Plasmaschneiden: optimale Schnitte, Kosten, Einstellungen, Gase, Vorteile des Plasmaschneiders

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Beim Lochstechen mit Doppel-Plasmabrenner starker Funkenflug beim Plasmaschneiden
Bild 1: Plasmaschneiden mit Doppel-Plasmaschneidbrenner mit Feinstrahlplasma 260A-Brennern. Zuschnitt von Stahl S235 mit einer Materialdicke von 12mm.

Plasmaschneiden zählt generell zu den wirtschaftlichen Trennverfahren bei Stahl- und Metallzuschnitten, doch dies allein bewirkt noch keine optimalen Schnitte. Die "genetisch" bedingt hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und seine Vorteile werden erst dann ausgespielt, wenn von den Einstellungen, Parametern bis hin zur Gasversorgung alle Variablen optimal aufeinander abgestimmt sind. Geringe Kosten und hohe Schnittqualitäten erreicht man im Plasmazuschnitt nur dann, wenn der Plasmaschneider auch in seinem optimalen Betriebspunkt arbeitet und in einer betriebswirtschaftlich austarierten Umgebung betrieben wird. Für einen optimalen Zuschnitt müssen bestimmte Randbedingungen berücksichtigt werden. Plasmaschneider besitzen Vorteile aber auch technische Grenzen, die es zu kennen und zu berücksichtigen gilt. Für den optimalen Einsatz der Plasmaschneidtechnologie lohnt es sich, zu verstehen, wie Plasmaschneiden funktioniert, was die Grenzen, die Vorteile aber auch die Nachteile des Plasmaschneidens sind.

Plasmaschneiden gehört zu der Gruppe der thermischen Schneidverfahren, zu der auch das Brennschneiden mit dem Autogenbrenner und das Laserschneiden zählen.

Erforderlich für Plasmaschneiden: Der Plasmaschneidkopf des Brenners - hier im Schnittbild gezeigt.  Aufwendig: Seine Kühlung sowie die Einschnürung des Plasmastrahls durch Bündelung des Gasflusses.
Bild 2: Erforderlich für Plasmaschneiden: Der Plasmaschneidkopf des Brenners - hier im Schnittbild gezeigt.

Plasmaschneiden: Wie funktioniert es?

Schnelle Funktionserklärung in vereinfachter Darstellung zur groben Übersicht

In einem Brennerkörper wird ein Lichtbogen zwischen einer Elektrode (Kathode) und einer Düse (Anode) erzeugt, dies geschieht entweder mit Hilfe einer Hochfrequenz oder einer hohen Spannung.

Durch den Brennerkörper lässt man ein geeignetes Gas, das man gemäß seiner Funktion als Plasmagas bezeichnet, hindurch strömen. Der Lichtbogen wird durch diese Gasströmung von der Innenseite der Düse auf ein zu leitendes Stück Metall übertragen und gleichzeitig wird das Gas durch den elektrischen Strom ionisiert. Der anfängliche zur Zündung des Lichtbogens erforderliche "Pilotlichtbogen", der nur einen geringen Stromfluss besitzt und daher nicht zum Schneiden geeignet ist, wird, nachdem die Steuerelektronik der Plasmastromquelle den Wechsel des Lichtbogens auf das zu schneidende Material registriert hat, auf den Hauptlichtbogen umgeschaltet und ein großer Strom je nach Brennermodell von 10 A bis 600 A wird auf den Brenner geschaltet. Dieses Verfahren nennt man "übertragender Lichtbogen". Das ionisierte Gase bläst das flüssige Material aus der Schnittfuge heraus, wodurch ein Schnittspalt entsteht. Wird der Plasmabrenner zusätzlich in mehreren Dimensionen bewegt, so lassen sich Konturteile, Zuschnitte erzeugen.

