Mobile-Menu

Grundlagenwissen Plasmaschneiden – Funktionsweise, Vorteile und Nachteile

Von M.A. Frauke Finus 3 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Schages GmbH & Co.KG
Weil Technology GmbH
Mikron Switzerland AG, Division Tool

Beim Plasmaschneiden werden Werkstücke aus elektrisch leitfähigen Materialien mittels eines beschleunigten Strahles aus heißem Plasma durchtrennt. Das Plasmaschneiden ist eine effektive Möglichkeit, dicke Bleche zu trennen.

Hypertherm hat unter anderem das X-Definition-Schneiden entwickelt, das mit der Anlage XPR300 angeboten wird. Dieses Verfahren gibt dem Plasmaschneiden einen Qualitäts- und Funktionsschub.(Bild: Hypertherm)
Hypertherm hat unter anderem das X-Definition-Schneiden entwickelt, das mit der Anlage XPR300 angeboten wird. Dieses Verfahren gibt dem Plasmaschneiden einen Qualitäts- und Funktionsschub.
(Bild: Hypertherm)

Das Plasmaschneiden bietet unbegrenzte Möglichkeiten zum Schneiden von Aluminium, Edelstahl, hochlegiertem Stahl und anderen Materialien. Doch was genau verbirgt sich eigentlich hinter dieser noch relativ jungen Technologie? Wir klären die wichtigsten Fakten.

So funktioniert das Plasmaschneiden

Das Plasmaschneiden ist ein Verfahren, bei dem elektrisch leitfähige Materialien durchtrennt werden. Dafür wird ein beschleunigter Strahl aus heißem Plasma eingesetzt.

Bildergalerie

Typische Materialien, die geschnitten werden können, sind:

  • Stahl,
  • Edelstahl,
  • Aluminium,
  • Messing,
  • Kupfer
  • und andere leitfähige Metalle.

Dieses Verfahren wird häufig in Fertigungsbetrieben angewendet. Andere Bereiche sind:

  • Kfz-Reparatur und -Restaurierung,
  • Industriebau,
  • Bergung und Verschrottung.

Plasmaschneiden bietet auf der einen Seite hohe Schneidgeschwindigkeiten und Präzision. Auf der anderen Seite sind gleichzeitig die Kosten niedrig. Das macht dieses Verfahren sowohl für großen industriellen CNC-Plasmaschneidanlagen als auch für kleine Hobbybetriebe attraktiv.

Meist werden hier die Werkstoffe anschließend zum Schweißen verwendet. Ein leitfähiges Gas wird beim Plasmaschneiden eingesetzt. Dabei können Temperatur bis 30.000°C erreicht werden. Das macht das Plasmaschneider so besonders.

Der Prozess besteht darin, einen elektrischen Kanal aus überhitztem, elektrisch ionisiertem Gas zu erzeugen. Dieser Kanal führt dabei durch das zu schneidende Werkstück.

So wird über eine Erdungsklemme ein fertiger Stromkreis zurück zum Plasmaschneider gebildet. Dies wird durch ein Druckgas erreicht. Das kann sein:

  • Sauerstoff,
  • Luft,
  • Inertgas
  • und andere je nach Schneidgut.

Das Gas wird dabei durch eine fokussierte Düse mit hoher Geschwindigkeit zum Werkstück geblasen. Innerhalb des Gases bildet sich dann ein Lichtbogen. Dieser entsteht zwischen einer Elektrode und dem Werkstück.

Dieser elektrische Lichtbogen ionisiert einen Teil des Gases und erzeugt so einen elektrisch leitenden Plasmakanal. Während der Strom vom Schneidbrenner des Plasmaschneider durch dieses Plasma fließt , gibt er Wärme ab. Er gibt tatsächlich so viel Wärme ab, dass er sich durch das Werkstück schmilzt.

Gleichzeitig bläst ein Großteil des Plasmas und des komprimierten Gases das heiße geschmolzene Metall weg. Damit wird das Werkstück getrennt.

Ein Plasmasystem für alle Schneid- und Markierarbeiten

Dieses Verfahren ist eine effektive Möglichkeit, dünne und dicke Materialien zu schneiden. Handbrenner können in der Regel bis zu 38 Millimeter dickes Stahlblech schneiden. Stärkere Brenner können bis zu 150 Millimeter dickes Stahlblech schneiden. Diese Brenner sind dann zumeist von einem Computer gesteuert.

Plasmaschneider erzeugen einen sehr heißen und sehr lokalisierten „Kegel“ zum Schneiden. Deshalb sind sie sehr nützlich für das Schneiden und Schweißen von Blechen in gebogenen oder abgewinkelten Formen.

Vor- und Nachteile

Vorteile:

  • Betrieb eines oder mehrerer Brenner je nach Baureihe
  • Schneiden aller elektrisch leitfähigen Materialien
  • Schneiden von hochlegierten Stahl- und Werkstoffen aus Aluminium in mittleren und größeren Dicken
  • Hervorragende Leistung in kleinen und mittelgroßen Baustahlstärken
  • Schneiden von hochfestem Baustahl mit geringerem Wärmeeintrag
  • Hohe Geschwindigkeiten beim Schneiden (bis zu 10 Mal höher als bei Autogen)
  • Beliebige Verarbeitung von hochwertigen Zuschnitten bei mittleren und dicken Blechen
  • Plasmaschneiden garantiert eine sehr gute Automation
  • Plasmaschneiden unter Wasser ermöglicht eine sehr geringe Wärmeeinwirkung und sorgt für einen geringen Geräuschpegel am Arbeitsplatz

Nachteile:

  • Einschränkung des Einsatzes von bis zu 160 mm (180 mm) für Trockenschnitt und 120 mm Stärke für Unterwasserschnitt
  • Eine etwas breitere Schnittfuge
  • Relativ hoher Stromverbrauch
  • Laser bieten eine noch höhere Schnittqualität
  • Teurer als Schneidanlagen, die mit Autogen arbeiten
  • Lärmentwicklung bei Trockenschnitt möglich

Einsatzbereiche

Manuelle Plasmaschneider werden in der Regel von Werkstätten eingesetzt für:

  • die Bearbeitung von Dünnmetall,
  • bei der Instandhaltung von Fabriken,
  • bei der Instandhaltung von landwirtschaftlichen Betrieben,
  • bei Dienstleistern, die Reparaturen anbieten,
  • bei Metall-Servicezentren (Schrott, Schweißen und Demontage),
  • bei Bauarbeiten (zum Beispiel Gebäude und Brücken),
  • im kommerziellen Schiffbau,
  • bei der Herstellung von Anhängern,
  • bei Reparaturen von Autos
  • und bei Kunstwerken (Fertigung und Schweißen) eingesetzt.

Mechanisierte Plasmaschneider sind in der Regel deutlich größer als manuelle und werden in Verbindung mit Schneidetischen eingesetzt. Mechanisierte können in eine Stanz-, Laser- oder Roboterlösung integriert werden.

Die Größe eines mechanisierten Plasmaschneider richtet sich nach dem verwendeten Tisch und Portal. Diese Systeme sind nicht leicht zu manövrieren. Deshalb sollten alle Komponenten zusammen mit dem Layout der Anlage berücksichtigt werden.

Mittlerweile bieten Hersteller auch Kombigertäte an, die sowohl zum Schneiden wie auch Schweißen geeignet sind. Im industriellen Bereich gibt es eine Faustregel. Die lautet: Je komplexer die Anforderungen an das Plasmaschneiden sind, desto höhere Kosten entstehen.

(ID:45764899)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte