Plasmaschneidanlage trennt 25 mm Baustahl
Plasmaschneidanlage trennt 25 mm Baustahl

Marktgröße: Werden mehr Maschinenplasmabrenner oder mehr Plasmahandgeräte eingesetzt?

Handplasmageräte sind weitaus häufiger in der Schneidindustrie anzutreffen, geschätzt ca. 70 % Handplasma zu 30 % maschinentauglichen Systemen in Deutschland. Weltweit liegt das Verhältnis eher sogar bei 90 % zu 10 % Maschinenbrennern. Vom wirtschaftlichen Volumen aus betrachtet, liegt die Marktgröße der Maschinenplasmabrenner eher bei 50%, obwohl ihre Stückzahl erheblich geringer ist.

Unterschiede Handplasma versus Maschinenplasmabrenner:

  • Einschaltdauer: Die maschinentauglichen CNC-gesteuerten Plasmastromquellen unterscheiden sich zum Beispiel durch ihre Fähigkeit eine Einschaltdauer von 100 % zu besitzen, während Handgeräte oft mit 60 % - 80 %  oder weniger auskommen müssen. Wenngleich auch einige wenige Handplasmamodelle existieren, die die 100% Einschaltdauer erreichen - für die Masse gilt dies jedoch nicht.
  • Gase: Maschinentaugliche Plasmabrenner nutzen meist verschiedenste Gas-Sorten und Mengen um eine optimale Gasmischung des Plasma und des Sekundärgases zu erreichen. Handplasmageräte arbeiten meist nur mit einem Gas, meistens der leicht verfügbaren Druckluft oder Stickstoff.
  • Mischung: Während Hochleistungsplasmen in der Regel mehrere Gase mischen können, besitzen Handplamageräte meist nur ein Gas.
  • Kühlung: Maschinenplasmabrenner verwenden eine aufwendige Flüssigkeitskühlung. Ihre Verschleißteile verfügen über mehrere Kanäle, die die Düse und die Elektrode während des Schneidvorgangs effektiv kühlen. Handplasmabrenner verfügen meist nur über eine einfache Luftkühlung.
  • Ströme: Maschinenplasmaschneidbrenner arbeiten in der Regel mit wesentlich höheren Strömen als die Handplasmageräte.
  • Mobilität: Handplasmabrenner sind auf Mobilität geeicht, sie sind tragbar und können oftmals an das normale 230 Volt Netz angeschlossen werden. Maschinenplasmabrenner eignen sich nur für eine feste Montage, dementsprechend hoch ist auch ihr Installationsaufwand.
  • Datenbank: Maschinenplasmabrenner verfügen über manuelle und automatische Gaskonsolen. Die auto. Gaskonsolen lassen sich über ±10 V oder ± 20 mA oder digitale Schnittstellen von der CNC oder dem CAD/CAM ansteuern. Die Schneiddaten für verschiedenste Materialien sind oftmals in einer Datenbank hinterlegt. 
  • Genauigkeit, Schnittqualität: Ein ungerechter Vergleich, denn wird ein Handplasmabrenner manuell geführt, kann der Mensch niemals eine gleichmäßige und für die Schneiddicke passende Bewegungsgeschwindigkeit mit seinem Handgelenk erreichen, wie dies eine CNC-gesteuerte Schneidanlage problemlos vermag. Damit sinkt natürlich auch die Schnittqualität. Allerdings wird im HKL-Bereich häufig aus Kostengründen eine Handplasmastromquelle an eine CNC-gesteuerte Schneidanlage adaptiert - und das Ergebnis kann sich sehen lassen. Wird der Handplasmabrenner maschinell geführt entstehen ansehnliche Schneidresultate. Wird jedoch Luft oder Stickstoff als Plasmagas eingesetzt, eignen sich die Zuschnitte nicht für ein porenfreies Verschweißen.  
  • Kosten: Sowohl die Betriebskosten liegen aufgrund der preiswerten Verschleißteile sehr viel günstiger als die aufwendigen Verschleißteile der Maschinenplasmabrenner als auch die Investition in die Plasmastromquelle selber.

 

In welchen Bereichen haben die Plasma-Handgeräte Vorteile gegenüber Autogenschneiden?

Vorteile, Nachteile des Plasmaschneidens gegenüber Autogenschneiden:

  • Plasma schneidet nahezu jeden elektrisch leitfähigen Stoff - während das autogene Brennschneiden nur für Kohlenstoffstähle mit einem C-Anteil < 0,3% und einigen Titanlegierungen geeignet ist.
  • Ist der Kohlenstoffanteil höher als 0,3 % sind weitere Vor- und Nacherwärmungsschritte beim Brennschneiden erforderlich, sonst kommt es zur Rissbildung im Schneidmaterial. Im Handgeräteplasmabereich ist in der Regel ein Vorwärmprozess werde nötig noch realisierbar.
  • Plasma schneidet rostige Stähle ebenso gut wie geprimerte, grundierte, geölte oder pulverbeschichtete Stähle, wenn die Schichtdicke ein bestimmtes Maas nicht überschreitet. Das Brennschneiden reagiert empfindlich auf Oberflächenrost und kommt mit Beschichtungen gar nicht zurecht.
  • Damit ist der Plasmabrenner das Werkzeug erster Wahl, wenn es auf der Montage schnell gehen muss. Die Geräte sind in der Regel leicht, einfach an eine 400V-Steckdose anzuschliessen, manche Geräte erlauben auch den Betrieb am normalen Netz mit 230V. Noch ein wenig Druckluft dazu und schon kann man schneiden. Sind jedoch besonders dicke Stähle zu trennen, so eignet sich das Autogenverfahren hierfür besser.

