Ursprünglich wurde die Laserschneidemaschine vom Western Electric Research Center entwickelt, um Bohrungen in Diamantstempeln vorzunehmen. Dabei handelt es sich um eine Schneidetechnik mit Hitze, die die Strahlung des Laserstrahls nutzt, um das Werkstück zu erhitzen und zu schneiden.
Hinsichtlich Geschwindigkeit und Genauigkeit ist diese Technologie ungeschlagen. Nicht umsonst wird sie metaphorisch auch "Schweizer Messer" genannt. Dieser Präzisionsgrad sorgt dafür, dass sich das Laserschneiden insbesondere für Werkstücke mit komplexen Konturen eignet. Außerdem wird damit nur wenig Verschnitt generiert. Diese Technologie wird bei feinen Materialien mit Stärken bis zu 25 mm angewandt wie Plastik, Keramik oder Metall. Schnelle Schnitte in sämtliche Richtungen können ausgeführt werden.
Es gibt zwei Arten von Laserschneidemaschinen: CO2-Laserschneidemaschinen und Faserlaserschneidemaschinen, welche sich für Stärken bis zu 5 mm eignen, jedoch immer mehr nachrüsten, um auch stärkeres Material schneiden zu können.
Bei den Faserlaserschneidemaschinen beeindruckt die Skalierbarkeit der Lasergenerierungssysteme anhand von Dioden. Die CO2-Laserschneidemaschinen sind im Gegensatz dazu bei höherer Leistung schwierig zu skalieren. Die optischen Faserlasermaschinen haben die Kapazität, sehr hohe Leistungen effizient zu übermitteln, ohne zu degenerieren. Die CO2-Maschinen nutzen im Gegensatz dazu Spiegel, die bei hohen Leistungen verbrennen können. Aus diesem Grund können Faserlaserschneidmaschinen wesentlich höhere Leistungen nutzen. Heute können Faserlaserschneidmaschinen in vielen Fällen ähnliche Stärken wie CO2-Schneidemaschinen schneiden.
Der Faserlaser ist energieeffizienter als der CO2-Laser; dieser verbraucht bis zu 70 % mehr Strom und unterliegt mehr Verschleiß.
Die Anfangsinvestition ist zwar nach wie vor höher, doch auch dies fällt seit den letzten Jahren nicht mehr so stark ins Gewicht. Es gibt Hersteller, die Faserlasergeneratoren produzieren, die praktisch dem "Plug&Play"-System entsprechen; also sehr einfach zu installieren sind. Dies hat dafür gesorgt, dass viele Hersteller, die ursprünglich mit anderen Technologien arbeiteten, nun auch Faserlaser zu niedrigen Preisen verkaufen.
Kunden, die sich für diese Technologie entscheiden, können die Investition relativ schnell amortisieren, denn auch hinsichtlich der Effizienz ist diese Technologie unvergleichlich. Die hohen Schneidegeschwindigkeiten, die kurzen Verarbeitungszeiten und die genauen Ergebnisse sind dafür verantwortlich, dass das Schneiden mit Laser eines der Verfahren mit den niedrigsten Produktionskosten ist. Davon abgesehen entstehen keine Kosten durch Materialverschleiß oder Ersetzen von Werkzeug. Auch die Wartungskosten sind niedrig.
Das Wasserstrahlschneiden wurde von Norman Franz, einem Professor der Universität von British Columbia, Kanada, entwickelt. Dieser entdeckte die Schneidekraft mit einem Hochdruck-Wasserstrahl. Bei dieser Technologie handelt es sich im Vergleich zum Laserschneiden um eine kostengünstigere Anfangsinvestition.
Außerdem ist sie vielseitiger und kann für viele verschiedene Materialien eingesetzt werden, da das Verfahren kalt erfolgt. Diese Schneidemethode verursacht somit keine Hitzeschäden an den Werkstücken. Sie kann in Industrien mit hohen Anforderungen eingesetzt werden wie beispielsweise die Luftfahrt oder die Militärindustrie. Materialien, für welche sie sich eignet, sind Stein, Baustoffe, Metalle, Kautschuk, Plastik und sogar Lebensmittel. Die Anwendung für absorbierende Materialien wie Holz oder Materialien, bei welchen das Eindringen von Feuchtigkeit Rost verursachen kann, wird jedoch nicht empfohlen.
Es handelt sich um ein nachhaltiges und ökologisches Schneideverfahren, das sich für hitzeempfindliche Materialien eignet. Diese Schneidetechnik wird in Branchen eingesetzt, in denen das Material keine Veränderungen erfahren darf, wie dies beispielsweise bei der Luft- oder Schifffahrt der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil ist der Einsatz für 3D-Schnitte, da diese Technik an jede Richtung anpassbar ist. Mittels einer Düse wirkt ein Wasserstrahl mit sehr hohem Druck in einem bestimmten Bereich mit einer unglaublichen Kraft auf das Material ein und erodiert die Oberfläche. Beim Schneiden von weichen Materialien wird nur Wasser verwendet. Bei harten Materialien hingegen wird eine abrasive Lösung benötigt, normalerweise Granat in Pulverform, welches gemischt mit Wasser das Schneiden von Metallen und Blech ermöglicht. Ebenfalls kann die Größe der Düsenöffnung je nach Stärke variieren. So werden die kleinsten Öffnungen für das Schneiden von feinen Materialien und umgekehrt eingesetzt. Bei sehr starken und harten Materialien muss mehr Zeit für das Schneiden aufgewendet werden, was wiederum die Kosten erhöht.
Die Anfangsinvestition ist zwar niedriger, dafür sind die Wartungskosten umso höher, da Teile verwendet werden, die abgenutzt werden wie Pumpen oder Schneidekopfteile. Diese Technologie findet in zahlreichen Branchen Anwendung wie der Luft- und Schifffahrt, der Automobilindustrie, der Textil- und Schuhindustrie, der Keramikindustrie oder der verarbeitenden Industrie.
Ein sehr interessanter Vorteil, den beide Technologien teilen, ist, dass sie im Vergleich zu anderen Technologien (Plasma, Autogenschneiden) sehr kleine Breiten schneiden können. So können kleine Elemente geschnitten werden, die für andere Maschinen unmöglich sind.
Es geht also nicht darum, sich für die eine oder andere Technologie zu entscheiden. Laserschneidemaschinen und Wasserstrahlschneidemaschinen sind ergänzend einzusetzen. Wichtig ist dabei, sinnvoll festzulegen, wann welche Technologie genutzt werden soll. Wenn eine Fabrik über beide Schneidemaschinen verfügt, bedeutet dies ein höherer Wettbewerbsvorteil. Denn so ist ihr Angebot flexibler und vollständiger und dies nicht nur hinsichtlich Stärke, sondern auch hinsichtlich Vielfalt des zu schneidenden Materials.
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