Schnittfuge: warum Ihre lasergeschnittenen Teile nicht zusammenpassen

Sie zeichnen ein Quadrat von 50 mm, schneiden es, messen nach, und es kommt mit 49,8 mm heraus. Sie zeichnen einen Zapfen genau so breit wie seinen Schlitz, und die fertige Verbindung sitzt lose. Das ist die Schnittfuge, und sobald Sie den Wert für Ihre Maschine und Ihr Material kennen, können Sie ihn vollständig wegkonstruieren.

Schnittfuge oder Kerf?

In der Laserwelt hören Sie meist das englische Wort Kerf. Das deutsche Wort ist Schnittfuge. Beide meinen dasselbe: den Materialstreifen, den der Strahl entfernt. Diese Seite verwendet Schnittfuge, und die Einstellung in der Software heißt fast überall Kerf.

Was die Schnittfuge ist

Ein Laser schneidet nicht entlang einer Linie, wie ein Stift eine zeichnet. Er entfernt einen Materialstreifen mit messbarer Breite. Dieser Streifen ist die Schnittfuge.

Der Strahl folgt der gezeichneten Linie, die Schnittfuge wird also mittig auf Ihrer Linie entfernt, etwa zur Hälfte auf jeder Seite. Das hat zwei Folgen:

• Teile fallen kleiner aus als gezeichnet, um insgesamt eine Schnittfugenbreite (je zur Hälfte pro Seite).
• Löcher fallen größer aus als gezeichnet, um insgesamt eine Schnittfugenbreite.

Deshalb sitzt eine auf Maß gezeichnete Zapfen-Schlitz-Verbindung immer lose: der Zapfen hat auf jeder Seite eine halbe Schnittfuge verloren und der Schlitz auf jeder Seite eine halbe gewonnen. Das verbleibende Spiel ist doppelt so groß wie die Schnittfuge, und darum wirkt die Verbindung deutlich lockerer, als der Wert allein vermuten lässt.

Wie breit ist sie?

Bei einem CO₂-Laser auf Nichtmetallen liegt die Schnittfuge typischerweise bei 0,1 bis 0,3 mm. Die Spanne ist deshalb so weit, weil die Schnittfuge keine feste Eigenschaft der Maschine ist. Sie ändert sich mit:

Faktor	Wirkung auf die Schnittfuge
Brennweite der Linse	Eine kürzere Brennweite fokussiert auf einen kleineren Brennfleck und schneidet eine schmalere Fuge. Eine lange Linse schneidet breiter.
Fokushöhe	Die Fuge ist im echten Fokus am schmalsten und wird breiter, je weiter der Fokus in eine der beiden Richtungen abweicht.
Leistung und Geschwindigkeit	Mehr Leistung oder langsamere Fahrt bringt mehr Energie ein und verbreitert die Fuge.
Material	Acryl, Sperrholz, MDF, Leder und Filz verhalten sich unterschiedlich, und die Stärke spielt ebenfalls eine Rolle.
Materialstärke	Der Schnitt ist leicht V-förmig, die Fuge ist an der Oberseite also etwas breiter als an der Unterseite.

Wegen dieser Liste gibt es keinen brauchbaren allgemeinen Wert. Messen Sie Ihren eigenen, für die Kombination, die Sie tatsächlich verwenden.

Die Schnittfuge ist über die Stärke nicht konstant

Der Strahl ist ein Kegel, der Schnitt also leicht keilförmig, oben breiter als unten. Bei dünnem Material spielt das keine Rolle. Bei dickem Acryl schon, und deshalb kann ein Teil, das in 3 mm presst, in 10 mm zu stramm sitzen. Brauchen Sie Präzision in dickem Material, messen Sie die Fuge an der Fläche, auf die es für die Verbindung ankommt.

Ihre Schnittfuge mit einem Schnitt messen

Dafür gibt es ein fertiges Messwerkzeug von Nameek und Elplatt, und genau das verwenden wir bei BRM Lasers: Schnittfugenlehre auf Thingiverse.

Falls Thingiverse nicht erreichbar ist

Wir verlinken das Original, weil die Urheber die Anerkennung verdienen. Kommen Sie nicht heran, halten wir eine Kopie bereit: Schnittfugenlehre (SVG).

1. Importieren Sie die Datei in Ihre Lasersoftware und verwenden Sie dieselben Einstellungen wie für den eigentlichen Auftrag.
2. Schneiden Sie das Design.
3. Schieben Sie das Plättchen mit der kleinen quadratischen Öffnung über die Lehre. Es bleibt an der Stelle stehen, an der der Schlitz nicht mehr breiter ist als der Schnitt. Lesen Sie oben den Wert ab.

