Plasmaschneiden: Die ultimative Lösung für präzise und schnelle Schnitte!

• Schnelligkeit: Plasmaschneiden ist deutlich schneller als das klassische Brennschneiden mit der Flamme (autogenes Brennschneiden). Es spart Zeit, erhöht die Produktivität und lässt sich gut automatisieren.
• Vielseitigkeit: Während das Brennschneiden nur bei einfachem Stahl funktioniert, schneidet Plasma fast alles, was Strom leitet, einschließlich Aluminium, Kupfer und anderen Metallen. Plasma schneidet auch verzunderte, angerostete oder gar grundierte Bleche.
• Präzision: Der gebündelte Gasstrahl mit seiner hohen Schnittgeschwindigkeit sorgt dafür, dass der Bereich neben dem Schnitt relativ kühl bleibt. Das Material verzieht sich nur wenig und es entstehen saubere, präzise Schnitte im Rahmen der möglichen Genauigkeitsgrenzen ISO 9013.

Erfahren Sie alle Vorteile - aber auch die Nachteile von Plasma. Was überwiegt bei Ihnen?

Plasmaschneiden ist das wirtschaftlichere Schneidverfahren bis zu einer Materialdicke von 32 bis 35 mm - im direkten Vergleich ein Plasmabrenner gegen einen Autogenbrenner sogar bis über 40 mm. Plasma schneidet bis zu diesen Dickenbereich bis zu 10 mal schneller.

• Plasma benötigt keine Vorheizzeit, wie das Autogenschneiden.
• Plasmazuschnitte können enger geschachelt werden und erzeugen weniger Verschnitt.
• Autogenzuschnitte benötigen jedoch keine elektrische Energie und haben geringere Anforderungen an die Absaugung.
• Autogenschnitte zeichnen sich ebenso durch eine geringe Rauheit aus und durch senkrechte Schnittkanten.
• In der Regel ist der Brennzuschnitt eine Genauigkeitsklasse schlechter als Plasma.

Wasserstrahlzuschnitte unterscheiden sich durch die Vielfalt an schneidbaren Stoffen und durch den kalten Schnitt - ein Schnitt der durch das Abrasivmittel kühl bleibt und das Gefüge des Materials nicht verändert und auch keine Aufhärtung zeigt. Das Schnittbild ist sehr hochwertig, wenn in der höchsten Stufe Q5 geschnitten wird - was jedoch zu einer langsamen Schnittgeschwindigkeit führt. Je nach zu schneidendem Teil eignet sich aus Kostengründen der Einsatz von Wasser nicht, wenngleich seine Genauigkeit so gut wie beim Laser ist.

Welche Unterscheidungsmerkmale gibt es noch im Vergleich Plasmaschneiden versus Laser, Autogen, Wasser?

Im Normalfall ist das Plasmschneiden sehr fehlertolerant, doch gerade für den Anfänger gibt es zu Beginn einige Hürden, wenn die Schnittqualität nicht den gewünschten Anforderungen entspricht. In so einem Fall kann die Fehlerkette groß sein und Hilfe ist nötig.

Ein Blick auf das Schnittbild liefert dem Experten bereits einige Hinweise auf potentielle Fehlerquellen. Damit Ihnen das auch. gelingt, haben wir einige Tipss für Sie zusammengestellt: Expertenwissen zu den Fehlerquellen

Dies hängt vom Brennertyp, dem Schneidstrom, dem Abstand vom Brenner zum Schneidmaterial und der Kühlung ab. Generelle Aussagen sind daher gar nicht möglich. Die Lebensdauer von Düse, Elektrode spiegelt sich im Betriebsstundensatz wider.
Hier einige Eckwerte zur Orientierung:

• Eine Düse kann zwei bis vier Stunden halten. Bei Handbrennern auch darüber hinaus. Beim Schneiden von dicken Materialien kann auch jede Stunde eine Düse fällig werden. Uns sind Fälle bekannt, in denen die Düse 8 Stunden stand hielt.

• Faustregel: Eine Elektrode kann bis zu zwei Düsenwechsel aushalten. Abhängig von der Anzahl der Anstiche und des Stromes.

• Neben Düsen und Elektroden sind auch Wirbelringe, Shield-Kappen, Schraubkappen, der Brennerkörper und das Brennerschlauchpaket Verschleißteile, die eine wesentlich längere Lebensdauer besitzen.

In einem speziellen Kapitel über Verschleißteile erfahren Sie mehr Details und wie man die Lebensdauer optimieren kann. Typischerweise können bei Normalbetrieb je nach Brennertyp und Leistung die Verschleißteile von 10,- bis 50,- pro Stunde betragen, in besonderen Fällen auch darüber hinaus.

Plasmabrenner benötigen Strom und Gas. Bei einfachen Aufgaben und Brennern genügt Luft oder Stickstoff.