Dies war eine schnelle Kurzerklärung zum einfachen Verständnis des Plasmascheidverfahrens. Auf den Folgeseiten finden Sie weitere Darstellungen und tiefer gehendes Wissen in die Technologie und Funktionsweise des Plasmaschneidens

Optimale Schnitte mit dem Plasmacutter

  • Ein optimaler Plasmazuschnitt ist immer dann erreicht, wenn der Anwender und der Lohnbetrieb zufrieden mit dem Plasmateil sind. Hierzu muss der Plasmacutter ebenso optimal eingestellt sein.
  • Natürlich kann nicht jeder Plasmacutter jede Schneidaufgabe gleich gut lösen: Das unten im Bild 3 abgebildete Werkstück in Form eines Schlüssels wurde mit einem Feinstrahlplasmabrenner mit nur 50 A und einer geringen Vorschubgeschwindigkeit von ca. 1.100 mm/min geschnitten. Als Plasmagas wurde Sauerstoff eingesetzt, als Sekundärgas Druckluft. Geschnitten wurde der Schlüssel auf einer Plasmaschneidanlage mit Kugelumlaufspindel. Eine Kugelumlaufspindel überträgt physikalisch bedingt die erforderlichen Beschleunigungskräfte wesentlich konturtreuer als eine Zahnstangen/Ritzel-Antriebseinheit dies zu leisten vermag. Die Verwendung von Kugelumlaufspindeln in Plasmaschneidmaschinen stellt jedoch eine Ausnahme dar - daher versucht erst gar nicht, diesen Schlüssel nachzuschneiden - das könnte zur Enttäuschung werden! Sollte es dennoch gelingen, Gratulation, dann lasst uns dies wissen und schickt Fotos davon. Plasmacutter, die von Hand geführt werden, besitzen andere Eigenschaften, andere Aufgabenstellungen, als Maschinenbrenner. Über Handplasmageräte berichten wir an anderer Stelle ausführlich.
  • Ein optimaler Plasmazuschnitt sollte gratarm sein: Der Zuschnitt sollte nur wenig Grat enthalten, so dass das Entgraten mit wenig bis keinem Aufwand zu bewerkstelligen ist.
  • Der Plasmazuschnitt sollte glatte Schnittkanten mit einer geringen Rauheit besitzen, siehe Bild 3.
  • Die Neigung der Schnittkanten sollte so gering wie möglich sein: Beim Maschinenplasmabrenner wie oben im Bild 2 gezeigt, beträgt der Neigungswinkel < 2° bei Normalplasma und bei Handplasmabrennern ist der Winkel naturgemäß größer, er sollte wenn möglich unter 8° liegen.
  • Die Schnittgenauigkeit ist abhängig vom Maschinensystem, sie liegt in der Regel bei ± wenigen Zehntelmillimetern, je nach Materialdicke. Zum Thema Schittgenauigkeit gibt es ein eigenes Kapitel und die dazu passende Norm findet Ihr im Artikel über die DIN EN ISO9013.
  • Die Kanten sollten für den Nachfolgeprozess metallurgisch optimal vorbereitet sein. Soll das Plasmateil im Anschluß verschweißt werden, so sollte der Plasmacutter mit Sauerstoff als Plasmagas den kohlenstoffhaltigen Stahl wie S235 oder S355 schneiden. Soll das Teil im Anschluss pulverbeschichtet oder naß lackiert werden müssen gegebenenfalls andere Plasmaschneidgase eingesetzt werden.
  • Ein optimaler Plasmazuschnitt muss auch wirtschaftlich sein, das bedeutet seine Verschleißteile sollen möglichst lange Standzeiten besitzen.
  • Der optimale Plasmacutter gefährdet auch nicht den Maschinenbediener oder sein Umfeld. Sicherheitsmaßnahmen werden berücksichtigt, wie beispielsweise die Erdung, Absaugung der emittierten Gase, der Stromanschluss, der Sichtschutz vor UV-Strahlung, der Lärmschutz, denn je nach Plasmabrenner, Plasmaleistung kann die Lärmbelastung auch über 120 dBA hinaus gehen.
Optimaler Schnitt mit Plasmaschneiden mit Feinstrahlplasmabrenner von 3 mm S235: Saubere Konturen
Bild 3: Plasmaschneiden mit Feinstrahlplasmabrenner von 3 mm S235: Optimaler Schnitt

Kosten und Wirtschaftlichkeit

  • Aufgrund seiner hohen Schneidgeschwindigkeit, der geringen Nachbearbeitung der erzeugten Plasmateile, der hohen Schachteldichte von Teilen auf einem Blech, sowie der Robustheit des Plasmaschneider zählt das Plasmaschneiden zu den besonders wirtschaftlichen Trennverfahren mit vergleichsweise geringen Schnittkosten.
  • Natürlich müssen wir auch hier wieder unterscheiden, ob es sich um einen Handplasmabrenner oder eine Schneidanlage mit CNC-Steuerung und Automatisierung handelt.
  • Beim Handplasmacutter sprechen wir von geringen Investitionskosten von einigen Hundert Euro bis wenigen Tausend Euro. Handplasmabrenner sind bei Lidl, Aldi, ebay oder Amazon schon für kleine Summen erhältlich. Ein aufwendiges Equipment ist nicht erforderlich, Gehör- und Augenschutz, Hand- und Sicherheitsschuhe, Sicherheitskleidung werden einfach mal vorausgesetzt. Die Schnittgeschwindigkeiten sind manuell von Hand kaum einhaltbar, noch weniger exakt kalkulierbar. Daher eignet sich eher die Verbrauchsrechnung: Eingesetzte Energiekosten, Standzeit der Verschleißteile: Hier liegen viele Anlagen bei Schneidkosten pro Stunde von 10,- bis 15,- Euro, netto, zzgl. Personal.
  • Ganz anders verhalten sich die Kosten bei Maschinenplasmabrennern. Es beginnt schon bei den Plasmaschneidmaschinen selber. Handelt es sich um einfache Kompaktanlagen, Tischgeräte mit kleinen Abmessungen von z.B: 1,5 m x 3 m und für das Plasmaschneiden geringe Materialdicken unter 30 mm, dann sind solche Anlagen bereits für Kosten um 50.000,- Euro erhältlich, zzgl. Fundamente, Absaugung, Energieanschluß etc. Die Betriebskosten eines einfachen Plasmabrenners, der nicht besonders dick schneiden muss, liegen im Bereich von 20,- bis 35 ,- Euro. Zzgl. Abschreibung, Miete, Personal. Wir befinden uns im B2B-Bereich, daher sind alle Angaben immer als Netto-Werte zu verstehen.
  • Handelt es sich jedoch um Großanlagen von 25 m bis 100 m Schneidlänge, meistens mit zusätzlicher Bestückung mit Autogenbrennern oder multifunktionalen Werkzeugspindeln mit Werkzeugwechseler, Fasenkopf und auto. selbstreinigenden Schneidtischen, Markiereinheiten, zweiter Portalbrücke etc. dann sprechen wir hier schnell von Investitionskosten von über 0,5 Mio. Euro. Daher ist es unmöglich, nein es ist unseriös von einem Stundensatz zu reden, was leider oft im Internet zu finden ist. Die Betriebskosten der Plasmabrenner, die bei solchen Großanlagen auch im dickeren Blechbereich betrieben werden, liegen dann schnell im Bereich 30,- bis 60,- pro Stunde, zzgl. Abschreibung, Miete, Personal, Rüstzeiten etc.
  • Die Wirtschaftlichkeit der Plasmacuttter ist sehr hoch. Ihr elektrischer Wirkungsgrad liegt bei über 60%. Der Austrag ist aufgrund der hohen Schnittgeschindigkeiten beeindruckend. So kann ein Plasmaschneider in nur einer Schneidstunde schnell mal 200 Plasmateile erzeugen oder mehr, je nach Schnittlänge und Dicke.
  • Die Auslastung solcher Anlagen, natürlich abhängig von den Rüstzeiten und damit von der internen Logistik, liegt, wenn alles optimal läuft bei über 70%.
  • Die Verfügbarkeit der Plasmaschneider liegt bei über 90%, was sie ihrer Robustheit verdanken. Plasmaschneider kommen mit harten Umweltbedingungen gut zurecht, sie sind baustellentauglich. Sie stellen auch keine hohen Anforderungen an das zu schneidende Blech, egal ob es drinnen gelagert wird oder kalt von außen geholt wird, egal ob es ölig ist oder rostig - Plasmaschneider kennen da kein Pardon, alles was Strom leitet, wird geschnitten. Das macht diese Systeme auch so beliebt.
  • Natürlich gibt es mittlerweile Plasmaschneider die wesentlich leiser sind. Es gibt Plasmaschneider mit sehr hohen Schneidströmen oder sehr moderaten. Es gibt Plasmaschneider für verschiedenste Gase, die sich wiederum für verschiedene Schneidaufgaben bestens eignen. Auch dieser Umstand sorgt für eine hohe Wirtschaftlichkeit, wenn ein System genau zur Aufgabe passt.

Auf den folgenden Seiten findet Ihr viele Tipps und Erfahrungsberichte aus unserer Beratungspraxis. Das Thema Plasmaschneiden ist zu umfangreich, als dass man es in Gänze auf einer Seite darstellen könnte. Darum viel Spaß beim Einlesen - so werdet Ihr zu Experten auf dem Gebiet.

Plasmaschneiden mit Feinstrahlplasmabrenner von Edelstahl 10 mm dick, mit hoher Stückzahl pro Schneidstunde
Bild 4: Plasmaschneiden mit Feinstrahlplasmabrenner von Edelstahl 10 mm dick, mit hoher Stückzahl pro Schneidstunde

Anleitung und Einstellung des Plasmaschneiders

Unterscheidung: Handplasmaschneider zu Maschinenplasmabrenner

Anleitung: Plasmaschneiden mit dem Handbrenner

  • Wir starten beim Plasmaschneiden mit dem Handplasmaschneider mit der Betrachtung des zu schneidenden Materials. Im Handbuch entnehmen wir die Einstellungsdaten, insbesondere die Seriennummern für die einzusetzenden Plasmaverschleißteile. Diese bestehen in der Regel aus der Düse und einer zum Schneidstrom passenden Elektrode.
  • Das Schneidgut ist mit dem Gegenpol der Plasmastromquelle zu verbinden. Die Anlage ist vorschriftsmäßig zu erden.
  • Einstellung und Überprüfung der Energien, Gase und natürlich des Schneidstroms. Einstellung der Werte gemäß Handbuch.
  • Anlegen der Sicherheitsausrüstung
  • Für gute Absaugung oder Frischluft sorgen
  • Test der Schneidtauglichkeit an einer unkritischen Stelle des Materials
  • Wenn alles soweit positiv ist, kann der Schnitt erfolgen. Die Düsen der Handbrenner besitzen oftmals einen Kragen bzw. Überstand, der dafür sorgt, dass der Schneidkopf den richtigen Abstand zum Schneidmaterial besitzt. Dieser Abstand zwischen Brenner und Material sowie die richtige Schnittgeschwindigkeit sind ausschlaggebend für die Schnittqualität. Einleuchtend dabei, dass ein Mensch die Schnittgeschwindigkeit mit ein wenig Übung recht gut dosieren kann, doch niemals an die Exaktheit eines CNC-gesteuerten Antriebssystems heran kommt. Daher sind manuell erzeugte Plasmazuschnitte nicht vergleichbar mit denen aus einer Schneidmaschine stammenden.
  • Mit ein wenig Übung erhält man auch beim Einsatz des Handplasmschneiders ansehnliche Ergebnisse.