Dieser Wert ist die volle Schnittfugenbreite. Halbieren Sie ihn: diese halbe Schnittfuge ist der Wert, den der Offset in der Software erwartet, denn der Strahl nimmt auf jeder Seite Ihrer Linie eine halbe Fuge weg.

Schreiben Sie es auf

Führen Sie eine kleine Tabelle mit Schnittfugenwerten je Material, Stärke und Linse, und verwenden Sie den Wert wieder, sobald diese Kombination erneut vorkommt.

Die Korrektur anwenden

Zwei Wege, und sie sind Alternativen, keine Schritte.

Option 1: die Software den Schnittpfad versetzen lassen

In LightBurn sitzt die Einstellung auf der Ebene. Öffnen Sie die Einstellungen einer Linienebene, gehen Sie auf Advanced und tragen Sie Offset ein. Ein positiver Wert korrigiert an der Außenseite der Form, ein negativer Wert an der Innenseite.

Option 2: die Korrektur in die Zeichnung konstruieren

Gerade bei Verbindungen ist es eindeutig, das Aufmaß im CAD vorzusehen, statt sich auf einen Software-Offset zu verlassen: es wandert mit der Datei mit und übersteht den Weg auf eine andere Maschine.

Zeichnen Sie einen Zapfen und einen Schlitz als Presspassung, machen Sie den Zapfen um eine volle Schnittfuge breiter als den Schlitz. Der Zapfen verliert pro Seite eine halbe Fuge und der Schlitz gewinnt pro Seite eine halbe, so treffen sie sich genau.

Viele Generatoren für Kisten und Fingerzinken fragen Ihre Schnittfuge vorab ab und übernehmen diese Rechnung. Geben Sie ihnen den gemessenen Wert.

Nicht beides zugleich verwenden

Konstruieren Sie die Korrektur in die Zeichnung und setzen zusätzlich einen Schnittfugen-Offset in der Software, wenden Sie sie doppelt an, und die Teile passen nicht zusammen. Entscheiden Sie sich für eine Methode und bleiben Sie dabei.

Verbindungen konstruieren, die funktionieren

Die Schnittfugenkorrektur zählt erst, wenn die Geometrie der Verbindung stimmt. Einige Regeln, die Material sparen:

• Zinkenlänge ≈ Materialstärke, oder ein kleines Vielfaches davon. Eine Verbindung mit Zinken, die deutlich kürzer sind als das Material, ist schwach, eine mit sehr langen Zinken ist beim Schneiden empfindlich.
• Testen Sie, bevor Sie sich festlegen. Schneiden Sie eine einzelne Verbindung (einen Zapfen, einen Schlitz), bevor Sie eine ganze Kiste schneiden.
• Zielen Sie auf einen leichten Reibsitz, nicht auf einen Hammersitz. Besonders Acryl bildet Spannungsrisse oder bricht, wenn eine Verbindung erzwungen wird, mitunter erst Tage später.
• Entscheiden Sie vorher, ob Sie kleben. Wird die Verbindung geklebt, ist etwas lockerer besser, denn bei einer Presspassung bleibt für den Kleber kein Platz.
• Denken Sie daran, dass die Platte nicht genau ihre Nennstärke hat. “3 mm” Sperrholz misst routinemäßig 2,7 bis 3,2 mm. Sind Ihre Schlitze auf 3,0 mm gezeichnet und die Platte misst 2,7 mm, sitzt die Verbindung bereits 0,3 mm lose, bevor die Schnittfuge überhaupt hinzukommt. Messen Sie die Platte, statt dem Etikett zu vertrauen.

An einer BRM-Maschine

Zwei Punkte sind hier besonders zu beachten:

• Ihre Schnittfuge hängt von der eingebauten Linse ab. BRM-Maschinen lassen sich mit verschiedenen Brennweiten bestücken, und diese erzeugen nicht dieselbe Schnittfuge. Wechseln Sie die Linse, messen Sie neu. Siehe verschiedene Linsen und welche Linse passt zu welchem Maschinenmodell.
• Die Schnittfuge ist ein gutes Frühwarnzeichen. Fällt eine über Monate stabile Messung plötzlich deutlich breiter aus, gehen Sie dem nach, statt es auszugleichen; eine breiter werdende Fuge bedeutet meist, dass der Fokus abgewandert ist oder die Optiken gereinigt werden müssen. Siehe Mein Laser schneidet nicht mehr durch.