Leistungsfähige Maschinenbrenner arbeiten mit Sauerstoff und weiteren Mischgasen z.B. F5 Formiergas für das Schneiden von Edelstahl, die optimal zum jeweiligen Werkstoff passen.

Übliche Betriebsdrücke zum Schneiden liegen bei 4 bis 8 bar. Sauerstoff und Stickstoff werden in der Regel im Bündel eingesetzt.
Argon/Wasserstoffgemisch oder Formiergase genügen oft als Einzelflasche mit 200 oder 300 bar.

Welches Gase und welche Menge benötigt wird, beschreiben wir ausführlich und beachten Sie auch, wie sehr ein Gas mit schlechter Reinheit zu Problemen führt, dies kann sehr teuer werden.

Der vierte Aggregatzustand:
Wir kennen alle die drei klassischen Aggregatzustände: fest, flüssig und gasförmig. Plasma ist der vierte Zustand. Er entsteht, wenn Gas extrem stark erhitzt wird und zu einem hochenergetischen, elektrisch leitenden Zustand wird.

Die Konzentration:
Ein elektrisch leitendes Gas wird durch eine Schneiddüse geführt und durch einen Lichtbogen, der mit elektrischem Strom zwischen Elektrode und Düseninnenwand fliesst, ionisiert. In der Schneiddüse wird der Gasstrahl durch eine winzige Öffnung gepresst, wo er auf das zu schneidende Material auftrifft. Der konzentrierte, hochenergetische Strahl schmilzt den Stahl, wodurch selbst dicke Materialien schnell und sauber geschnitten werden können.

Der Schnitt:
Dieser Strahl erreicht Temperaturen von bis zu 30.000 °C. Das Metall an der Schnittstelle schmilzt sofort, ein kleiner Teil sublimiert (verdampft). Gleichzeitig ist der Gasdruck so hoch, dass das flüssige Metall sofort aus der Fuge geblasen wird und so ein sauberer Schnitt entsteht. Der Brenner wird über eine passende Maschinenausrüstung mechanisch geführt, so werden auch Schneidkonturen erzeugt.

Was genau passiert beim Plasmaschneiden - dies erfahren Sie in den Grundlagen über Plasmaschneiden.

Plasmaschneiden erfordert aufgrund seiner Lautstärke und seiner Emissionen einen durchdachten Arbeitsschutz. Von der UV-Strahlung bis hin zur Kollision mit der Portalachse der Schneidanlage müssen Betreiber spezifische Schutzmaßnahmen treffen.

• Gase: Sicherer Umgang mit Flaschen und Tanks.
• Emissionen: Absaugung von Feinstaub und Ozon. Welche Filter eignen sich für das Plasmaschneiden?
• PSA: Anforderungen an Gehör- und Augenschutz z.B. mit einer Schutzbrille der Schutzstufe DIN 5 mit IR-Schutz
• Sicherheitsabstände und Kollisionsschutz

Alle Details und neutrale Empfehlungen finden Sie in unserem Fachbeitrag: Sicherheit beim Plasmaschneiden – Praxis-Check

Plasmaschneiden ist ein elektrischer Prozess, der auch gewisse Sicherheitsanforderungen erforderlich macht. Wie hoch der Aufwand zum Plasmaschneiden ist, hängt von der Anwendung ab - für Handplasmabrenner ist er geringer als bei Maschinenbrennern.

Wird der Plasmabrenner an einer stationären Portalschneidanlage betrieben, so sind weitere Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, doch eingehaust muss der Plasmaschneidtisch in der Regel nicht.

Plasmaschneiden kann hervorragend automatisiert, digitalisiert werden und auch KI (Künstliche Intelligenz) kommt dabei zum Einsatz:

• Lichtbogengesteuerte Höhenregelungen (LiBo) ist ein mannloser bis mannarmer Betrieb möglich
• Automatischer Wechseltisch für bestimmte Blechdicken
• Anbindung an ein Lagersystem mit automatischer Beschickung
• Automatischer Schneidkopfwechseler, erlaubt das schnelle und mannlose Umrüsten des Kopfes auf andere Ströme
• Automatische Gaskonsolen stellen auto. die passenden Gasmischungen und Gasdrücke ein
• Automatische Umstellung vom Zuschnitt auf Plasmamarkierungen
• Durch KI überwachte Prozesskontrolle erlaubt die Optimierung der Verschleißteilelebensdauer und der korrekten Tauschzyklen
• Digitalisierung mit OPC-UA-Schnittstellen erlaubt über LAN und WLAN die Prozessüberwachung, Ausfallzeiten, Auslastungskontrolle und Service-Intervalle
• Digitalisierung des Plasmabrenners erlaubt Predictive-Maintance, so dass Stillstandszeiten reduziert werden

Durch moderne Plasmaschneid-Systeme sind Einsparungen im hohen fünfstelligen Bereich p.a. möglich. Vorausgesetzt die Maschine und der Brenner sind hierzu in der Lage - die Möglichkeiten sind vom Brennertyp abhängig.

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