Schmauchspuren beim Lasern vermeiden – Tipps für Lasercut und Lasergravuren auf Holz

Die Gravur ist fertig und alles ist voll mit braunem Belag? Beim Schneiden von Holz hast du braune Kanten, besonders in den Ecken? Überall hat sich Rauch auf dem Werkstück abgelegt? Das ist Schmauch und kann mit einfachen Mitteln vermieden werden. In diesem Artikel erfährst du nützliche Tipps, wie du Schmauchspuren beim Lasern vermeidest und keine Nacharbeit mehr benötigst.

Schmauch entsteht immer beim Lasern, egal ob mit einem Diodenlaser oder einem CO2-Laser. Im Fokuspunkt entstehen Temperaturen von bis zu 1.000°C im Material, wodurch dieses sublimiert wird. Das heißt, es wechselt direkt vom festen in den gasförmigen Zustand. Schmauch ist also nichts anderes als verdampftes Material und Schmutzpartikel. Diese legen sich auf dem Werkstück ab und verbinden sich wieder mit diesem. Befindet sich der Schmauch erstmal auf dem Holz, ist er nur sehr schwer wieder abzukriegen. Damit er gar nicht erst entsteht, verrate ich dir in diesem Post einfache Tricks, wie du Schmauchspuren beim Lasern vermeidest.

Jedes Material ist anders und deshalb ist es wichtig, für jedes Material die optimalen Parameter zu bestimmen. Das geht am besten mit einer Testkarte. Hier findest du einige Vorlagen vom Omtech zum runterladen: https://omtechlaser.com/pages/downloads

Damit beim Laserschneiden so wenig Schmauch entsteht wie möglich, muss die Kontaktzeit des Laserstrahls mit dem Material möglichst kurz sein. Je länger der Strahl Kontakt mit dem Material hat, desto mehr Rauch entsteht. Der Laser muss also möglichst schnell durch das Material gehen. Daher solltest du zum Schneiden immer die maximale Leistung verwenden und mit hoher Geschwindigkeit fahren.

Wenn möglich, solltest du versuchen immer in einem Durchgang zu schneiden. Werden mehrere Durchgänge benötigt, kann der Rauch nicht durch die Schnittkante nach unten entweichen und wird nach oben reflektiert. Dort wird er dann vom Air Assist zurück auf das Material gedrückt und setzt sich auf diesem ab.

Beim Gravieren ist es andersrum: Damit wenig Rauch entsteht, wird mit geringer Leistung graviert. Auch hier gilt, so schnell wie möglich über das Material zu gehen. Mit einem Parametertest in Lightburn oder einer Testdatei (z.B. von Omtech), kannst du die optimalen Werte für Leistung und Geschwindigkeit ermitteln. In diesem Beispielfoto ist gut zu sehen, wie bei hoher Leistung viel Schmauch neben den Quadraten auf dem Material bleibt (unten rechts). Bei geringer Leistung (links) und bei hohen Geschwindigkeiten (oben) befindet sich zwischen den Quadraten kein Schmauch.

Je schneller der Laser durch das Material kommt, desto weniger Schmauch setzt sich auf dem Material ab. Damit im Fokuspunkt die maximale Leistung zur Verfügung steht, darf auf dem Weg dorthin nichts verloren gehen. An einer verschmutzten Linse und beschlagenen Spiegel geht ein Teil der Leistung verloren. Reinige deshalb regemäßig deine Spiegel und die Linse.

Sind die Spiegel nicht richtig eingestellt, trifft der Laserstrahl sie nicht richtig. Da der Laserstrahl einen Durchmesser von bis zu 20mm hat, muss er die Spiegel an jeder Position auf dem Werktisch mittig treffen. Trifft der Strahl einen Spiegel nur am Rand, wird ein Teil von ihm nicht reflektiert und es geht Leistung verloren. Prüfe deshalb die Einstellung deiner Spiegel, wenn du Schmauchspuren hast. Im Beitrag CO2 Laser Spiegel einstellen – Anleitung in 5 Schritten erfährst du, wie du deine Spiegel ganz einfach in nur fünf Schritten perfekt einstellst.

Der Laserstrahl hat nach der Linse eine X-Form und dadurch einen Fokuspunkt. In diesem ist die Energie maximal konzentriert auf einen sehr kleinen Punkt. Ermittle deinen Fokuspunkt und stelle ihn so ein. dass er genau auf dem Material liegt. Für dicke Materialien ist es von Vorteil den Fokuspunkt in die Mitte des Materials zu legen anstatt auf die Oberfläche. Dadurch kann man mit höheren Geschwindigkeit durch das Material gehen.

Insbesondere bei organischem Material (z.B. Holz & MDF) hat das Material einen hohen Einfluss auf die Rauchentwicklung und damit, wie viel Schmauch sich auf dem Werkstück niederlegt. Besonders zur Rauchentwicklung tragen Leim, Harz und Feuchtigkeit bei. Der deutlich höhere Leimanteil in MDF gegenüber Sperrholz ist der Grund, warum MDF auch deutlich mehr Rauch produziert.