Anleitung: Schneiden mit dem Maschinenplasmabrenner

  • Auch hier beginnen wir als erstes mit der Klärung, welches Material als nächstes zu schneiden ist. Danach entnehmen wir die einzubauenden Plasmaverschleißteile aus den Handbuch oder der CNC-Steuerung, falls diese über eine Werkzeugdatenbank verfügt.
  • Als Verschleißteile kommen Düse, Elektrode, Wirbelring, Schraubkappen sowie das Shield zum Einsatz. Das Shield schirmt die hochwertigen Verschleißteile wie Düse, Elektrode vor zurück fliegenden Funken und Materialspritzern ab.
  • Die erforderlichen Daten, wie Gasdurchflüsse, Schneidstrom, Abstandsregelung des Plasmabrenners zum Material, wird auch LiBO (Lichtbogensteuerung) genannt sowie die Schnittfugenkorrektur sind in die CNC einzutragen. Wobei moderne Plasmaschneidmaschinen dies heute vollautomatisch übernehmen, was natürlich die Bedienung enorm vereinfacht und Fehlerquellen reduziert.
  • Auch hier empfiehlt sich vorher ein Testschnitt im Reststück des Materials, um sicher zu gehen, alles richtig gemacht zu haben.
  • Die fest installierte Maschinenanlage verfügt in der Regel auch über einen ordnungsgemäß geerdeten Schneidtisch. Auch der Minuspol des Plasmastromkreislaufes ist mit dem Schneidtisch fest verbunden.
  • Übliche Schneidspannungen liegen um 100 V bis 160 V, je nach Brenner.
  • Übliche Schneidströme, je nach Brennertyp und Anforderung, liegen um die 50 A bis 600 Ampere, abhängig von der verwendeten Stromquelle.
  • Übliche Abstände zwischen Brennerdüse und Material liegen zum Einstechen um 0,8 mm bis 1,5 mm, bei besonders dicken Blechen auch bis 4 mm oder darüber, was natürlich abhängig ist vom Plasmaschneider. Die Schneidhöhe hingegen ist weitaus geringer, sie liegt bei 0,3 bis 1, 2 mm, je nach Materialdicke, abhängig von den Angaben im Tabellenhandbuch des Plasmaherstellers. Bei diesen geringen Abständswerten, die auch noch während des Plasmaschnittes konstant gehalten werden müssen, wird deutlich, wie aufwendig und genau die LiBo z-Achsen-Höhensteuerung arbeiten muss - und dies auch noch bei voller und hoher Plasmaschnittgeschwindigkeit.
  • Ist man mit der Qualität zufrieden, dann lassen sich viele Plasmazuschnitte erzeugen, bis zum nächsten Verschleißteilewechsel. Hat man etwas falsch gemacht, z.B. falscher Abstand, falsche Verschleißteile, unsaubere Gase, Stromschwankungen in der Zuleitung etc. dann wird der Verschleiß an Düsen, Elektroden zunehmen und die Schnittqualität darunter leiden. Meistens äußert sich dieser Umstand in höheren Nachbearbeitungskosten oder Reklamationen des Endkunden.
  • Tipp: Die beste Schnittqualität erhält man häufig, wenn man eine oder zwei Stufen langsamer schneidet als maximal möglich und damit auch einen geringeren Schneidstrom einsetzt. Im Gegenzug werden die Plasmazuschnitte teuer, wenn die Schnittgeschwindigkeit sinkt und damit der Output reduziert wird.
Plasmaschneiden: Plasmabrenner beim Lochstechen in S235, 12 mm dick
Bild 5: Plasmabrenner beim Lochstechen in S235, 12 mm dick

Erforderliche Ausstattung, Equipment zum Plasmaschneiden

Für das erfolgreiche Plasmaschneiden wird benötigt:

  • die Plasmastromquelle, die oft umgangssprachlich Plasmaschneider genannt wird
  • der Plasmaschneidkopf, der oftmals auch als Plasmabrenner bezeichnet wird oder auch das Handstück,
  • die Verbindungsschlauchpakete, die den Plasmabrenner mit der Stromquelle verbinden
  • eine Gaskonsole mit dazugehörigen Gasen,
  • eine Erdung des Schneidtisches sowie die Masseverbindung des Schneidmaterials mit der Stromquelle, damit der Stromkreis geschlossen ist,
  • ein geeignetes Führungssystem, sei es eine manuelle Vorrichtung, eine halbautomatische Einheit oder ein vollautomatisches CNC-gesteuertes Antriebs- und Koordinatensystem, dass man Plasmaschneidanlage bzw. Plasmaschneidmaschine nennt.

Darüber hinaus wird noch benötigt:

Plasmaschneiden ohne Filter sollte man in jedem Fall vermeiden. Im Außenbereich, auf Baustellen und in freier Umgebung ist der Einsatz eines Filtersystems oftmals nicht möglich, dann sollte aber für genügend Frischluft und eine geeignete Filtermaske für den Bediener gesorgt werden. Schutzkleidung und Augenschutz sind auch beim manuellen, handgeführten Plasmaschneider erforderlich.

