Wie schneidet man Streifen?

10mm Aluminium mit Wasserinjektions-Plasma geschnitten
10mm Aluminium mit Wasserinjektions-Plasma geschnitten

Das große Problem beim Streifenschneiden liegt im Verzug des Materials durch Einbringung von Energie in Form von Hitze durch den Plasma- oder Autogen-Schneidprozess. Das Material dehnt sich aus, so dass bei langen Streifenschnitten diese sich verziehen. Diese Problem findet auch in der DIN ISO9013  Berücksichtigung. In den dort beschriebenen Genauigkeitstabellen werden nur Zuschnitt von Streifen im maximalen Verhältnisse von 4 zu 1 definiert, d.h. das Verhältnis von Länge zu Breite des Bauteils beträgt 4 zu 1. Die Norm ist für größere Verhältnisse nicht mehr definiert, da der thermische Verzug ungeahnte Dimensionen annehmen kann.

 

Methoden um lange Streifen verzugsarm zu schneiden

In der Praxis müssen Streifen manchmal auch mit Verhältnissen von 100 zu 1 geschnitten werden, z.B. 100 mm Breite und 10.000 mm lang! WAS TUN, wenn nicht einmal mehr die DIN dabei Auskunft gibt? Lösungsvorschlag:

Die Wärme muss abgeleitet werden!

Hierzu bieten sich verschiedene Methoden an:

Methode 1: Schneidverfahren mit geringerem thermischen Einfluss

Das Plasmaschneidverfahren ist hierbei vorteilhafter als Autogen, weil Autogenbrenner wesentlich mehr thermische Energie in das Material einbringen, der Verzug ist also bei Plasma geringer. Nachteil: Je nach Materialsorte und Dicke ist ein Wechsel nicht möglich! Plasma reicht als Antwort bei bestimmten Anforderungen alleine noch nicht aus.

Methode 2: Schneiden unter Wasser

Schneiden unter oder auf Wasser: Wasserbrenntische mit regulierbaren Wasserspiegel reduzieren den Verzug des Materials, weil sich hier die eingebrachte Energie besser im Wasser ableiten läßt. Nachteil: Verlust von ca. 10-15% der Plasmaenergie durch das Wasser, d.h. langsamere Schnitte und die maximale Schnittdicke nimmt ab. Weiterer Nachteile: Man erhält nasse Brennteile, die darüber hinaus durch die schnellere Abkühlung ein gröberes Schnittbild besitzen.

 

 

Methode 3:Gleichzeitiges Schneiden mit zwei Brennern

Schneiden von zwei Seiten: Die Schnittreihenfolge wird bei Erstellung des CNC-Programms so geändert, dass der Brenner den Streifen mal von unten, mal von oben beginnend schneidet. Unten, oben meint hier die Endlagen des Maschinenbetts, quasi mal bei Koordinate 0 und mal beim Maxwert beginnend. Dabei wird die Hitze besser verteilt. Ausserdem wird der Anstich immer so gewählt, dass das Material sich frei schneiden und damit ausdehnen kann. Nachteil: Lange Bearbeitungsdauer, mehrere Einstiche erforderlich, ... 4. Mehrfachbrenner oder auch Streifenbrenner bei Autogen: Bei Plasma/Autogen werden min. 2 Brenner gleichzeitig eingesetzt und beide Seiten werden gleichzeitig geschnitten. Nachteil: Streifenbreite abhängig von baulicher Größe der Brennerwagen. Streifenbrenner sind nur bei Autogen möglich. 5. Geeignete Plasmaschneidverfahren: Das Plasmaschneidverfahren mit Wasser-Injektionsplasmen oder andere dafür geeignete Brenner, die als Sekundärmedium Wasser in den Plasmastrahl einmischen, eignen sich dafür. Durch die Wasserbeimischung wird die Hitze an den Schnittkanten besser abgeleitet, das Material zeigt nur geringste Verwerfungen auf. 

Bei einem Unternehmen in den Niederlanden haben wir erlebt, wie mit einem solchen Verfahren Streifen von 10m Länge und 10cm Breite in 10mm dickem Aluminium geschnitten wurden, deren Ungenauigkeit für den Endkunden nicht signifikant war.

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