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Nicht nur für Nerds: Schneiden und Gravieren mit dem Laser

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Günstige Laser-Gravierer für Einsteiger gibt es für weniger als 100 Euro. Je nach Leistung gravieren sie nicht nur, sondern schneiden sogar Holz oder Acrylglas. TechStage zeigt, welche Geräte sich wofür eignen.

Neben 3D-Druckern (Ratgeber) , Schneidplottern (Ratgeber) oder kleinen CNC-Fräsen, sind auch Lasergravur-Geräte wie der Atomstack A5 (Testbericht) eine interessante Anschaffung für die Hobbywerkstatt. Maschinengesteuerte Laser sind allerdings in zig Bauformen und Preisklassen erhältlich. Wir zeigen, welche Unterschiede es gibt und worauf man unbedingt achten sollte.

Für Privatanwender die sich für Laser-Gravuren interessieren, sind vor allem die günstigen Dioden-Laser interessant. Modelle wie der Neje DK-8 , der mobile Laser Pecker (Testbericht) oder der Atomstack A5 (Testbericht) arbeiten mit solchen Modulen. Angaben von 20, 30 oder 40 Watt sind bei solchen Dioden-Lasern auch zu finden – allerdings handelt es sich dabei nicht um die Ausgangsleistung. Die tatsächlichte Ausgangsleistung der Geräte beträgt je nach Lasermodul zwischen 500 mW und 7 W. Mit dieser verhältnismäßig niedrigen Leistung eignen sie sich für die Gravur von Holz, Leder, Kork oder Spiegeln. Als Laser-Cutter sind die Geräte nur bedingt geeignet. Hier fehlt es schlicht an Leistung. Das Schneiden von dickem Papier oder dünner Pappe ist ab etwa 5 W möglich. Zwar ist es damit auch möglich, dünnes Bastelholz mit 2 bis 3 mm Dicke zu schneiden, das klappt allerdings nur, wenn der Ausschnitt gleich mehrfach abgefahren wird.

Ansonsten unterscheiden sich die Geräte vor allem durch die Größe der Arbeitsfläche. Während mit einem Neje DK-8 nur 38 × 38 mm große Gravuren möglich sind, schafft der Laser Pecker immerhin schon 100 × 100 mm. Mit dem A5 von Atomstack sind Gravuren mit einer Größe von bis zu 410 × 400 mm möglich.

Wer das volle Potential eines Lasers ausschöpfen will, muss mehr Geld investieren und sich einen Co2-Laser anschaffen. Diese Geräte haben eine Ausgangsleistung von 30 W und mehr und sind somit in der Lage, 5 mm dickes Holz oder Acrylglas in nur einem Arbeitsgang zu schneiden. Für Gravuren selbst von Metalloberflächen eignen sich die Geräte ebenfalls. Ein solcher Laser mit 40 W Leistung ist der in Bastlerkreisen beliebte K40. Dieses Gerät mit einer maximalen Arbeitsfläche von 300 × 200 mm ist aus europäischen Lägern ab etwa 340 Euro erhältlich. Stärkere Varianten mit 50 oder 60 W gibt es ab etwa 1000 Euro und Co2-Laser mit 80 W schlagen mit mindestens 1900 Euro zu Buche. Dabei handelt es sich ausnahmslos um günstige Noname-Geräte.

Die Geräteklasse, die für Privatanwender am interessantesten ist, betrifft einfach konstruierte und günstige China-Laser. Dabei ist es egal ob es sich um einen Dioden- oder um einen Co2-Laser handelt. Das meinen wir keinesfalls abwertend, allerdings ist es wichtig zu wissen, worauf man sich einlässt.

