Kunststoff ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Das Lasercutten von ABS ( (C₈H₈)·​(C₄H₆)·​(C₃H₃N)_n ) kann gefährliche Dämpfe und Gase freisetzen, die ernsthafte Gesundheitsrisiken darstellen.

Materialien mit Schutzschichten, Flammschutzmitteln und Klebstoffen

Außerdem muss man darauf achten, ob ein grundsätzlich geeignetes Material beispielsweise mit Schutzschichten, Flammschutzmitteln oder Klebstoffen versehen wurde.

Beispiele:

• mit PVC- oder Epoxy-Schutzschichten überzogene Materialien können beim Lasercutten Chlorwasserstoffgase freisetzen
• mit Flammschutzmitteln behandelte Stoffe können Halogene enthalten
• mit Klebstoffen versetzte Materialien können problematische Dämpfe erzeugen, z. B. manches MDF-Holz (Mitteldichte Faserplatte)

Brand- und Schmelzrisiken

Neben den chemischen Gefahren solltest du auch die Brand- und Schmelzrisiken im Auge behalten. Einige Materialien können sich leicht entzünden oder schmelzen und hinterlassen eine zerschmolzene und klebrige Masse im Lasercutter. Dies kann nicht nur zu Schäden an der Maschine führen, sondern auch ein erhebliches Brandrisiko darstellen.

Um die Sicherheit von Mensch und Maschine zu gewährleisten, ist es unerlässlich, vor dem Lasercutten eines Materials gründlich zu recherchieren und sicherzustellen, dass es geeignet ist.

Materiallisten

• https://source.dallasmakerspace.org/display/LASER/Laser+Cutter+Materials
• https://laseruser.com/what-can-a-laser-cutter-cut/#organics
• https://www.youtube.com/watch?v=-9hIXT8DMUU
• Gefahren bei der Kunststoffverarbeitung: https://www.unfallkasse-nrw.de/fileadmin/server/download/Archiv_bcp/Kunsststoffschweissen.pdf

Indentifikation von unbekannten Kunststoffmaterialien

Grundsätzlich sollte man beim Lasercutten die Finger von unbekannten Materialien lassen. Der Vollständigkeit halber hier aber noch Links, um zu versuchen, unbekannte Plastikmaterialien zu indentifizieren z. B. mittels Dichte-Vergleich oder der Beilsteinprobe.

• https://makezine.com/article/science/identifying-unknown-plastics/
• https://www.youtube.com/watch?v=3QBn8UIJ1oU (Beilsteinprobe)

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