Plasmaschneiden

by test01 Oktober 01, 2019

Das Plasmaschneiden gehört zu den thermischen Trennverfahren und ermöglicht dem Anwender das präzise Schneiden von Blechen. Das weit verbreitete Verfahren nutzt die thermische und kinetische Energie eines Plasmagasstroms zum Verflüssigen und Ausblasen des Werkstoffs.

Das Plasmaschneiden wird vor allem dann eingesetzt, wenn der Werkstoff nicht oder nur bedingt per konventionellem Brennschneiden durchtrennt werden kann. Zu den typischen Anwendungsgebieten gehört etwa das Schneiden von Blechen aus hochlegiertem Stahl, Aluminium oder Kupfer. Das Verfahren zeichnet sich durch hohe Schneidgeschwindigkeiten, nachbearbeitungsfreie Schnitte, einen geringen Wärmeeintrag und geringe Investitionskosten aus.

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Technische Grundlagen zum Plasmaschneiden

Beim Plasmaschneiden handelt es sich um einen energieintensiven Prozess, das in seinen Grundlagen mit den verschiedenen Varianten des Lichtbogenschweißens vergleichbar ist. Neben einer Stromquelle mit Hochspannungsversorgung sind Plasmaschneidanlagen mit einer Stromzuleitung, einer Druckluftleitung, einem Massekabel, einem Handstück und einer Plasmaschneiddüse ausgestattet. Darüber hinaus kommt üblicherweise ein Kühlmedium zur Ableitung der entstehenden Wärme zum Einsatz.

Die von der Stromquelle zur Verfügung gestellte elektrische Energie wird im Prozess zunächst dazu genutzt, einen energiearmen Plasmalichtbogen zwischen Kathode und der Düse zu erzeugen. Dieser Lichtbogen ionisiert die Gasstrecke zwischen Kathode und Anode und sorgt dafür, dass der Lichtbogen das Werkstück berührt und eine automatische Leistungserhöhung erfolgen kann.

Plasmaschneiden - Maschine der Firma Ha-Beck Mathias Hasecke e.K.
Plasmaschneiden Maschine der Firma Ha-Beck Mathias Hasecke e.K.

Bei dem trennenden Fertigungsverfahren wird je nach Art der Anode zwischen dem direkten und dem indirekten Plasmaschneiden unterschieden:

  • Direktes Plasmaschneiden: Der Lichtbogen brennt direkt zwischen der Kathode und dem Werkstück, welches in diesem Fall die Anode darstellt. Dieses Verfahren wird in der Industrie überwiegend eingesetzt.
  • Indirektes Plasmaschneiden: Der Lichtbogen ist nicht direkt mit dem Werkstoff im Kontakt, sondern brennt zwischen der Kathode und der Düse oder einer Opferanode. Vorteil dieser Verfahrensvariante ist, dass auch elektrisch nichtleitende Materialien bearbeitet werden können.

Der Schneidvorgang wird im Folgenden am Beispiel des direkten Plasmaschneidens im Detail erläutert: An der gas- oder wassergekühlten Düse wird der Hauptlichtbogen stark eingeschnürt. Durch diese Vorgehensweise wird die Energiedichte stark erhöht und die Temperatur des Bogens steigt auf etwa 30.000 °C bei einer hohen Austrittsgeschwindigkeit. Dank dieser Prozessparameter ist es möglich, je nach Werkstoff Bleche von bis zu 160 mm mit großer Schnittgeschwindigkeit zu schneiden.

Wann und wo wird Plasmaschneiden eingesetzt?

Das Plasmaschneiden wird überwiegend in der metallverarbeitenden Industrie zur Bearbeitung elektrisch leitfähiger Materialien eingesetzt. Das Verfahren erfreut sich vor allem beim Schneiden von Stahl, Edelstahl, Messing, Aluminium und Kupfer großer Beliebtheit. Es wird beispielsweise in den folgenden Branchen eingesetzt:

  • Industrielle Fertigung
  • Bearbeitung von Dünnmetall
  • Instandhaltung von Fabriken und landwirtschaftlichen Liegenschaften
  • Kfz-Technik
  • Restaurierung
  • Industriebau
  • Schweißtechnik
  • Bergungen und Verschrottungen
Plasmageschnittenes Teil der Firma KREA Ltd.
Plasmageschnittenes Teil der Firma KREA Ltd.

Was sind die Unterschiede zu ähnlichen Verfahren?

Das Plasmaschneiden ist in seinen Grundlagen mit ähnlichen thermischen Trennverfahren wie dem Autogenschneiden und dem Laserschneiden vergleichbar.

Vom Autogenschneiden beziehungsweise Brennschneiden unterscheidet sich das Plasmaschneiden im Wesentlichen durch die Form des Materialabtrags. Während das Autogenschneiden durch die Verwendung von hochreinem Sauerstoff und einem speziellen Brenngas den Werkstoff verbrennt, wird beim Plasmaschweißen ein Plasmagas zum Verflüssigen des Materials eingesetzt. Das Plasmaschneiden erzielt eine höhere Genauigkeit als das Autogenschneiden bei Materialstärken unter 160mm.

Das Laserschneiden wurde nach dem Plasmaschneiden entwickelt und basiert auf der Erzeugung eines hochenergetischen Laserstrahls zum Durchtrennen des Materials. Das Laserschneiden kann im Unterschied zum Plasmaschweißen auf alle denkbaren Werkstoffe angewendet werden und erzielt den Materialabtrag je nach Verfahrensvariante durch Schmelzen, Verbrennen oder Verdampfen. Das Laserschneiden erzielt zwar eine höhere Genauigkeit als das Plasmaschneiden, ist aber in Bezug auf die Schneiddicke begrenzt.

Was sind die Vorteile des Verfahrens?

Die Vorteile des trennenden Fertigungsverfahrens Plasmaschneiden im Überblick:

  • Für alle Metalle geeignet
  • Hohe Schnittgeschwindigkeit und Produktivität
  • Glatte und nachbearbeitungsgeringe Schnittfuge meist ohne Grat
  • Geringer Eintrag von Wärme in das Material
  • Kann unter der Wasseroberfläche angewandt werden
  • Geringe Investitionskosten und hohe Wirtschaftlichkeit
  • Keine Vorbehandlung erforderlich
  • Auch für Markierungen geeignet
Plasmaschneidanlage der Firma Afec Makina Ins. San. Tic. Ltd. Sti.
Plasmaschneidanlage der Firma Afec Makina Ins. San. Tic. Ltd. Sti.

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Anfrage Plasmaschneiden Prallplatte
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