Plasmaschneiden

Plasmaschneiden mit CNC-Schneidanlagen für effizienteste Schnitte


Plasmaschneiden-Plasmaschneidanlage-PlasmaschneiderZoom

Mit der Plasmatechnologie können alle leitfähigen Materialien wie Baustahl, Edelstahl und Aluminium im mittleren Materialstärkebereich bearbeitet werden. Vorzüge moderner Plasmasysteme sind qualitativ hochwertige Schnittergebnisse, hohe Schneidgeschwindigkeiten, eine lediglich geringe Wärmeeinflusszone sowie das im Vergleich zu anderen Schneidverfahren konkurrenzlos günstige Kosten-Nutzen-Verhältnis. Systematisch gehört das Plasmaschneiden zu den thermischen Trennverfahren. Es wurde ursprünglich zum Trennen von Metallen, die durch ihre chemische Zusammensetzung nicht per Brennschneiden getrennt werden können, wie z.B. Aluminium oder Kupfer und deren Legierungen, hochlegierte Stähle, aber auch Hartmetalle, entwickelt. In der Industrie ist die Plasmaschneidanlage auch im Baustahlbereich aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile gegenüber alternativer Schneidverfahren nicht mehr wegzudenken.


30.000 Grad Kelvin heiß: Plasma wird auch als vierter Aggregatszustand bezeichnet.Zoom Technisches Prinzip


Ein Plasmaschneider erzeugt einen Lichtbogen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück.  Plasma wird auch als vierter Aggregatszustand bezeichnet. Es wird erzeugt, in dem elektrisch leitfähiges Gas durch eine Energiezufuhr (Hochspannung) ionisiert wird. Durch die hohe Energiedichte des dabei entstehenden Lichtbogens, der bis zu 30.000 Grad Kelvin erreicht, schmilzt das Metall und wird durch einen Gasstrahl ausgeblasen, wodurch die Schnittfuge entsteht.

Ein thermisches Trennverfahren

Prinzipieller Aufbau eines PlasmaschneidersZoom Der Schneidprozess wird durch einen sogenannten Pilotlichtbogen, der per Zuführung eines Zündgases zwischen Elektrode und Düse durch Hochfrequenzspannung gezündet wird, ausgelöst (nicht übertragbarer Lichtbogen). Dieser relativ energiearme Pilotlichtbogen ionisiert die Strecke zwischen Elektrode und Anode (Werkstück). Das Plasmagas wird zugeschaltet, sobald der Pilotlichtbogen Kontakt mit dem Werkstück erhält. So entsteht der Hauptlichtbogen bei gleichzeitig automatischer Erhöhung des Stroms (übertragender Lichtbogen). Der Werkstoff wird durch die thermische Energie des Lichtbogens aufgeschmolzen und mit Hilfe der kinetischen Energie des Schneidgases aus der Fuge getrieben.    Prinzipieller Aufbau eines Plasmaschneiders.

Der Werkstoff muss leitfähig sein
Der zu schneidende Werkstoff muss beim Plasmaschneiden elektrisch leitfähig sein, da das Werkstück ein Teil des Stromkreises ist (Anode). Die Erdung sollte daher möglichst gleichmäßig sein. Und damit immer optimale Schnittergebnisse erzielt werden können, ändern sich in Abhängigkeit des Materials die Art der Verschleißteile und Plasmagase.

Elektrode und Düse beeinflussen Standzeit (Verschleißteile)
Elektrode und Plasmadüse sind hohen Strömen und damit auch hohen Belastungen ausgesetzt – es handelt sich dabei also um Bauteile mit begrenzter Lebensdauer. Die Standzeit der Elektrode wird wesentlich durch die Höhe des Schneidstroms,  die Anzahl der Zündungen und die Art des Plasmagases bestimmt. Darüber hinaus spielen das Gas- und Strommanagement am Schnittanfang und -ende sowie die Wärmeabfuhr von der Elektrode eine entscheidende Rolle. Wesentliche Einflussfaktoren der Düsenstandzeit sind:

- Durchmesser, Masse und Wärmeleitfähigkeit der Düse
-
 Verwendete Leistung (Strom x Spannung)
- Einschaltdauer des Lichtbogens
- Anzahl der Zündungen
- Lochstechablauf
- Idealer Abstand von Brenner zum Werkstück (intelligente Höhensteuerung)
- Reinheit der Schneid- und Wirbelgase. Das Gas Luft muss beispielsweise trocken, öl- und fettfrei sein.
- Intensität der Kühlung
- Verwendung von geprüften Original-Verschleißteilen


Per Hand oder automatisiert


Man unterscheidet zwischen Hand Plasmaschneidern oder dem automatisierten Plasmaschneiden mit einer CNC Schneidanlage oder einem Roboter.


Hand-Plasmaschneider
Hand-Plasmaschneider (auch manuelle Plasmaschneider genannt) werden vor allem dort eingesetzt, wo es weniger auf Präzision, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit ankommt, sondern vielmehr darum, einen schnellen Trennschnitt durchzuführen. Eingesetzt werden Hand-Plasmaschneider daher nicht nur in der metallverarbeitenden Industrie, sondern beispielsweise kommt die mobile Variante des Plasmaschneiders häufig auch bei Bergungsarbeiten von THW oder Feuerwehr zum Einsatz.

Plasmaschneidanlage (Automatisierte Portal-Schneidanlagen)
Rohrschneiden mit einer PlasmaschneidanlageZoom Plasmaschneidanlagen (häufig auch als Plasmaschneid-Portal, Brennschneidmaschine oder Brennschneidanlage bezeichnet) werden in der metallverarbeitenden Industrie am häufigsten eingesetzt. Sie punkten im CNC-geführten 2D-Schneidbereich bei dünnen und mittleren Blechstärken mit sehr guter Schnittqualität und sehr schnellen Schneidgeschwindigkeiten bei vergleichsweise günstigen Schnittmeterkosten. Auch im 3D-Bereich zeigen moderne Schneidsysteme dank ausgefeilter Drehaggregate zum Fasenschneiden ihre Stärke: Einer äußerst präzisen Schweißnahtvorbereitung mit Winkeln bis zu 50° steht heutzutage nichts mehr im Wege. Durch die Ergänzung um bestimmtes Zubehör, können moderne Plasmaschneidanlagen nicht nur zur Bearbeitung von Blechen, sondern zum Beispiel auch zur Bearbeitung von Rohren, Profilen und Behälterböden verwendet werden. An multifunktionalen Plasmaschneidanlagen gibt es darüber hinaus weitere Optionen zur Bearbeitung der Materialien: Die Anlagen können mit Modulen ausgerüstet werden, um Bohren, Senken, Gewinden, Markieren, Körnen und Beschriften zu  ermöglichen. Zudem kann die Plasmatechnik kombiniert werden mit Autogenschneiden bzw. Brennschneiden, mit Laserschneiden oder mit Wasserstrahlschneiden.

Roboter-Schneidanlagen
Roboter gelten weithin als unverzichtbar, wenn es um das Anarbeiten nachträglicher Schweißnahtvorbereitungen an bereits geschnittene Bauteile geht. Allerdings gibt es mittlerweile eine ungleich effizientere Alternative, die diese vermeintliche Gewissheit gewaltig ins Wanken bringt: Das neue Verfahren heißt ABP® - Additional Beveling Process – und ermöglicht äußerst präzises nachträgliches Anfasen auf Portalschneidanlagen (weitere Informationen: präzises nachträgliches Anfasen auf Portalschneidanlagen).


Schneidbereich und Schnittgüte


Der typische Schneidbereich beim modernen Plasmaschneiden liegt zwischen 1 mm und 50 mm – hier werden qualitativ sehr gute und wirtschaftlich äußerst effiziente Schneidergebnisse erreicht. Für höhere Materialstärken werden Plasmaschneidanlagen in der Regel mit Technologien zum Autogenschneiden kombiniert.


Wo wird das Schneiden mit Plasma angewendet?


Das Schneiden mit Plasma findet in den unterschiedlichsten Bereichen Anwendung: Zum Beispiel werden Plasmaschneidanlagen im Metallzuschnitt (Lohnschneiden oder Lohnfertigung), im Maschinenbau, beim Anlagen- und Behälterbau, beim Schiffsbau, im Lüftungsbau, im Rohrleitungsbau, beim Prototypenbau oder beim Fahrzeugbau eingesetzt. Also in all denjenigen Industriezweigen, die sich mit Metallbearbeitung und Trenntechnik beschäftigen.

Ihre Ansprechpartner
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Alois Bergmann
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Cristos Tsomakos
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Weitere Schneidverfahren
Laserschneiden Schnell und extrem präzise bei Dünnblech und feinen Konturen.
Sep
Wasserstrahlschneiden Extrem präzise und filigrane Schnitte bis 300 mm.
Sep
Autogenschneiden Wirtschaftliche Schnitte auch bei extremen Materialstärken
MSE Media
MicroStep Schneidsysteme, die diese Technologie unterstützen