Laser Wintersicher machen – Warum du kein Frostschutzmittel verwenden solltest!

Der Winter steht vor der Tür und der Laser in der Werkstatt steht nicht frostsicher? Oft wird an dieser Stelle Frostschutzmittel für CO2-Laser empfohlen. Warum du das auf keinen Fall machen solltest, und wie dein CO2-Laser trotzdem die nächste Kälteperiode überlebt, verrate ich dir in diesem Beitrag.

Im Beitrag Laser Chiller – Welche Wasserkühlung für meinen Laser? haben wir gelernt, dass es zwei kritische Temperaturen für eine CO2-Laserröhre gibt: Über 25°C muss die Röhre gekühlt werden und unter 15°C darf die Röhre nicht verwendet werden. Deshalb muss das Kühlwasser in der Röhre immer mindestens 15°C betragen. Die Gase in der Röhre werden bei kalten Temperaturen nicht richtig aktiviert und die Leistung des Lasers bricht ein. Je nach Luftfeuchtigkeit kommt man unter 15°C auch gefährlich nahe an den Taupunkt, bei dem sich Kondenswasser in der Röhre bildet. Doch was mache ich, wenn meine Werkstatt im Winter kälter wird? Vor genau diesem Problem stand ich letzten Winter, und die erste Antwort in Foren und facebook-Gruppen ist: Frostschutzmittel.

Scheibenfrostschutz für das Auto klingt erstmal gut. Es kostet wenig, ist überall verfügbar und je nach Mischungsverhältnis hat es einen Gefrierpunkt von bis zu -40°C. Das sollte ausreichen, oder nicht?

Scheibenfrostschutz aus dem Kfz-Bereich besteht aus:

• Wasser
• Alkohol/Glykol
• Anionische Tenside !!
• Farb- und Duftstoffe

Das Problem an Scheibenfrostschutz sind die anionischen Tenside. Diese werden auch in Spülmittel, Waschpulver und Shampoo verwendet und sorgen dafür, dass diese kräftig schäumen. Und Schaum können wir absolut nicht im Kühlkreislauf gebrauchen, denn die Luftblasen führen in der Röhre dazu, dass diese nicht ausreichend gekühlt wird. Außerdem entstehen an den feststehenden Blasen in der Röhre Temperaturspannungen, die das Glas zum springen bringen können. Das zweite Problem von anionischen Tensiden sind ihre sogenannten negativ geladene funktionellen Gruppen. Diese können die Passivierungsschicht auf der Metalloberfläche stören und führen zu Korrosion von Metall. Mit anderen Worten: Der Wassertank rostet von innen weg! Deswegen: Niemals Scheibenfrostschutzmittel in das Kühlwasser eines CO2-Lasers geben!

Wenn man unbedingt Frostschutzmittel für seinen CO2-Laser verwenden möchte, dann nur Kfz-Kühlerfrostschutz. Dieses besteht aus dem Alkohol Glykol (chemisch: Monoethylenglykol) und ggf. korrosionsverhindernde Zusatzstoffe. Ethylenglykol hat einen Gefrierpunkt von -16°C und siedet bei 197°C. Der hohe Siedepunkt ist der eigentliche Zweck des Kühlmittels. Es soll verhindern, dass die Kühlflüssigkeit im Motor verdampft, was bei reinem Wasser der Fall wäre.

Leitungswasser gefriert bei 0°C. Destilliertes Wasser hat einen Gefrierpunkt weit darunter. Abhängig von der Reinheit liegt der Gefrierpunkt von destilliertem Wasser bei -70°C. Deine Werkstatt wird kaum kälter sein, sodass die Verwendung von destilliertem Wasser zur Kühlung deines CO2-Lasers absolut ausreicht. Man kann es im Baumarkt oder im Supermarkt sehr günstig für ~0,40€ pro Liter kaufen.

Destilliertes Wasser ist entmineralisiertes Wasser, d.h. es enthält keine Ionen und Spurenelemente. Damit hat es weitere, sehr vorteilhafte Eigenschaften. Zum Einen leitet es keinen Strom. Sollte also mal ein Zündfunke in der Röhre auf das Kühlwasser überspringen, wird der Strom nicht über das Kühlwasser weitergeleitet. Zum Anderen führt destilliertes Wasser nicht zu Korrosion, da es keine geladenen Ionen enthält, die Metall angreifen.

Bei der Verwendung von destilliertem Wasser im Kühlkreislauf eines CO2-Lasers bleibt das Problem der Mindesttemperatur zum Lasern von 15°C. Diese sollte vor dem Lasern immer in der gesamten Röhre anliegen, damit sich kein Tauwasser in ihr bildet und das Glas der Röhre nicht durch Temperaturspannungen platzt. Ich löse das mit einer günstigen 100W Aquariumheizung*. Diese schwimmt im Wassertank meines CW-5200 Chiller* und hält die Wassertemperatur konstant auf der optimalen Temperatur von 20°C. Der Vorteil ist, dass die Heizung selber die Temperatur regelt und nicht höher heizt, als die eingestellten 20°C. Im Winter läuft die Pumpe des Chillers 24/7, damit das warme Wasser auch in der Röhre ankommt und ich immer sofort mit dem Lasern beginnen kann.

Ein CO2-Laser muss vernünftig gekühlt werden, damit die Laserröhre lange hält. Wenn die Röhre überhitzt, kann sie schnell kaputtgehen und muss teuer ersetzt werden. Ein einfacher Wassereimer mit Pumpe mag kurzfristig funktionieren, ist jedoch keine dauerhafte Lösung.

Für die meisten Anwendungsfälle reicht destilliertes Wasser als Frostschutz vollkommen aus. Es verhindert das Einfrieren zuverlässig und schützt zusätzlich vor elektrischer Leitfähigkeit und Korrosion. In kalten Werkstätten sorgt eine günstige Aquariumheizung dafür, dass die Kühltemperatur konstant auf dem optimalen Wert bleibt. Mit diesen Maßnahmen kannst du deinen Laser sicher durch den Winter bringen, ohne ihn oder deine Investition zu gefährden.

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