Nehmen wir als konkretes Beispiel den kürzlich getesteten A5 von Atomstack. Das Gerät für rund 220 Euro ist sehr einfach aufzubauen und zu bedienen. Insgesamt ist die Qualität der Verarbeitung und der Gravur-Ergebnisse erfreulich hochwertig. Beim Komfort muss man allerdings Abstriche bei der Ausstattung hinnehmen. So verzichtet der Hersteller auf Endschalter an X- und Y-Achse und so kann der A5 nicht automatisch seinen Nullpunkt definieren. Ein exaktes Anfahren des immer gleichen Punktes ist somit schon schwierig. Auch das Fokussieren des Lasers ist unnötig kompliziert. Da es sich um eine Diode mit festem Fokuspunkt handelt, muss je nach Materialstärke die Z-Achse verstellt werden. Das funktioniert weder automatisch noch bequem. Der Nutzer muss jedes Mal zwei Schrauben lösen, den Laserkopf verschieben und dann wieder festschrauben. Eine motorisierte Z-Achse mit Touchsensor wäre hier deutlich komfortabler. Aber das ist noch Meckern auf hohem Niveau.

Ein viel größeres Defizit ist nämlich das offene Gehäuse. Laser dieser Stärke sind eine ernstzunehmende Gefahr für die Gesundheit und so darf man keinesfalls ohne entsprechende Schutzbrille mit den Geräten arbeiten. Selbst ein kurzer Blick in den Laser würde zu irreparablen Schäden an den Augen führen! Bei einem offenen System muss man den Laser deshalb dringend so aufstellen, dass Unbefugte keinen Zugang haben. Mehr zu den Gefahren durch Laser gibt es in diesem interessanten Artikel von UVEX , der uns von einem aufmerksamen Leser empfohlen wurde.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für ein geschlossenes Gehäuse ist weniger offensichtlich. Bei der Verbrennung der Oberfläche durch den Laser entsteht Feinstaub, der im schlimmsten Fall in den Körper gelangt. Bei offenen Gehäusen verteilt sich der Feinstaub als Nebelschwaden im Raum und deshalb sollte immer ausreichend gelüftet und im Idealfall mit einer Schutzmaske gearbeitet werden. Ein geschlossenes Gehäuse würde eine komfortable Absaugung erlauben und außerdem keine schädlichen Laserstrahlen nach Außen lassen.

Marken-Dioden-Laser wie der Mr Beam II Desktop-Lasercutter kommen deshalb mit einem geschlossenen Gehäuse und optional mit Luftfilter zum Kunden. Die Fokussierung ist zwar auch hier nicht automatisiert, allerdings ist für die Verstellung der Z-Achse nur eine einzelne Schraube zuständig. Automatische Endstops sind ebenso vorhanden, wie eine integrierte Kamera, die beim Platzieren und Ausrichten der Objekte hilft. Den Blick ins Innere des Gehäuses ermöglicht spezielles Schutzglas, welches vor den Strahlen schützt. Öffnet man solch ein Gerät während des Betriebs, stellt sich der Laser automatisch ab. Der Bauraum des Mr Beam II beträgt 500 x 390 mm – der größte Unterschied zu den billigen Geräten ist aber der Preis. Ein Mr Beam Desktop-Lasercutter schlägt mit mindestens 2900 Euro zu Buche und kostet somit zehnmal soviel wie ein Atomstack A5. Für viele Hobbyanwender ist das unbezahlbar und somit uninteressant.

Selbst beim auf den ersten Blick hochwertig erscheinenden K40-CO2-Laser sieht es nur geringfügig besser aus. Die Laser sind in verschiedenen Farben und Versionen erhältlich. Ob die Geräte von ein und demselben Hersteller stammen, ist unklar. Eines haben alle diese K40s gemein: Hier sind zwar ordentlich Power, ein geschlossenes Gehäuse und eine Absaugung vorhanden, damit war es das dann aber auch schon. Eine Verstellung der Z-Achse, bzw der Arbeitsfläche fehlt völlig. Hier muss sich der Nutzer beispielsweise eine in der Höhe verstellbare Plattform mit dem 3D-Drucker basteln. Vorlagen dazu gibt es auf Thingiverse. Immerhin Endschalter für die Verfahrenswege sind vorhanden.