Beim Plasmaschneiden mit einer CNC-gesteuerten Schneidmaschine sind der Brennschneidtisch und ein geeignetes Filtersystem Grundvoraussetzung.

Wenn man maschinell plasmaschneiden möchte, sollte man auch Plasmaschneidmaschinen mit CAD/CAM-Software zur Verfügung haben, die über eine geeignete schnelle Höhenregelung der motorischen Z-Achse verfügen, damit der z-Abstand des Plasmabrenners zum Schneidmaterial exakt nachgeführt werden kann.

Setzt man eine Plasmaschneidmaschine ein, so muss diese auch auf einem hierfür geeignetem Fundament montiert werden. Für ein wirtschaftliches Arbeiten mit einer Plasmaschneidanlage sollte diese an eine gute Intralogistik, Krananlagen, Schneidtische etc. adaptiert werden, so dass auch umfangreiche Aufträge wirtschaftlich abgearbeitet werden können.

Für die Materialvorhaltung braucht man Lagerfläche und Ablagefläche für die Fertigprodukte.

Man benötigt auch Platz für die Anarbeitung der Plasmazuschnitte, beispielsweise dem Entgraten der Teile oder dem Strahlen.

Natürlich sind auch die elektrischen und die gastechnischen Energiequellen bereit zu stellen. Abhängig vom Plasmaschneider ist der elektrische Anschluss zu wählen und der kann je nach Plasmastromquelle ziemlich hoch sein, Anschlussleistungen von mehr als 120 kVA sind möglich und natürlich modellabhängig.

Welche Gase benötigt der Plasmaschneider?

Die Gase für den Plasmaschneider hängen von dem zu schneidenden Material und der eingesetzten Plasmabrennerart ab. Es gilt: Immer primär die Vorgaben und Anweisungen der Hersteller im Handbuch beachten!

  • Im Minimum bei einfachsten Anwendungen genügt Druckluft zum Plasmaschneiden.
  • Die meisten Plasmaschneider können auch alternativ mit Stickstoff betrieben werden.
  • Zu unterscheiden ist beim Plasmabrenner ob ein Eingassystem oder ein Mehrgasbrenner zum Einsatz kommen. Bei Mehrgasbrennern sind durchauus zwei und mehr verschiedene Gase im Einsatz. Ein Gas dient zum Plasmazuschnitt und das zweite Gas, meist als Sekundärgas bezeichnet übernimmt die Einschnürrung des Plasmagases und die Kühlung der Düse.

Bei Qualitäts-Feinstrahlplasmabrennern kommen in der Regel weitaus mehr Gase zum Einsatz, die wir im über die Plasmabrennerarten gesondert vorstellen. Hier eine kurze Zusammenfassung:

  • Stickstoff, Sauerstoff bei Stahlzuschnitten;
  • Argon-Wasserstoff, Argon-Stickstoff bzw. Formiergase für den Zuschnitt von Edelstahl.

Manche Plasmabrenner benötigen darüber hinaus noch Kühleinheiten und Kühlmittel.

Sie sehen, das ganze Umfeld addiert sich schnell zu einem komplexen und leistungsfähigen System, wobei das schwächste Glied in der Kette die Wirtschaftlichkeit und den Materialausstoß bestimmt.

Vorteile des Plasmaschneiders: Materialienvielfalt und Dicke

Plasmaschneiden ist ein thermischer Schneidprozess, der primär mit elektrischem Strom arbeitet. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, dass auch das Schneidgut elektrisch leitfähig sein muss. Und dies umfasst primär die Gruppe der Metalle, sie lassen sich unabhängig von ihrer Materialzusammensetzung plasmaschneiden. Dies bedeutet, dass Plasmaschneider alle Metalle schneiden können und auch Materialien, die zwar nicht aus Metall sind aber doch Strom leiten, wie beispielsweise bestimmte Kunststoffe.

Es gibt jedoch eine Einschränkung: Nicht alle Metalle leiten Strom gleich gut. Kupfer besitzt einen niedrigeren elektrischen Widerstand als Stahl, so dass sich hier andere Schnittparameter ergeben, als bei Stahl. Darüber hinaus sieht die Materialzusammensetzung bei Legierungen anders, so dass sich auch dabei andere Anforderungen an das Plasmagas und den Plasmastrom ergeben.

