Plasmaschneidanlagen, Plasmaschneidmaschinen 9 Tipps für die Kaufauswahl

Wie Sie den passenden Plasma Cutter finden: 9 Tipps für die Kaufauswahl

Nach welchen Kriterien kaufe ich einen Plasmaschneider? Wonach wähle ich das Modell aus?

Wenn Sie noch nicht sicher sind, ob Plasma generell das richtige Schneidverfahren ist, finden Sie im Fachartikel "Projektierungs-Wissen: Der richtige Schneidprozess" mehr Informationen dazu.

Doch jetzt steigen wir ein in das Kapitel Plasma.

Tipp 1: Generell: Handplasmaschneider oder Maschinenbrenner? Welcher Plasma Cutter passt besser zu meiner Aufgabe?

Dies ist die erste Frage, die man sich stellen sollte, will ich mit einer stationären CNC-gesteuerten Plasmaschneidmaschine oder einem manuellen Handplasmaschneider meine Schneidaufgabe lösen?

Folgende Überlegungen sprechen für den Kauf eines Handplasmaschneiders:

• Handplasmaschneider bieten Mobilität, die für die Baustelle erforderlich ist
• Einfache Handhabung, von jedem eingewiesenem Werker zu bewerkstelligen
• Wenn die Schnittqualität nicht im Fokus steht
• Einsatzfall Löcher in bestehende Behälter, Böden, Konstruktionen etc.
• Gelegentlicher, zeitweiser Einsatz geplant: Handplasmaschneider besitzen in der Regel keine 100% Einschaltdauer, oftmals liegt der Wert bei 60 %
• Energie und Medienversorgung ist auf der Baustelle eingeschränkt, oftmals muss mit Kabeltrommel und geringeren Leistungen als bei Festinstallationen gearbeitet werden. Selten stehen Spezialgase zur Verfügung, daher arbeiten Handplasmaschneider oft mit Druckluft
• Für ausreichende Frischluft ist gesorgt, Einsatz daher im Freien
• Besonders Achtsam beim Umgang mit Strom in feuchter Umgebung, Sicherheitsvorschriften beachten!

Folgende Überlegungen sprechen für den Kauf eines stationären Maschinenplasmabrenner an einem CNC-gesteuerten Führungsportal:

• Serienfertigung von Plasmazuschnitten
• Reproduzierbarkeit von Zuschnitten
• Hohe Schnittqualität der Plasmateile gewünscht
• Maßhaltigkeit muss der ISO 9013 entsprechen
• Lohnarbeiten beabsichtigt
• Energie und Medien sind beliebig verfügbar
• Hohe Austragsleistung
• Kontinuierliche Schnittqualität erwünscht
• Hohe Automatisierbarkeit durch auto. Gaskonsolen und Verknüpfbarkeit mit der CNC-Steuerung des Führungsportals
• Schnelle Verfügbarkeit
• Einschaltdauer der Plasmastromquelle 100% ED

Tipp 2: Was will man schneiden? Welche Metalle, Stoffe, Produkte sollen geschnitten werden?

• Mit dem Plasmaschneider lassen sich alle elektrisch leitfähigen Metalle schneiden, doch nicht jedes gleich gut. Der Einsatz eines Plasma Cutters ist primär für den Schwarz-Bereich, also Baustähle, prädestiniert. Die Festigkeit des Baustahls spielt für die Qualität des Plasmazuschnittes keine große Rolle.
• Ganz anders sieht es aus, wenn man legierte Stähle oder Buntmetalle, Aluminium etc. schneiden will. Hier haben die Hersteller diverse Optimierungen vorgenommen, bei dem der eine Plasmaschneider sich vom anderen unterscheidet.
• Für Edelstahl- oder Aluminiumschneidanwendungen gibt es spezielle Plasmabrenner, beispielsweise mit einem injizierenden Wasserstrahl, der für eine zusätzliche Kühlung im Schnitt sorgt oder spezielle Verschleißteile, welche dafür optimierte Gase einsetzen. Manche Hersteller haben spezielle Düsen und Gasregelungen entwickelt, die Edelstähle wesentlich besser schneiden, als dies noch vor wenigen Jahren der Fall war.
• Im Maschinenplasmabereich haben Vergleichsrechnungen gezeigt, dass Plasmaschneidmaschinen bis ca. 35 max. 40 mm Materialdicke wirtschaftlicher schneiden als 3 Autogenbrenner gleichzeitig. Die Wirtschaftlichkeit des Plasmaschneidverfahrens ist generell sehr hoch. Im Schnittkostenkalkulator können Sie auf Basis der Schnittmeterlängen die Schneidtechnologien gegenüberstellen. (Vorher einloggen erforderlich)

Tipp: Sinnvoll ist es daher, im Vorfeld Schnittmuster erzeugen zu lassen und zu überprüfen, ob die gezeigte Schnittqualität die Anforderungen erfüllt.