Harz befindet sich vornehmlich in Hölzern aus Nadelbäumen (Fichte, Tanne, Kiefer). Dieser Harz verdampft natürlich ebenso und legt sich auch im Inneren des Lasers an den Bauteilen ab. Dort bildet er eine klebrige, dunkelbraune Pampe, die nur sehr schwer zu entfernen ist. Laubbäume haben deutlich weniger bis gar kein Harz (z.B. Birke, Pappel, Eiche und Buche). Achte daher bei der Materialauswahl auf hochwertige Materialien. Viele Hersteller und Händler geben an, ob ihr Material lasergeeignet ist. Besonders bei Sperrholz ist dies wichtig, da für die Laserbearbeitung auch die Mittellage relevant ist. Diese darf nicht aus einem minderwertigen Holz bestehen und auch keine Äste beinhalten. Ich habe sehr gute Erfahrungen mit den Materialien von WOOD4PROS und dem Sperrholzshop Zembrod gemacht.

Bisher habe ich über die Dinge geschrieben, die sich ohne Extrakosten und Umbau deines Lasers umsetzen lassen. Aber was, wenn die Spiegel richtig eingestellt sind, die perfekten Parameter ermittelt wurden und das richtige Material eingesetzt ist und es immer noch Schmauchspuren gibt? In diesem Fall kommt man nicht drumherum, den Laser mit ein paar Upgrades zu versehen. Einige stelle ich dir im Folgenden vor, aber das Wichtigste ist der Air Assist.

Um die Schmauchspuren vollständig loszuwerden, benötigt man sehr viel Luft. Einen kontinuierlichen Luftstrom und ausreichend Druck liefert nur ein großer Kompressor mit Speichertank. Als Mindestmaß gilt ein Druck von 1 bar. Damit der Luftstrom auch in ausreichender Menge ankommt, darf der Schlauchdurchmesser nicht zu klein sein. Wähle hier mindestens 6mm, besser 9mm Innendurchmesser. Das Titelbild (rechts) dieses Beitrags ist mit einem solchen Kompressor bei 1,5 bar Druck entstanden. Ich verwende dafür einen ölfreien Zweizylinder-Flüsterkompressor (Amazon*) mit 50L Tankvolumen.

Alles über die richtige Auswahl eines Air Assist erfährst du in diesem Artikel Der Beste Air Assist für deinen Laser – 3 Varianten im Vergleich.

Um zu verhindern, dass sich Schmauchspuren auf dem Werkstück bilden, kann man dieses mit einer Schutzfolie überziehen. Diese verhindert, dass sich der Rauch beim Lasern auf dem Werkstück ablegen kann. Das Werkstück darunter bleibt sauber. Ein gern genutzter Trick ist die Verwendung eines sogenannten Transferpapiers (Amazon*). Dieses wird eigentlich verwendet, um Plotterfolien zu übertragen. Es haftet gut auf glatten Materialien, wie z.B. Acryl und MDF. Bei Holz muss darauf geachtet werden, dass die Oberfläche glattgeschliffen und staubfrei ist, sonst pustet der Air Assist das Transferpapier wieder runter. Beim lasern legt sich der Rauch auf dem Transferpapier ab. Nach der Bearbeitung wird die Folie abgezogen und die Schnittkanten darunter sind schmauchfrei.

Bisher haben wir uns mit Schmauchspuren auf dem Werkstück beschäftigt. Aber Schmauchspuren können auch von unten auf dem Werkstück entstehen. Dafür gibt es zwei Ursachen:

• Rauch setzt sich von unten auf dem Werkstück ab
• Der Laserstrahl wird vom Tisch reflektiert und verbrennt das Werkstück von unten

Um das zu vermeiden, muss für eine gute Luftabfuhr nach unten gesorgt und die Kontaktfläche zwischen Tisch und Werkstück minimiert werden. Die üblichen Honeycomb Wabentische machen das schon ganz gut. Durch ihre Kanäle wird die Luft nach unten weggedrückt bevor sie seitlich zur Absaugung zieht. Sie kann dabei auf dem Weg zum Abluftrohr nicht mehr von unten das Werkstück berühren. Allerdings haben klassische Wabentische mit einem Wabendurchmesser von 5mm – 7mm noch relativ viele Kontaktflächen, an denen der Rauch nicht ungehindert entweicht und der Laserstrahl von unten zurück auf das Werkstück reflektiert wird. Das ergibt an der Schnittkante ein typisches Punktmuster.

Noch weniger Kontaktfläche haben Sägezahntische bzw. Zackentische. Bei ihnen werden schmale Messer oder Sägeblätter verwendet, um die Berührungspunkte zwischen Werkstück und Unterlage so gering wie nur möglich zu halten. Allerdings eignen sie sich weniger für filigrane Ausschnitte, da diese nach unten rausfallen.

An meinem K40 habe ich auch sehr gute Erfahrung mit diesem Selbstbau-Zackentisch (eBay*) gemacht. Er hat praktische Anschläge auf zwei Seiten, an denen man das Material reproduzierbar ausrichten kann. Das erspart oft die Erstellung von Vorlagen und Ausrichthilfen für das wiederholte Gravieren gleicher Gegenstände. Da er vollständig aus Eisenmetall besteht, kann man leicht verzogene Materialien sogar mit starken Neodym-Magneten festhalten.

Definitiv JA! Ich habe in diesem Beitrag viele Möglichkeiten vorgestellt, wie man Schmauchspuren beim Lasern vermeidet. Mit diesen Tipps habe ich es geschafft, Schmauch auf meinem Werkstück komplett zu eliminieren. Das erspart mir heute sehr viel Nacharbeit, wie z.B. Schleifen. Jede Methode trägt dazu bei, Schmauchspuren auf dem Holz zu reduzieren. Komplett schmauchfrei lasern ist eine Kombination aus allen Varianten, da sie sich gegenseitig ergänzen.

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