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 Plasmaschneiden

 

 

Plasmaschneiden

 

Ein Plasmaschneider erzeugt einen Lichtbogen zwischen einer Elektrode und dem WerkstĂŒck. Der Plasmabogen schmilzt das Metall und das Plasmagas entfernt die geschmolzenen Materialien.

 

 

Effizienteste Schnitte beim Plasmaschneiden

Mit der Plasmatechnologie können alle leitfĂ€higen Materialien wie Baustahl, Edelstahl und Aluminium im mittleren MaterialstĂ€rkebereich bearbeitet werden. VorzĂŒge moderner Plasmasysteme sind qualitativ hochwertige Schnittergebnisse, hohe Schneidgeschwindigkeiten, eine lediglich geringe WĂ€rmeeinflusszone sowie das im Vergleich zu anderen Schneidtechniken konkurrenzlos gĂŒnstige Kosten-Nutzen-VerhĂ€ltnis. Systematisch gehört das Plasmaschneiden zu den thermischen Trennverfahren. Es wurde ursprĂŒnglich 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 StĂ€hle, aber auch Hartmetalle, entwickelt. In der Industrie sind  Plasmaschneidanlagen auch im Baustahlbereich aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile gegenĂŒber alternativer Schneidverfahren nicht mehr wegzudenken.

Vorteile vom Plasmaschneiden

  • Hohe Schnittgeschwindigkeiten
  • Qualitativ hochwertige Schnittergebnisse
  • GĂŒnstige Schnittmeterkosten
  • Schneiden aller elektrisch leitfĂ€higen Materialien
  • Vielseitig einsetzbar

 

Mit Plasma bearbeitete Bauteile

Beispiele zum Plasmaschneiden Beispiele zum Plasmaschneiden Beispiele zum Plasmaschneiden Beispiele zum Plasmaschneiden

 

Plasmatechnik

Technisches PrinzipEin Plasmaschneider erzeugt einen Lichtbogen zwischen einer Elektrode und dem WerkstĂŒck. Plasma wird auch als vierter Aggregatszustand bezeichnet. Es wird erzeugt, in dem elektrisch leitfĂ€higes 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 TrennverfahrenEin thermisches Trennverfahren

Der Schneidprozess wird durch einen sogenannten Pilotlichtbogen, der per ZufĂŒhrung eines ZĂŒndgases zwischen Elektrode und DĂŒse durch Hochfrequenzspannung gezĂŒndet wird, ausgelöst (nicht ĂŒbertragbarer Lichtbogen). Dieser relativ energiearme Pilotlichtbogen ionisiert die Strecke zwischen Elektrode und Anode (WerkstĂŒck). Das Plasmagas wird zugeschaltet, sobald der Pilotlichtbogen Kontakt mit dem WerkstĂŒck erhĂ€lt. So entsteht der Hauptlichtbogen bei gleichzeitig automatischer Erhöhung des Stroms (ĂŒbertragender Lichtbogen). Der Werkstoff wird durch die thermische Energie des Lichtbogens aufgeschmolzen und mit Hilfe der kinetischen Energie des Schneidgases aus der Fuge getrieben.

 

Der Werkstoff muss leitfÀhig sein

Der zu schneidende Werkstoff muss beim Plasmaschneiden elektrisch leitfĂ€hig sein, da das WerkstĂŒck ein Teil des Stromkreises ist (Anode). Die Erdung sollte daher möglichst gleichmĂ€ĂŸig sein. Und damit immer optimale Schnittergebnisse erzielt werden können, Ă€ndern sich in AbhĂ€ngigkeit des Materials die Art der Verschleißteile und Plasmagase.