Tipp 3: Wie dick will man plasmaschneiden?

• Will man einen Plasmaschneider kaufen, sollte man sich vor abklären, bis zu welcher Materialdicke man plasmaschneiden will, den dies bestimmt die Leistung des Plasmaschneiders und seinem elektrischen Anschlusswert.
• Bei handgeführten Plasmaschneidern kann man häufig dicker schneiden als mit Maschinenbrennern. Dies liegt daran, dass die Hand automatisch einfach langsamer den Schneidkopf zieht und so länger an einem Punkt verweilt, mehr thermische Energie in das Material einbringt und so auch größere Dicken durchtrennt - natürlich auf Kosten der Schnittqualität.
• Der Maschinenbrenner ist hingegen auf Qualität getrimmt, hier wird der Hersteller in seinem Tabellenhandbuch schon bei weitaus geringeren Dicken vom Schnitt abraten, da dann der Verschleiß der Plasmadüsen stark zunehmen wird und die Schnittqualität absinkt.
• Außerdem kann häufig mit dem Handplasmaschneider vom Rand des Blechs gestartet werden, während der Maschinenbrenner auch im vollen Material einstechen muss, so dass auch hier der Hersteller Grenzen vorgibt, die beim Handgerät geringer sind. Wobei auch der Maschinenbrenner vom Rand den Zuschnitt beginnen kann, falls die Schneidmaschine derartige Einstellungen erlaubt.
• Wenn man keinen so großen Wert auf Schnittqualität und Schnittkosten legt, lassen sich alle Plasmaschneider in gewissen Grenzen "überdrehen", doch dies würde man bei Maschinenbrennern tunlichst vermeiden.

Tipp: Beim Plasmamaschinenbrenner sollte die Stromquelle etwas überdimensioniert werden bzw. einfach eine Nummer größer gekauft werden, um so mehr Leistungsreserven im oberen Dickenbereich zu sichern.

Weiterführende Informationen finden Sie im Kapitel über die Grenzen des Plasmaschneidens.

Tipp 4: Wie genau muss man schneiden?

• Die Frage nach der Genauigkeit des Zuschnitts bestimmt im großen Masse die Auswahl des Plasmaschneiders. Mit CNC-gesteuerten Plasmaschneidmaschinen lassen sich bessere Genauigkeiten erreichen, als dies mit Handbrennern der Fall ist.
• Doch damit nicht genug: Feinstrahlplasmabrenner mit eingeschnürtem Lichtbogen erreichen wesentlich genauere Schnittkanten und geringere Schnittwinkelfehler als Normalplasmabrenner mit Eingastechnik. Zur Vertiefung verweisen wir auf zwei Kapitel: Genauigkeit beim Plasmaschneiden und Norm für thermische Zuschnitte ISO 9013.
• Die Frage nach einem genauen Schnitt wird hingegen nicht allein vom Plasmaschneider bestimmt, sondern auch von der Qualität der Führungsmaschine. Wichtige Begriffe in diesem Zusammenhang sind die Positioniergenauigkeit und die Wiederholgenauigkeit. Auch der Kreisformfehler könnte beim Schneiden von großen Ronden ins Gewicht fallen.

Tipp: Sucht man ein genaues Produktionsmittel so kommt es auf die Abstimmung des gesamten Schneidsystems an und seinen statischen und dynamischen Eigenschaften.

Tipp 5: Sollen die Plasmazuschnitte von Baustahl später verschweißt werden?

