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Sicherheitsstandards, die beim Kauf eines Lasermaterialbearbeitungssystems berücksichtigt werden sollten.

Jegliche Diskussion bezüglich der Sicherheit eines Lasermaterialbearbeitungssystems sollte von der Grundvoraussetzung ausgehen, dass Lasersysteme zu jeder Zeit durch bestens geschultes und achtsames Personal bedient werden müssen. Das Nichteinhalten dieser Grundvoraussetzung stellt alleine das größte Sicherheitsrisiko für das Lasersystem, die Betriebsräumlichkeiten, sowie das in der Nähe befindliche Personal.


ULS-Laserschneide-, -gravier- und -markiergeräte wurden so gebaut, dass sie den Richtlinien 21 CFR 1040.10 und 1040.11 des Center for the Devices of Radiological Health (CDRH) der Food and Drug Administration (FDA) sowie der Europäischen Richtlinie zur Lasersicherheit EN60825-1 entsprechen.


Zusätzlich zur Aufmerksamkeit und Schulung des Bedienpersonals gibt es viele weitere Sicherheitsüberlegungen, die vor dem Kauf von Laseranlagen zum Schneiden, Gravieren und Markieren bedacht werden müssen. Im Allgemeinen können diese Überlegungen folgendermaßen klassifiziert werden: Überlegungen bezüglich der direkten Bestrahlung durch Laserenergie, Überlegungen betreffend Feuergefahr, Überlegungen bezüglich des Abluftsystems sowie Überlegungen bezüglich der Elektronik.


Überlegungen bezüglich der direkten Bestrahlung durch Laserenergie


Lasersicherheitsnormen sind gut etabliert und international recht gut vereinheitlicht. Die gängigsten Versionen dieser vereinheitlichten Lasersicherheitsnormen sind 21 CFR 1040.10 und 1040.11 in den USA und EN60825-1 in Europa. Diese vereinheitlichten Normen legen vier umfassende Klassifizierungen der Lasersicherheit für Produkte fest. Die Klassifizierungen reichen von Klasse 1, bei der die Laserenergie vollständig im Lasersystem enthalten ist und der Anwender keiner Laserenergie ausgesetzt ist, bis hin zur Klasse 4, bei der es für das Lasersystem keine Abschirmvorschriften gibt und der Betreiber möglicherweise einem hohen Ausmaß an Laserenergie ausgesetzt wird. Für die Bearbeitung von Materialien in einem Lasersystem der Klasse 1 muss das Material vollständig in das Gehäuse des Lasersystems passen.


Sämtliche ULS-Lasergeräte für Schneiden, Gravieren und Markieren wurden konform mit Klasse-1-Sicherheitsanforderungen für materialbearbeitende Laser konzipiert. Dies bedeutet, dass sie zur vollständigen Abschirmung der bei der Materialbearbeitung eingesetzten Laserstrahlung ausgelegt wurden. Zu diesem Zweck werden bei ULS-Plattformen lasergehärtete Abdeckungen in Verbindung mit Labyrinthdichtungen und redundanten hardwareseitigen Verriegelungen an allen Türen und Zugangsdeckeln eingesetzt. Laserprodukte der Klasse 1 können ohne Bedenken durch ungeschultes Personal bedient werden, solange die Sicherheitsvorkehrungen, die in den Gebrauchsanweisungen angegeben sind, eingehalten werden. Der Verkauf der Laserprodukte der Klasse 1 ist nicht eingeschränkt. Für den Betrieb eines Lasersystems der Klasse 1 sind weder persönliche Schutzausrüstung noch spezielle Räumlichkeiten erforderlich.


Sämtliche ULS-Lasersysteme sind außerdem mit einem roten Diodenlaser mit geringer Leistung ausgestattet, der zur Positionierung der Materialien für die anschließende Bearbeitung durch die materialbearbeitenden Laser dient. Die roten Diodenlaser sind den Laserpointern ähnlich, die bei Präsentationen verwendet werden und für den generellen Gebrauch als sicher gelten. Aufgrund des roten Diodenlasers sind ULS-Lasersysteme als Lasersysteme der Klasse 2 gekennzeichnet, sind jedoch mit der Klasse-1-Anforderung für materialbearbeitende Laser konform.


Einige ULS-Lasersysteme (ILS und XLS), die mit einem optionalen Klasse-4-Modul ausgestattet sind, können auch im Klasse-4-Modus betrieben werden, um Materialien zu bearbeiten, die zu groß sind und daher nicht völlig in das Lasersystem passen. Dieses Modul überbrückt die Verriegelungen an den Seitenklappen dieser Lasersysteme und fügt zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen hinzu, die ausschließlich bei Lasersystemen der Klasse 4 vorgeschrieben sind, wie zum Beispiel einen Schlüsselschalter, um Gebrauch durch unbefugte Personen zu verhindern, einen Emissionsindikator, um Laserbetrieb anzugeben, sowie eine mechanische Verschlussklappe, um zu verhindern, dass Laserenergie in das Materialbearbeitungsfeld eintritt. Der Betrieb des Lasergerätes für Schneiden, Gravieren und Markieren im Klasse-4-Betrieb verlangt den Anwendern und dem Eigentümer des Lasersystems zusätzliche Schutzmaßnahmen ab; beispielsweise muss ein Laserschutzbeauftragter das System verantworten; und alle Anwender des Systems müssen eine geeignete Schutzausrüstung tragen, während das System nur in einem speziell abgesperrten und gekennzeichneten Bereich bedient werden kann. Viele dieser Schutzmaßnahmen sind in ANSI Standard Z136.1 „American National Standard for the Safe Use of Lasers“ (Amerikanische nationale Norm zum sicheren Gebrauch von Lasern) oder in gleichwertigen Normen fast aller anderen Länder beschrieben, wie in der europäischen Norm EN 60825-11. Zusätzliche Schutzmaßnahmen werden unter Umständen von Landes- oder lokalen Behörden vorgeschrieben, beispielsweise die Berufsgenossenschaftliche Vorschrift BGV B2 zu Laserstrahlen. Es liegt in der Verantwortung des Eigentümers eines Lasersystems der Klasse 4, diese Gesetze zu verstehen und sie zu befolgen.


Feuersicherheit


Unter bestimmten ungünstigen Bedingungen sind Materialien, die durch einen Laser bearbeitet werden, entflammbar und können verbrennen, was Schäden an der Lasermaterialbearbeitungsanlage und an angrenzenden Einrichtungen verursachen kann. Dies kann für in der Nähe befindliche Personen ein mögliches Sicherheitsrisiko darstellen. ULS-Lasergeräte für Schneiden, Gravieren und Markieren sind auf verschiedene Arten auf diese Gefahr vorbereitet.


Alle Gehäuse von ULS-Systemen sind aus Stahl, Aluminium und laminiertem Sicherheitsglas hergestellt. Keines dieser Materialien ist entflammbar bei hohen Temperaturen; und alle diese Materialien sind dafür ausgelegt, ein auftretendes Feuer im Gehäuse einzudämmen. Die Verwendung feuersicherer Materialien ist nicht bei allen Herstellern von Lasersystemen verbreitet. Verschiedene Unternehmen verwenden entflammbare Materialien sowohl innerhalb des Gehäuses als auch für das Gehäuse selbst. Diese Verbindung erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Feuers und macht dessen Eindämmung schwieriger.


Die primäre Methode für die Vermeidung einer Materialentzündung und eines darauffolgenden Feuers durch die Bearbeitung mit einem Laser ist die permanente Überwachung der Lasermaterialbearbeitung durch einen Operator. Als Unterstützung für die Überwachung hat ULS ein für XLS-Lasersysteme erhältliches Brandunterdrückungssystem entwickelt, das das Risiko möglicher Schäden am Lasersystem und dessen Umgebung mindert. Das Brandschutzmodul sprüht ein Löschmittel in das Lasermaterialbearbeitungsfeld, sobald eine sich selbst erhaltende Verbrennung festgestellt wird. (Siehe Whitepaper zum Brandschutz für weitere Details.)


Überlegungen bezüglich des Abluftsystems


Die Lasermaterialbearbeitung erzeugt Nebenprodukte aus Partikeln (Rauch) und flüchtige organische Verbindungen (Rauchgase), die aus dem Bereich der Materialbearbeitung eines Lasersystems entfernt und auf eine sichere und angemessene Art und Weise gehandhabt werden müssen. Die bevorzugte Vorgehensweise ist das Herausfiltern der Nebenprodukte aus dem Abluftstrom, bevor dieser ins Freie geleitet wird. ULS bietet eine Reihe von Luftfilterlösungen für jedes Lasersystem an. Diese Luftfilterlösungen enthalten eine patentierte Technologie zur Verbesserung der Leistung und Sicherheit. Erfahren Sie mehr über UAC-Luftfiltereinheiten.


Überlegungen bezüglich der Elektronik


ULS-Lasersysteme entsprechen der international anerkannten und vereinheitlichten Sicherheitsnorm UL/EN60895 für Informationstechnologiegeräte. Eine der primären Überlegungen dieser allgemeinen Sicherheitsnorm ist die elektronische Sicherheit. Alle ULS-Laserquellen werden luftgekühlt und von RF-Energieversorgungen mit niedriger Stromstärke angetrieben. Im Unterschied dazu nutzen manche anderen Hersteller von Lasersystemen wassergekühlte Glaslaserröhren, die von DC-Starkstrom angetrieben werden.


Wasser und starkstromversorgte elektronische Komponenten stellen in Verbindung immer ein Sicherheitsrisiko dar, wenn eines der Systeme nicht korrekt funktioniert, beispielsweise im Falle einer undichten Stelle in der Wasserkühlung. Netzteile für Glasröhrenlaser haben üblicherweise Spannungen jenseits der 25.000 V-Grenze und sind immer über Hochspannungsleitungen und Stecker mit ihren Energiequellen verbunden, wodurch sie ein Stromschlagrisiko darstellen. Darüber hinaus weisen die Netzteile für Glasröhrenlaserquellen einen Strombereich von 30 bis 150 mA auf, der für das menschliche Herz besonders gefährlich ist und zu einer Defibrillation und zum Tod führen kann. Diese Technologie erfordert diese hohen Spannungen, um die Gase innerhalb der Laserröhre zu ionisieren.


Aufgrund der vielen Sicherheitsbedenken hinsichtlich der Verwendung dieser Glasröhrenlaser rät ULS potenziellen Anwendern dringend vom Kauf eines Laserbearbeitungssystems mit Starkstrom-Glaslasern ab.


Erfahren Sie mehr über wichtige Überlegungen bezüglich der Lasermaterialbearbeitung.