Eine automatische Abschaltung beim Öffnen des Deckels gibt es allerdings nicht. Auch schief montierte Lauf-Achsen oder schief montierte Spiegel sind bei diesem Gerät häufig ein Problem. Um das System überhaupt vernünftig benutzen zu können, ist hier in der Regel viel Nacharbeit nötig. Noch schlimmer als diese Punkte ist allerdings die Tatsache, dass bei einigen Modellen die Erdung fehlerhaft ist oder gar völlig fehlt. Auch ein Air-Assist, ein Luftstrom auf den Laserpunkt, fehlt und so kann beim Schneiden von Holz auch mal eben ein Feuer ausbrechen.

Alles in allem ist der K40 ab Werk nicht zu empfehlen. Mit einigen Tuning-Maßnahmen ist erfahrungsgemäß aber einer der günstigsten „starken“ Laser auf dem Markt. Welche Schritte nötig sind, um den K40 sicher zu machen, haben unsere Kollegen vom Make-Magazin im Artikel Günstige Lasercutter sicherer machen – so geht's zusammengefasst.

Insgesamt sind günstige Laser immer ein Kompromiss aus Leistung und Qualität. Wer im Hobbybereich mit einem Laser gravieren oder schneiden will, muss mit Abstrichen bezüglich Komfort und Sicherheit rechnen oder bereit sein, mehr als 1000 Euro zu investieren. Mit etwas Verstand und einigen Tuningmaßnahmen, wie beispielsweise einer Kiste als Sichtschutz und einer Absauganlage sind die günstigen Geräte aber durchaus brauchbar und dann eine echte Bereicherung für die Werkstatt.

Grundsätzlich eignen sich praktisch alle Materialien zum gravieren; die Frage ist nur, ob der Laser genügend Power mitbringt, um die Oberflächenschicht zu verdampfen und ob dabei gesundheitsgefährdende Stoffe entstehen.

Holz, Papier, Pappe, Plexiglas und Glas verursachen bei der Bearbeitung zwar unangenehme Gerüche und Rauch, aber immerhin keine giftigen Substanzen. Andere Stoffe entwickeln unter dem Laser giftige oder ätzende Gase: Enthält das Material beispielsweise Halogene wie Chlor (PVC) oder Fluor (Teflon), dann bilden sich beim Lasern aggressive Chlor- beziehungsweise Fluorwasserstoffgase, hochgiftige Dioxine und Furane. Daher sollten diese Materialien auf keinen Fall mit dem Laser bearbeitet werden - auch nicht bei Benutzung einer Rauchreinigungsanlage! Selbst die kann nicht garantieren, dass keinerlei Spuren des Abgases in den Arbeitsraum gelangen. Der Gesundheit zuliebe sollten solche Stoffe dringend vermieden werden.

Bei Holz, Pappe, Papier, Glas, Plexiglas und Lebensmitteln besteht keine Gefahr. Über neue Materialien sollten man sich grundsätzlich im Vorhinein über Merkblätter und in den diversen Foren und Gruppen informieren. Anbei einige Fotos von den Tests mit dem Atomstack A5.

Spätestens bei blanken Metalloberflächen kommt man nur mit einem starken Co2-Laser zum Ziel. Allerdings gibt es Tricks, um auch mit schwächeren Geräten Metalle zu markieren. Lackierte Oberflächen lassen sich nämlich auch mit schwächeren Lasern bearbeiten. Alternativ kann die Farbe sogenannter Beschichtungssprays mit dem Laser eingebrannt werden.

Die meisten Kunststoffe, insbesondere solche, die Halogene (zum Beispiel Chlor in PVC oder Fluor in Teflon) enthalten, dürfen keinesfalls mit dem Laser bearbeitet werden, da sie bei der Verbrennung gesundheitsgefährdende Gase freisetzen. Acrylglas und synthetisches Stempelgummi sind zwei Ausnahmen und problemlos in der Verarbeitung.

Echtes Plexiglas eignet sich beispielsweise super zum Gravieren. Auch das Schneiden von bis zu 5 mm dickem Material ist mit einem K40 möglich. Allerdings muss man beim Kauf der Acrylglasplatten aufpassen, denn es gibt zwei verschiedene Arten: Plexiglas XT und GS. Ansehnliche Ergebnisse sind nur mit XT Plexiglas möglich.