• Im Handplasmabereich werden sehr häufig Löcher geschnitten, d.h. der Ausschnitt ist damit der Abfall. Oftmals wird der Handplasmaschneider eingesetzt, um störende Bauteile zu teilen oder um etwas abzuschneiden. Beim Maschinenplasmaschneider hingegen sind die ausgeschnittenen Teile in der Regel die Gutteile, am Brenntisch bleibt das Restblech als Schrott zurück.
• Eine weitere nicht unproblematische Verarbeitung ist das Lackieren oder Beschichten der Plasmateile, auch dieser Fertigungsschritt erfordert die Verwendnung bestimmter Gase, wenn man optimale Werte erzielen möchte.
• Sollen die mit dem Plasmaschneider ausgeschnittenen Teile im Nachgang verschweißt werden, dann können manche Bauvorschriften und Normen eine porenfreie Schweißnaht verlangen und dies wird i. d. R. erreicht, indem der Baustahl mit Sauerstoff plasmageschnitten wird. Daher stellt sich die generelle Frage, kann der geplante Plasmaschneider mit Sauerstoff sicher betrieben werden?

Tipp: Eine Vielzahl von Plasmaschneidern im manuellen Handbereich darf nicht mit Sauerstoff betrieben werden, dies sollten Sie im Vorfeld überprüfen. Schneidet man Baustahl hingegen mit Luft müssen die Schneidkanten nachbearbeitet werden, z.B. abgeflext werden, damit man sie porenfrei verschweißen kann. Dies erzeugt einen zusätzlichen Aufwand und damit zusätzliche Kosten.

Tipp 6: Wie hoch sind die Anforderungen an die Schnittqualität?

• Im Handplasmabereich darf man keine Wunder bei der Schnittqualität und Genauigkeit erwarten. Der Plasmaschnitt ist abhängig von der richtigen Geschwindigkeit. Eine CNC-Steuerung mit Antriebsregelung kann die Schnittgeschwindigkeit kontinuierlich konstant halten, zumindest weitestgehend. In Ecken und kleinen Kreisen ist dies physikalisch natürlich nicht möglich. Doch mit der Handführung kann man 1.285 mm/min nicht von 1.355 mm/min Vorschub unterscheiden. Von einer konstanten Geschwindigkeit ganz zu schweigen. Das ist manuell schlicht nicht möglich.
• Ebenso die Höhennachreglung, die auf der Plasmaschneidmaschine akribisch im Zehntelmillimeter-Bereich nachgeführt wird, während man beim Handplasmabrenner nur mit einem Relativabstand über eine Düsenerhöhung oder einen Abstandshalter verfügt. Auch hier liegen Welten zwischen den beiden Plasmaschneidern und erklären damit die Qualitätsunterschiede.
• Die Gasmischung und die Gaszusammenstellung sind ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zwischen Handplasmaschneidern und Maschinenplasmaschneidern. Viele Maschinenplasmasschneider bieten die Möglichkeit eine automatische Gaskonsole einzusetzen, so dass über die CNC automatisch die korrekten Gasdrücke und Durchflüsse eingestellt werden.
• Außerdem bietet eine automatische Gaskonsole die Möglichkeit, je nach Modell, nach Belieben den Zuschnitt mit einer Plasmamarkierung zu versehen. Hierzu müssen moderne Hochleistungsschneider nicht einmal mehr die Düsen wechseln, die Teile können somit in einem Zug beschriftet und geschnitten werden.
• Moderne Qualitätsplasmaschneider arbeiten mit Mehrgasbrennertechnik mit Wasserkühlung. Das Sekundärgas schnürt den Lichtbogen ein und kühlt die Schnittflanken, so dass wesentlich bessere Schnittqualitäten erzielbar sind, als dies bei Normalplasmaschneidern der Fall ist.
• Normal- sowie Handplasmaschneider setzen häufig Brenner mit nur einem Gaskanal ein. Die Schnittflanken der beiden Brennerarten können sich in der Rechtwinkligkeit stark unterscheiden, während mit dem Qualitätsplasma Schnittwinkelfehler von 2-3 ° realisierbar sind, muss ein konventioneller Brenner mit Luftplasma häufig mit Rechtwinkligkeitsfehlern von 8 bis 15° im Dünnblechbereich leben. Das mag bei Dünnblechen kaum ins Gewicht fallen, doch im mittleren Blechdickenbereich ist dies ein spürbarer Unterschied.
• Zur Ehrenrettung der Normalplasmaschneider sei angemerkt, dass sich im oberen Blechdickenbereich der Plasmastrahl stabilisiert und die Rechtwinkligkeit auch bei Normalplasma im oberen Dickenbereich günstiger ausfällt und eher im Bereich 3° bis 8° liegt. Der Vorteil von Normalplasmabrennern liegt in den geringeren Betriebskosten.