 

Elektrode und DĂŒse beeinflussen Standzeit der Verschleißteile

Elektrode und PlasmadĂŒse sind beim Plasmaschneiden 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 ZĂŒndungen und die Art des Plasmagases bestimmt. DarĂŒber hinaus spielen das Gas- und Strommanagement am Schnittanfang und -ende sowie die WĂ€rmeabfuhr von der Elektrode eine entscheidende Rolle. Wesentliche Einflussfaktoren der DĂŒsenstandzeit sind:

  • Durchmesser, Masse und WĂ€rmeleitfĂ€higkeit der DĂŒse
  • Verwendete Leistung (Strom x Spannung)
  • Einschaltdauer des Lichtbogens
  • Anzahl der ZĂŒndungen
  • Lochstechablauf
  • Idealer Abstand von Brenner zum WerkstĂŒck (intelligente Höhensteuerung)
  • Reinheit der Schneid- und Wirbelgase: das Gas Luft muss trocken, öl- und fettfrei sein
  • IntensitĂ€t der KĂŒhlung
  • Verwendung von geprĂŒften Original-Verschleißteilen

 

Per Hand oder automatisiert

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

Hand-Plasmaschneider

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

Plasmaschneidanlage (Automatisierte Portal-Schneidanlagen)

Plasmaschneidmaschinen werden am hĂ€ufigsten in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt. Sie punkten im CNC-gefĂŒhrten 2D-Schneidbereich bei dĂŒnnen und mittleren BlechstĂ€rken mit sehr guter SchnittqualitĂ€t und sehr hohen Schneidgeschwindigkeiten bei vergleichsweise gĂŒnstigen Schnittmeterkosten. Auch im 3D-Bereich zeigen moderne CNC-Maschinen dank ausgefeilter Drehaggregate zum Fasenschneiden ihre StĂ€rke: Einer Ă€ußerst prĂ€zisen Schweißnahtvorbereitung mit Fasenwinkeln bis zu 52° steht heutzutage nichts mehr im Wege.

Durch optionale ErgĂ€nzungen können moderne Schneidanlagen nicht nur zur Bearbeitung von Blechen, sondern zum Beispiel auch zur Bearbeitung von Rohren, Profilen und BehĂ€lterböden verwendet werden. An multifunktionalen Plasmaschneidmaschinen gibt es darĂŒber hinaus weitere Optionen zur Bearbeitung der Materialien: Die Anlagen können mit Modulen ausgerĂŒstet 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.

Plasmaschneidanlage (Automatisierte Portal-Schneidanlagen)

Roboter-Schneidanlagen

Roboter gelten weithin als unverzichtbar, wenn es um das Anarbeiten nachtrĂ€glicher 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 Ă€ußerst prĂ€zises nachtrĂ€gliches Anfasen auf Portalschneidanlagen.

 

Schneidbereich

Der typische Schneidbereich beim modernen Plasmaschneiden liegt zwischen 1 mm und 50 mm – hier werden qualitativ sehr gute und wirtschaftlich Ă€ußerst effiziente Schneidergebnisse erreicht. FĂŒr höhere MaterialstĂ€rken werden CNC-Schneidanlagen mit Plasmagas in der Regel mit Technologien zum Brennschneiden kombiniert. Folgende Materialien werden ĂŒblicherweise unter anderem mit der Plasmaschneidtechnologie bearbeitet: Baustahl (Feinkornstahl, Hardox), Edelstahl (V2A), Chrom-Nickel-Stahl (V4A), Aluminium, Kupfer, Messing, Titan, Panzerstahl.

 

Anwendungsbereich vom Plasmaschneiden

Das Schneiden mit Plasma findet in den unterschiedlichsten Branchen Anwendung: Zum Beispiel werden Plasmaschneidanlagen im Metallzuschnitt (Lohnschneiden oder Lohnfertigung), im Maschinenbau, beim Anlagen- und BehĂ€lterbau, beim Schiffsbau, im LĂŒftungsbau, im Rohrleitungsbau, beim Prototypenbau oder beim Fahrzeugbau eingesetzt. Also in all denjenigen Industriezweigen, die sich mit Metallverarbeitung und Trennverfahren beschĂ€ftigen.

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