Wie kann der Nutzer entscheiden, ob eine maschinelle Anlage oder ein Handgerät für ihn von Vorteil ist?

Wann immer auf der Baustelle bei einer Montage ein Mannloch oder ein Stutzen nachträglich einzubringen sind, muss man sich fragen, wie man in einer angemessenen Zeit ein solches Loch in ein beispielsweise 20 mm dickes S235 Baustahl einbringen soll. Sind in einer bereits aufgestellten Stahlkonstruktion Durchbrüche oder sonstige Anpassungen erforderlich, stellt sich auch hier die Frage, wie man diese schnell und unkompliziert erstellen kann. Müssen Teile zerlegt werden, so ergibt sich auch hier die gleiche Fragestellung. Und häufig ist das Handplasmagerät die ideale Lösung für derartige Anwendungen, bei denen es nicht auf die Schnittqualität ankommt.
 Auch die Materialgüte und Materialdicke sind wesentliche Einflussfaktoren bei der Auswahl des Schneidverfahrens.

Worauf sollte der Nutzer bei der Auswahl seines Handgerätes achten? 8 Auswahlkriterien: 

  1. Zunächst einmal auf die Zulässigkeit des Gerätes mit CE-Kennzeichen und ordentlicher Betriebsanleitung. Selbstverständliche sollte diese einfach zu verstehen sein und viele visuelle Anleitungen enthalten.
  2. 
Da man mit hohen Strömen arbeitet sind Sicherheitsanweisungen im Bezug auf die Gefahren mit elektrischer Spannung unabdingbar. 

  3. Auch der passende Stromanschluss muss bedacht werden, denn nicht immer ist auf einer Baustelle die erforderliche elektrische Leistung verfügbar. 
Natürlich muss der gewählte Strombereich des Gerätes auch zu der geplanten Schneiddicke passen. 

  4. Der Monteur sollte auch eine genügende Anzahl an Verschleißteilen mit dabei haben, damit ihm auf der Baustelle nicht die erforderliche Düsengröße fehlt. 

  5. Prinzipiell gilt es dabei zu beachten, dass handgeführte Arbeiten nicht mit maschinengeführten Zuschnitten verwechselt werden dürfen.
  6. Über die Schnittqualität muss man sich bei Handanlagen keine Gedanken machen, denn diese liegt immer als Trennschnitt vor, wenn der Brenner manuell geführt wird. Qualitätsschnitte hingegen, welche die Norm ISO 9013 erfüllen sollen, bleiben den CNC-geführten Schneidmaschinen vorbehalten.
  7. Auf die Umweltbedingungen sollte geachtet werden. Die Umgebungen in denen handgeführte Plasmabrenner zum Einsatz kommen sind häufig sehr staub- und feuchtigkeitsbelastet. Es muss sicher gestellt sein, dass das Handplasmagerät in dieser Umgebung betrieben werden darf. Gleiches gilt für Explosionsgefährdete Umgebungen.
  8. Für Sicherheit im Umgang muss gesorgt werden: Augen-, Atem- und Gehörschutz sowie Schutz vor elektrischem Schlag sind unbedingt einzuhalten. Die Sicherheitsanweisungen des Herstellers sind zu beachten. 

Gibt es Nachteile der handgeführten Plasmatechnik?

  • Plasma erzeugt Lärm, Stäube, Funken und UV-Strahlung - vor allen diesen Nebenwirkung hat sich der Anwender sicher zu schützen. Eine geeignete Schutzbrille und Hörschutz sind Pflicht.
  • Je nach zu schneidendem Material können gesundheitsgefährdende Dämpfe freigesetzt werden, so dass der Einsatz einer Atemmaske unverzichtbar ist. 
  • Auf die Lage der Schläuche und Kabel ist zu achten, damit Stapler diese nicht versehentlich beschädigt oder sein Kollege darüber stolpert.
  • Auf die richtige Erdung ist zu achten, das zu schneidende Material benötigt immer einen guten Maßeanschluss.
  • Rost, Lacke oder andere Stoffe können die Maßeverbindung derart stören, dass ein Zünden der Anlage nicht sauber gewährleistet ist. 

  • Es muss immer auf eine genügende Frischluftzufuhr geachtet werden, was natürlich auch für das Schneiden mit dem autogenen Brennschneider gilt.
  • Das Arbeiten in Kesseln oder Behältern unterliegt besonderen Vorschriften, die es zu beachten gilt.
  • Auf den Funkenflug, der beim Austritt des Strahls erzeugt wird, ist besonders zu achten, damit keine Brände oder Explosionen entstehen. An Sicherheit für den Bediener und der Umgebung darf bei thermischen Schneidverfahren nicht gespart werden.

Im Handplasmabereich verhalten sich viele Dinge einfacher, unkomplizierter und preiswerter als im Maschinenbereich, wo hohe Genauigkeiten abverlangt werden. So sind auch die Betriebskosten bei Handanlagen wesentlich geringer als bei den Maschinenanlagen. Prinzipiell ist der Einsatz von Handplasmaanlagen gegenüber anderen konventionellen Methoden (bohren, fräsen, sägen) als sehr wirtschaftlich zu bezeichnen, was sicher auch zu dem großen Erfolg dieses robusten Verfahrens beigetragen hat.


(Quelle, Autor: © Schneidforum Consulting aus einer News-Veröffentlichung vom 8.12.2015 sowie Veröffentlichung in verschiedenen Fachzeitschriften, überarbeitet am 25.03.2019)

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