Tipp 7: Welches Budget steht Ihnen für den Kauf zur Verfügung?

• Für eine CNC-gesteuerte Schneidanlage mit einem entsprechenden Maschinenbrenner mit Mehrgastechnik und automatischer Gaskonsole liegt die Investition deutlich im sechsstelligen Bereich. Einfache CNC-gesteuerte Plasmaschneidmaschinen mit konventionellem oder mit Handplasmaschneider sind auch für unter 50.000 € am Markt erhältlich.
• Handplasmaschneider von Markenherstellern kosten je nach Modell und Leistungsstufe einige Tausend Euro. Handplasmabrenner für den Hobbybereich sind auch schon für wenige Hundert Euro bei Aldi, Lidl, Bauhaus, OBI, Ebay, Amazon und anderen Shops erhältlich.

Tipp: Vorher auf jeden Fall die Sicherheitsbedingungen der Plasmabrenner studieren. Man stelle sich vor, ein Monteur bekommt einen elektrischen Schlag auf der Baustelle, weil das Gerät nicht genügend isoliert war? Man findet im Internet genügend Berichte über Geräte, die nicht den europäischen Sicherheitsstandards entsprechen. Ein "billiger" Plasma Cutter könnte am Ende zu teuer werden.

Tipp 8: Grenzen des Plasmaschneiders

• Plasmaschneider eignen sich hervorragend zum wirtschaftlichen Schneiden bis 35 max. 40 mm Blechdicke im Baustahlbereich.
• Soll hingegen eine Schweißfase mit angebracht werden, beträgt die Kantenlänge der Fase bei 40 bis 50 mm dickem Material schnell 60 bis 80 mm Schnittkantenlänge.
• Soll gelegentlich auch mal 60 bis 80 mm Materialdicke getrennt werden, so bestimmt dieser Parameter entscheidend die Leistung des erforderlichen Plasmabrenners, der damit an seine Grenzen kommen kann.
• Bei der Auswahl der Stromquelle muss diese maximale Schneidlänge mit bedacht werden. Sie lässt sich einfach über die Trigonometrische Funktion ermitteln:

Sinus (max. Fasenwinkel) = Materialdicke mm / Schneidlänge Plasmastrahl in mm  

bzw. Schneidlänge Plasmastrahl in mm = Materialdicke mm / Sinus (max. Fasenwinkel)

Beispiel: Schneidlänge Plasmastrahl = Materialdicke 20 mm / sin (45°)  = 20 mm / 0,707106 = 28,28 mm Schneidlänge für den Plasmastrahl.

Das bedeutet, die Plasmastromquelle, mit der man 20 mm Baustahl mit einem 45° Fasenwinkel schneiden möchte, muss in der Lage sein, min. 28 mm Baustahl zu schneiden.

Tipp: Je nach Legierung muss überprüft werden, ob für den Plasmaschneider auch entsprechende Verschleißteile und Gaseinstellungen vorhanden sind. Soll Aluminium oder Edelstahl geschnitten werden, so sind auch hier die maximalen Blechdicken und die Einstellwerte im Vorfeld abzuklären.

• Mit den derzeit leistungsstärksten Plasmabrennern kann Stahl oder Edelstahl bis 160 mm Dicke getrennt werden.
• Dringt die Anforderung an den Plasmabrenners in extreme Bereiche vor, so spricht dies für den Einsatz des Maschinenbrenners. Es wäre für den Menschen sehr ungesund einem Plasmabrenner mit derart erforderlichen Leistungen manuell zu führen, von den Stäuben, dem Lärm und den gefährlichen Dämpfen einmal ganz abgesehen. Sind exakte Schweißfasen und extreme Dicken gefordert, spricht dies eindeutig für den Einsatz von Maschinenplasmabrennern.

Tipp: Klären Sie im Vorfeld ab, ob die erforderliche elektrische Anschlussleistung für einen Hochleistungsplasmaschneider für diese Dickenbereich in Ihrem Betrieb überhaupt zur Verfügung steht oder ob ein neuer Hauptanschluss vom Energieversorgungsunternehmen erforderlich ist.