Plasma- oder Laserschneiden: Was sind die Unterschiede beim Blech?

Die Hauptmerkmale von Laserschneiden und Plasmaschneiden

Die Laserschneidmaschinen

Laserschneidmaschinen (LASER ist das Akronym für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) beruhen auf der Emission eines monochromatischen, besonders geradlinigen Lichtstrahls.

Die Lasertechnologie ist perfekt für die Bearbeitung dünner und empfindlicher Bleche — zum Beispiel von 5 bis 12 mm — aber auch mittlerer Dicken wie 20 mm. Aus drei grundlegenden Gründen:

• der Laserlichtstrahl bündelt große Leistung auf begrenzte Flächen;
• der geringe thermische Einfluss auf die Platte;
• die extreme Schnittpräzision, die weitere Bearbeitungen überflüssig macht.

Bis vor Kurzem lag die technologische Grenze bei etwa 20 mm; darüber hinaus wurde Plasma bevorzugt, da Lasermaschinen selten über 20-25 mm hinauskamen und die Geschwindigkeit noch gering war.

Heute gibt es Hochleistungs-Faserquellen (8, 10, 12, 15 und 20 kW) und die Dickengrenze ist auf 35-50 mm gestiegen. Durch die Nutzung der hohen Leistung schneidet man Eisen, Edelstahl und Aluminium weit über 20 mm, bei wettbewerbsfähiger Geschwindigkeit und mit einem ausgezeichneten Oberflächenfinish in Verbindung mit hoher Präzision.

Laserschneidanlagen sind besonders vorteilhaft, weil sie:

• Saubere, präzise Schnitte ohne Grat an den Oberflächen liefern.
• Keine weiteren nachgelagerten Bearbeitungen erfordern.
• Geringere Betriebskosten als Plasma haben.
• Im Vergleich zu Plasma sehr wenige Verschleißteile verbrauchen.
• Perfekte Bohrungen unter Dicke ermöglichen (Ø 5 mm Löcher auf 20 mm Dicke).
• Auch geprägte und tiefgezogene Oberflächen schneiden.
• Auch Halbzeuge und bereits beschichtete Materialien bearbeiten.

Das Plasmaschneiden für die Blechbearbeitung

Das Plasmaschneiden, vor mehr als fünfzig Jahren entdeckt, wird zur Bearbeitung verschiedener leitfähiger Metallwerkstoffe größerer Dicke verwendet (Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing).

Das Plasmaschneiden nutzt Energie und Wärme: Ein Gasstrahl wird zu einem Brenner geführt und bei hoher Temperatur ionisiert, durch einen Lichtbogen oder einen Hochfrequenzinduktor. Die Mischung besteht aus Wasserstoff und Stickstoff; durch eine Düse wird ein Hochdruckgas geblasen, das durch elektrische Wechselwirkung mit einer Elektrode zu Plasma wird, Wärme auf das Metall überträgt, es zum Schmelzen bringt und seine Kontinuität aufbricht.

Mit einer Plasmamaschine erhält man eine recht präzise, aber nicht ausgezeichnete Arbeit: Die Metallreste nach dem Schnitt müssen später von Hand entfernt werden.

Plasmamaschinen schneiden auch Nichteisenmetalle. Bei "empfindlicheren" Legierungen wie Kohlenstoffstahl wird jedoch bevorzugt, Plasma auf geringere Dicken zu beschränken und von Hand auszuführen: automatisch wäre die Präzision geringer.

Welche Vorteile bietet das Plasmaschneiden?

Das Plasmaschneiden ist heute ideal für Bleche mit einer Dicke über 35-40 mm: zum Beispiel im schweren Stahlbau oder dort, wo keine besondere ästhetische Präzision gefragt ist.

Anders als der Laser kann Plasma leichter Mikro-Unvollkommenheiten an der Oberfläche zeigen: Der Schnitt ist nicht senkrecht und das Finish mittelmäßig, während die Löcher von schlechter Qualität sind und oft mit anderen Werkstattmaschinen von Hand nachgearbeitet werden müssen. Der Laser hingegen reduziert den Verschnitt der Platte und optimiert das Nesting.

Die Toleranzen des Plasmas sind zwei Größenordnungen höher als die des Lasers: Es geht um Millimeter beim Plasma gegenüber einigen Hundertstel Millimeter beim Laser.

Was wählen zwischen Laserschneiden und Plasmaschneiden?

Mit dem Aufkommen der Hochleistungs-Faserlaserquellen können viele Arbeiten, die früher am Plasma erledigt wurden, heute auf Lasermaschinen übergehen.

Die Hauptvorteile sind die Qualität der geschnittenen Teile und die Produktivität bei Blechen geringer und mittlerer Dicke. Zudem hat der Faserlaser deutlich niedrigere Fixkosten für Verschleißteile (Düsen, Keramiken, Schutzgläser) als das Plasma (Brenner, Elektroden), mit einer erheblichen Materialeinsparung dank Nesting-Optimierung.

Bei Plasmamaschinen steigen die Austauschzeiten der Komponenten von wenigen Sekunden (einfache Vorgänge) auf mehrere Minuten oder Stunden (komplexe Vorgänge, mit anschließender Einrichtung und Testschnitten).

Das wirkt sich stark auf die Maschinenverfügbarkeit aus: Anders als der Laser steht eine Plasmamaschine jeden Monat mehrere Stunden für Wartung und Einrichtung still.

Angesichts dieser Unterschiede — die auf die Endproduktion durchschlagen — ist der Faserlaser auf dem Markt immer beliebter. Er findet breite Zustimmung bei Arbeiten, die traditionell am Plasma erledigt wurden, das heute vor allem für große Dicken Sinn ergibt.

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Häufige Fragen zu Laser- und Plasmaschneiden

Laser- oder Plasmaschneiden für Blech, was ist besser?

Es hängt von der geforderten Dicke und Präzision ab: Der Laser ist bis 35-50 mm mit ausgezeichnetem Finish perfekt, Plasma eignet sich für große Dicken, wo ästhetische Präzision weniger zählt.

Bis zu welcher Dicke schneidet der Faserlaser?

Mit Hochleistungs-Faserquellen (8-20 kW) schneidet der Laser Eisen, Edelstahl und Aluminium bis 35-50 mm Dicke, bei wettbewerbsfähiger Geschwindigkeit.

Warum kostet Laserschneiden im Betrieb weniger als Plasma?

Weil es günstigere Verschleißteile (Düsen, Keramiken, Schutzgläser) als die Brenner und Elektroden des Plasmas verwendet, weniger Stillstände hat und dank Nesting-Optimierung den Verschnitt reduziert.

Wann lohnt sich das Plasmaschneiden noch?

Für große Dicken (über 35-40 mm) und dort, wo keine besondere ästhetische Präzision nötig ist, zum Beispiel im schweren Stahlbau.