Plasmaschneiden ist hingegen der Materialoberfläche ziemlich tolerant und unterscheidet sich damit vom Laserschneiden oder auch vom Schweißen. Egal ob die Materialien eine glänzende oder eine verrostete, schmutzige oder verölte Oberfläche besitzen, stört dies den Plasmazuschnitt wenig. Auch Beschichtungen wie Primerlack oder Grundierungen bis zu einer gewissen Schichtdicke sind kein großes Problem, wenn die Schichtdicke gemäß unseren Erfahrungen geringer als 100 µm ist. Natürlich sieht dann der Schnitt in seinem Schnittbild anders aus, aber er lässt sich plasmaschneiden.

Gerade diese gutmütige Eigenschaft prädestiniert das Plasmaschneiden als universelles und beliebtes Schneidinstrument und Verfahren in der Industrie und im Handwerk.

Je nach eingesetzter Plasmabrennerart kann man grob skizziert folgende Aussagen zu den Materialien treffen, die sich Plasmaschneiden lassen:

Metalle:

  • Stahl, alle Arten, bis ca. 160 mm Materialdicke
  • Werkzeugstahl
  • Baustahl
  • Hitzebeständiger Stahl
  • Hochfeste Stähle
  • Edelstähle, je nach Legierung mit anderen Schnittergebnissen, was Grat und Schnittparameter betrifft bis ca. 160 mm Materialdicke mit Einschränkungen, z.B. Anstechen nur vom Rand.
  • Aluminium eignet sich sogar sehr gut zum Plasmaschneiden bis ca. 160 mm Materialdicke mit Einschränkungen

Hinweis zum Verfahren: Beim Plasmaschneiden hoher Materialdicken und damit verbunden hoher Stromstärken treten heftige Emissionen auf, sowohl an Lärm als auch an Staub. Entsprechende Sicherheitsvorkehrungen des Verfahrens sind zu berücksichtigen.

Nicht-Metalle:

Bei Nicht-Metallen kommt in der Regel das Plasmaschneidverfahren mit dem Nicht-Übertragenden Lichtbogen zum Einsatz.

  • Kunststoffe, die elektrisch leitfähig sind
  • Beton, wenn nur ein Trennschnitt mit stehendem Lichtbogen erforderlich ist
  • Gitterroste lassen sich über einen stehenden Lichtbogen oder über ein Opferblech oder eine Opferelektrode schneiden

Hinweis: Hierzu bedarf es bestimmter Plasmaschneider, da nicht jedes Modell für dieses Verfahren geeignet ist.

Dabei gilt: Zuerst immer die Vorgaben und Anweisungen der Hersteller im Handbuch beachten, nicht jeder Plasmabrenner ist für alle Aufgaben und für alle Materialien und Gase geeignet!

Plasmaschneiden bietet weitere Vorteile:

  • Preiswert und robust
  • Hoher Austrag
  • Hohe Schnittgeschwindigkeit
  • Bedienerfreundlich
  • Geringe Wartungskosten
  • Hoher Schachteldichte
  • Geringe Rauheit der Schnittkanten
  • Akzeptable Genauigkeit

weitere Vorteile und Nachteile zum Plasmaschneiden

Wie setzen sich die Schneidkosten zusammen?

Die Schneidkosten eines Plasmaschneiders setzen sich aus folgenden einzelnen Positionen zusammen:

  • Investitionskosten, Abschreibung
  • Maschinenbediener
  • Hallenmiete für die Stellfläche
  • Verschleißteile für den Plasmabrenner: Düsen, Elektroden, Wirbelringe, Shield
  • Ersatzteile wie das Schlauchpaket, Brennkopf
  • Wartungskosten pro Jahr
  • Energiekosten (auch für das Equipement wie Filter, Kühlung etc.)
  • Gasverbrauch  
  • gegebenenfalls Kosten für den erforderlichen Filterbetrieb der entstehenden Gase