Glas lässt sich ebenfalls gravieren. In unserem Test zum A5 haben wir eine Spiegelfliese von der Rückseite mit dem 5-W-Dioden-Laser bearbeitet und gute Ergebnisse erzielt. Entgegen unserer Vermutung hat der Laserstrahl nicht nur die rückseitige Spiegelschicht weggebrannt, sondern auch das Glas auf der Vorderseite milchig gemacht.

Da Laser nur einen kleinen Fokuspunkt haben, an dem sie die maximale Temperatur erreichen, müssen sie fokussiert werden. Das klappt durch das hoch- oder runterfahren des Laserkopfes, mit Hilfe eines verstellbaren Fokus oder durch eine höhenverstellbare Arbeitsfläche. Für alle drei Varianten gibt es auch entsprechende Nachrüstlösungen zum selbst bauen oder zum Kaufen. Eine motorisierte Z-Achse ist beispielsweise ab etwa 50 Euro erhältlich. Höhenverstellbare Tische baut man aus Kostengründen erfahrungsgemäß lieber selbst – allerdings ist dazu ein 3D-Drucker nötig. Die entsprechenden Vorlagen gibt es kostenlos.

Wer plant, runde Gegenstände wie Gläser oder Dosen zu gravieren, braucht eine zusätzliche Rotationsachse. Diese ersetzt die Bewegungen der Y-Achse und sorgt stattdessen für eine exakte Drehung des aufgelegten Werkstücks. Die motorisierte Rollenkonstruktion ermöglicht so die Bearbeitung von runden Oberflächen. Fertige Bausätze sind beispielsweise bei Banggood ab etwa 40 Euro erhältlich.

Die meisten Laser-Cutter und Engraver arbeiten mit Freeware oder rudimentärer eigener Software. Diese Programme funktionieren und tun was sie sollen. Die Bedienung ist allerdings häufig wenig intuitiv und umständlich. Deutlich komfortabler und umfangreicher sind Programme wie Lightburn . Die Software kostet etwa 40 Euro und kann kostenlos für 30 Tage ausprobiert werden. Aus unserer Sicht ist diese Investition absolut lohnenswert. Allerdings sollte man sich im Vorfeld informieren, ob der gewünschte Laser mit alternativer Software funktioniert. Der K40 wird beispielsweise mit unterschiedlichen Mainboards ausgeliefert und nicht alle sind zu Lightburn kompatibel.

Die Auswahl der im Preisvergleich verfügbaren Geräte ist sehr übersichtlich, da insbesondere bei günstigen Geräte unterschiedliche Angaben zum Hersteller gemacht werden. Dehalb anbei zusätzlich eine Auswahl an Lasern, die auf Amazon verfügbar sind.

Laser-Cutter und Engraver faszinieren mit tollen Ergebnisse und sehr günstigen Einstiegspreisen. Die Arbeit mit den Geräten macht Spaß und ist unkompliziert. Für DIY-Fans sind solche Laser ein echtes Highlight für die eigene Nerd-Werkstatt (Ratgeber) .

Hauptargument gegen die günstigen Laser ist der fehlende Sicherheitsaspekt. Offene Gehäuse, fehlende automatische Abschaltung, fehlende Endschalter und nicht vorhandene Lüftungen treiben Fachleuten zu Recht Schweißperlen auf die Stirn. Wer mit solch einem Laser arbeitet, muss sich der Gefahren bewusst sein und dementsprechend umsichtig handeln. Laser sind kein Spielzeug! Mit den richtigen Tuningmaßnahmen und einer Portion Verstand ist der Einsatz aber weitgehend unproblematisch.

Geräte wie der kürzlich getestete Atomstack A5 (Testbericht) oder der Laser Pecker (Testbericht) sind für den Einstieg gut geeignet. Wer gleich richtig viel Leistung will, braucht einen Co2-Laser wie den K40. Diesen würden wir erfahrungsgemäß aber nur nach der Umsetzung der Sicherheitsmaßnahmen unserer Kollegen des Make-Magazins in Betrieb nehmen.

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