Den richtigen Plasmaschneider für Ihren Betrieb

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Gut gekauft, wenn der Plasmaschneider genau das macht, wozu er bestimmt war: Hier Lochstechen in Werkzeugstahl 15 mm dick
Plasmaschneider in Aktion: Zuschnitt in 12 mm Baustahl

Nicht jeder Plasmabrenner ist für jede Aufgabenstellung ideal geeignet. Es gilt, darauf zu achten für eine bestimmte Aufgabe den richtigen Plasmaschneider zu kaufen. Dipl-Ing. Gerhard Hoffmann führt ein Beispiel aus der Consulting-Praxis an und nennt 9 wertvolle Tipps, worauf zu achten ist:

„Ein Anlagenbauer nutzte für seine Produktion eine 9 Jahre alte autogene CNC-Plasmaschneidmaschine. Nach dem Motto „alt aber bezahlt“ nahm er an, dass er seine Plasmazuschnitte keinesfalls preiswerter schneiden könne. Der Einkauf von Fremdteilen war nicht möglich, da die Lieferzeiten mit bis zu zwei Wochen für die Zuschnitte nicht tragbar waren. Eine realistische Stundensatzermittlung ergab, dass er mit einem modernen Plasmaschneider mehr als 40% seiner Betriebskosten hätte senken können. Was lief hier falsch, welchen Fehler machte der Unternehmen in seiner Rechnung?"

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Von der Theorie zur Praxis: So geht effektives Plasmaschneiden in der Werkstatt

Unterschiede zwischen: CNC-Plasmaschneidmaschine versus handgeführter Plasmaschneidbrenner

Beide Arten des Plasmabrenners sind zu umfangreich, um sie mit wenigen Sätzen hinreichend zu beschreiben. Schneidforum bietet hierzu mehrtägige Schneidseminare an, so umfangreich ist der Inhalt. Der Lesbarkeit der Webseite geschuldet, fassen wir hier daher nur einen Auszug der Bedingungen zusammen.

Maschinenbrenner:

Hierbei handelt es sich um automatisierte Plasmastromquellen speziell für CNC-gesteuerte Schneidmaschinen, die man Maschinenbrenner bezeichnet. Besonderheit: Die maschinentauglichen Stromquellen besitzen Schnittstellen zur CNC-Steuerung, wodurch sie sich elektrisch ansteuern lassen, gleichzeitig geben Rückkopplungs- und Störungssignale an die CNC zurück, so dass der Schneidprozess automatisierbar wird. Außerdem besitzen Maschinenbrenner 100 % Einschaltdauer ED, was eine wesentlich stärkere Kühlung erforderlich macht, z. B. einen Wasserkühlkreislauf und eine robustere Elektronik, die auch gegen Metallstaub und Schmutz besser abgeschirmt sein muss.

Handgeführte Plasmabrenner:
Sie haben meist nur ein geringes ED von 60 % oder weniger. Die Einschaltdauer bezieht sich auf 10 minütigen Schneidbetrieb, d. h. bei 60 % ED darf der Brenner nur 6 Minuten schneiden und danach muss er abkühlen - das wäre für eine Maschinenanwendung unwirtschaftlich und ein NoGo. Eine Schnittstelle zu einer CNC fehlt meistens. Damit ist auch gleich der nächste Unterschied sichtbar:

Der Preis. Denn um hohe Einschaltdauern zu erreichen, braucht es leistungsstärkere Elektronik, mehr Kühlung, mehr Abschirmung und eine andere Gasversorgung. Damit wird klar, warum manuelle handgeführte Plasmabrenner aus dem Lidl, Aldi, OBI, Amazon, Bauhaus etc. nur wenige hundert Euro kosten und ein Profigerät von Hypertherm®, Kjellberg etc. gleich bei ein oder mehreren Tausend Euro angesiedelt ist.

Die absoluten Hightech-Feinstrahlplasmaanlagen für Maschinen können auch schnell über 60.000,- € kosten.        

Störungen beim Plasmaschneiden treten mitunter häufig dadurch auf, dass einer der Leitungswege unterbrochen ist oder Übergangswiderstände oder lose Schraub- oder Klemmverbindungen den Stromfluss behindern.

Was genau im Inneren des Brenners passiert, hängt ein Stück weit vom Modell des Brenners ab. Ausgehend von den weit verbreiteten Maschinenbrennern wird die erste Zündung, der Pilotlichtbogen, zwischen Elektrode und Düse gezündet. War die Zündung erfolgreich wird der Hauptlichtbogen auf das Werkstück übertragen. Die Gasemischkonsole spielt ebenso wie die Regelung des Stromflusses eine große Rolle beim wirtschaftlichen Plasmaschneiden.

Der übertragende Lichtbogen erzeugt beim Plasmaschneiden in der Blechtafel das Einstechloch, man spricht vom piercing. Das Lochstechen mit dem Plasmabrenner erfolgt in kürzester Zeit, in der Regel auch in größeren Materialdicken von z.B. 40 mm in rund einer bis zwei Sekunden. Bei Dünnblechen um 1 mm erfolgt die Zündung in deutlich unter einer Sekunde. Nach erfolgtem Einstechen schaltet die Stromquelle den Hauptstrom ein und erteilt ein Freigabesignal an die CNC-Steuerung des Portalschneidsystems - der Ausschnitt kann nun beginnen.

Für einen wirtschaftlichen Plasmaschnitt sind neben der Schnittqualität und der Schnittgeschwindigkeit auch die Lebensdauer der Verschleißteile ein wichtiges Kriterium. Sprunghafte Anstiege vom Strom-und Gasdurchfluss sind zu vermeiden. Moderne Qualitätsplasmastromquellen sorgen für geregeltes Ein- und Absenken der Energien und erreichen durch optimierte Verschleißteile lange Standzeiten und sehr hohe Schnittqualitäten.

Da Plasmaschneiden auf einem Stromfluss basiert liegt die Vermutung nahe, dass Plasmastromquellen und die Plasmaschneidmaschine samt dem Plasmabrenntisch sehr gut geerdet sein müssen. Die Plasmahersteller geben hier unterschiedliche Richtlinien vor, an die man sich tunlichst halten sollte. Denn die Ströme und Spannungen sind hoch genug, um Personen zu gefährden. Daher ist eine sorgfältige Erdung der Anlage zwingend erforderlich. So verlangt beispielsweise Hypertherm® für seinen weit verbreiteten Plasmabrenner HT2000®, HPR®-Baureihe einen Erdungswiderstand von 0,3 Ohm.

In einem besonderen Fall sollte eine Plasmaschneidanlage bei einem Kunden im Rheingebiet aufgebaut werden. Da das Grundwasser im Gebiet des Rheinufers für die Trinkversorgung der Gegend verwendet wird, liegt der Grundwasserspiegel sehr tief. Der Hersteller des Plasmaschneiders gab nun vor, dass der Erdungswiederstand kleiner 3 Ohm einzuhalten sei, was nur durch einen eigenen Erder zu erreichen war. Dieser Erder sollte aber auch im Sommer immer mit dem Grundwasser in Kontakt stehen. Damit diese Vorgaben erfüllt werden konnte, musste ein 18 m tiefer Erder in den Boden eingeschlagen werden. Sicherheit geht vor. Planen Sie solche Unwägbarkeiten lieber im voraus mit ein, wenn Sie sich dafür entscheiden, ein Plasmaschneidsystem zu installieren.

An anderer Stelle im Schneidforum sprechen wir auch über Fundamente, Logistik, Krananlagen und weiteren Tools, die mit dem wirtschaftlichen Plasmaschneiden zusammen hängen.

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