Die Betriebskosten eines Plasmabrenners schwanken je nach Modell sehr stark. Generell kann man davon ausgehen, dass die Betriebskosten bei Handplasmabrennern zwischen 10,- Euro bis 20 ,- Euro pro Schneidstunde liegen. Während die Betriebskosten eines Maschinenbrenners eher bei 25,- Euro bis 50,- Euro und darüber liegen, je nachdem in welchen Materialdicken man sich bewegt. Je dicker man schneidet, desto höher der Energiebedarf und desto kurzlebiger die Verschleißteile. Zu diesen Betriebskosten kommen noch die Bediener-, die Abschreibungs- und die Mietkosten für die Stellfläche hinzu, so dass die realen Kosten in der Industrie weitaus höher liegen und von Betrieb zu Betrieb verschieden sind.

Wieviel Strom braucht der Plasmacutter?

  • Die einfachsten Handplasmabrenner kommen bereits mit einer 230V Wechselstromsteckdose mit 16 A aus. Das bedeutet deren Leistung liegt im Bereich 2,5 kVA.
  • Industriell eingesetzte Maschinenplasmabrenner spielen hingegen in einer ganz anderen Liga: Übliche Anschlussleistungen bei Drehstrom mit 400V benötigen in den Highend-Ausführungen bis zu 180 kVA mit Kühlaggregat.
  • Mit einer 600-Ampere Plasmastromquelle, die eine elektrische Anschlussleistung von ca. 190 kVA samt Kühlung benötigt, kann 150 mm dicker Edelstahl mit einer Schnittgeschwindigkeit von rund 250 mm/min geschnitten werden.
  • Doch auch Plasmaschneider mit 35 kVA, 45 kVA, 65 kVA sind im Markt häufig anzutreffen.

Tipp: Klären Sie den Strombedarf für das Plasmaschneiden im Vorfeld ab, damit es nicht zu teuren Verbrauchsspitzen kommt oder Ihr Hausanschlusstrafo zusammen bricht.

Wo setzt man das Plasmaschneiden ein?

Das Plasmaschneiden kann überall dort eingesetzt werden, wo das zu schneidende Material elektrisch leitfähig ist und die Anforderungen an die Schnittqualität nicht im Laserbereich liegen.

Plasmaschneiden erzeugt zwar kleinere Löcher, das heißt Löcher mit einem geringeren Durchmesser, als das Autogenschneiden dies vermag, doch erreicht das Plasmaschneiden nicht die geringen Radien des Lasers oder des Wasserstrahlverfahrens.

Während sich beim Plasmaschneiden der übertragende Lichtbogen sehr gut für eine Regelung und Schnittoptimierung eignet und daher das Werkzeug erster Wahl für Qualitätsschnitte mit hoher Schnittqualität darstellt, so hat das Plasmaschneidverfahren mit nicht übertragendem Lichtbogen seine Berechtigung im Trennen von Nichteisen-Elementen. Plasmaschneiden mit nicht übertragbarem Lichtbogen kann auf der Baustelle zum Schneiden von Beton, Kunststoffen oder auch zum Plasmaschneiden von Gitterrosten eingesetzt werden, bei einem solchen verwendet man eine Opferanode, dies kann ein hinzugeführter Schweißdraht oder ein Opferblech sein.

Einsatzbereiche des Plasmaschneiders mit übertragenden Lichtbogen

  • Metallbau, Schlosserei
  • Heizungs-, Klima-, Lüftungsindustrie HKL
  • Maschinenbau
  • Fahrzeugbau
  • Baustellenfahrzeuge
  • Anlagenbau
  • Kessel-, Behälter-, Ofenbau
  • Apparatebau
  • Chemische Industrie
  • Landwirtschaftliche Maschinen
  • Fassadenbau
  • Treppenbau
  • Stahlhandel, Service-Center, Jobshops, Lohnschneider

Einsatzbereiche des Plasmaschneiders mit nicht übertragenden Lichtbogen

  • Mobiler Einsatz auf Baustellen
  • Spezielle Anforderungen, wenn nicht Strom leitende Stoffe geschnitten werden sollen
  • Lichtschächte, Gitterroste etc.
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