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 EN ISO 9013:2003  Berücksichtigung. In den dort beschriebenen Genauigkeitstabellen werden nur Zuschnitte 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.

5 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 Länge! Was ist zu 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 ein wenig 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 sowie eine spezielle Maschine.

Methode 4: Mehrfachbrenner

Bei Plasma/Autogen werden min. 2 Brenner gleichzeitig eingesetzt und beide Seiten des Streifens werden gleichzeitig geschnitten. Beim Autogenschneidprozess werden sogenannte Streifenbrenner eingesetzt. Nachteil: Die minimale Streifenbreite ist abhängig von der baulichen Größe der Brennerwagen. Streifenbrenner, mit geringeren Abständen, sind nur bei Autogenverfahren möglich.

Methode 5: Geeignete Plasmaschneidverfahren

Einsatz eines Plasmaschneidverfahrens mit Wasser-Injektionsplasmen oder anderen dafür geeigneten Plasmabrennern, die als Sekundärmedium Wasser in den Plasmastrahl einmischen und so für eine hohe Wärmeabfuhr im Schnitt sorgen. Durch die Wasserbeimischung wird die Hitze an den Schnittkanten besser abgeleitet, das Material zeigt nur geringe Verwerfungen auf. 

Bei einem Unternehmen in den Niederlanden haben wir erlebt, wie mit einem solchen Verfahren Streifen von zehn Meter Länge und zehn Zentimeter Breite in zehn Millimeter dickem Aluminium geschnitten wurden, deren Ungenauigkeit für den Endkunden nicht wahrnehmbar war.

FAQ Plasmastreifen
Wie schneidet man Streifen mit Plasma/Autogen?

Das Problem liegt im Verzug durch Einbringung von Energie in Form von Hitze durch den Plasma- oder Autogen-Prozess. Das Material dehnt sich aus, so dass bei langen Streifenschnitten diese sich verziehen.

Diese Problem wird in der DIN ISO 9013 dadurch berücksichtigt, dass die Genauigkeitstabellen nur für max. Streifenverhältnisse von 4 zu 1 definiert sind, d.h. das Verhältnis von Länge zur Breite des Bauteils beträgt 4 zu 1. Doch in der Praxis müssen Streifen auch mit Verhältnissen von 100 zu 1 geschnitten werden, z.B. 100mm breit und 10.000mm lang! Was tun?

1. Verwenden eines Wasserbrenntisches, dass für ausreichende Kühlung des Materials sorgt.

2. Schneiden Sie die Streifen von beiden Seiten. Die Schnittreihenfolge wird bei Erstellung des CNC-Programms so geändert, dass der Brenner den Streifen mal von unten, mal von oben beginnend schneidet (mit unten und oben sind die Seiten des Streifens gemeint, nicht die Blechtafelseiten!). Dabei wird die Hitze besser verteilt.

3. Außerdem muss der Anstich immer so gewählt werden, dass das Material sich frei schneiden, also ausdehnen kann. Nachteil: Lange Bearbeitungsdauer, mehrere Einstiche erforderlich, ...

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