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Schneidautomatisierung
Es gibt fest, flüssig, gasförmig und schließlich den vierten Aggregatzustand, das Plasma. Unter Plasma versteht man einfach eine überhitzte Gassäule, die zum Schneiden von Metallen verwendet werden kann.
Plasmabrenner arbeiten mit komprimierter Luft oder komprimierten Gasen wie Stickstoff, die ionisiert werden und Plasma erzeugen. In der Regel werden Gase in die Maschine eingespeist, die nach dem Kontakt mit der Elektrode ionisieren und mehr Druck erzeugen. Die Gase stoßen dann einen Strom oder eine Säule aus reinem Plasma aus, das heiß genug ist, um Materialien zu durchschneiden.
Beim Plasmaschmelzschneiden wird normalerweise eine Kupferdüse verwendet, um den Gasstrom mit dem durch sie fließenden Pilotlichtbogen zu verengen. Der Pilotlichtbogen springt von einer Elektrode im Brenner auf das zu schneidende Material. Dies wird als „übertragener Bogen” bezeichnet. Obwohl es auch „nicht übertragene” Bögen gibt, werden diese typischerweise nicht zum Schneiden verwendet.
Außer der Düse besteht auch die Elektrode in der Regel aus Kupfer, hat aber an der Stelle, an der der Lichtbogen ansetzt, einen Metalleinsatz. Ohne ihn würde das Kupfer zu schnell schmelzen.
In vielen Fällen wird ein Wolframeinsatz in der Elektrode des Plasmaschneiders verwendet. Sie können sehr hohen Temperaturen standhalten und schmelzen oder erodieren nur minimal. Einige kleinere Brenner verwenden eine „bleistiftartige” Elektrode, die vollständig aus Wolfram besteht und ein spitzes Ende hat.
Bei Vorhandensein von Sauerstoff verbrennt Wolfram jedoch schnell. Wenn Sauerstoff oder Druckluft verwendet wird, ist der Einsatz aus Hafnium gefertigt. Hafnium hält bei Vorhandensein von Sauerstoff viel länger und hat einen sehr hohen Schmelzpunkt, nutzt sich aber bei jedem Zünden des Lichtbogens ein wenig ab.
Das Plasmaschneiden bietet eine Reihe von Vorteilen, die Sie beachten sollten. Sie können durch alle leitfähigen Materialien schneiden, darunter Bleche und Nichteisenmetalle, und erzielen bei Stärken von bis zu 50 mm eine hervorragende Schnittqualität. Die maximale Schneidstärke beträgt 150 mm.
Darüber hinaus bietet das Plasmaschmelzschneiden die beste und kosteneffizienteste Methode zum Schneiden von Edelstahl und Aluminium mittlerer Stärke, unabhängig davon, ob das System handgeführt oder auf einer CNC-Maschine montiert ist. Es schneidet in der Regel schnell und mit minimalem Anschnitt, was einen glatten Schnitt und eine schmalere Schnittfuge ergibt.
Da keine Vorwärmung erforderlich ist, können Sie sowohl Zeit als auch Geld sparen und auch hohe Geschwindigkeiten erreichen, insbesondere bei dünneren Metallen. Das Plasmaschneiden bietet außerdem eine bessere Leistung beim Schneiden von gestapelten Metallen.
Bei der Bearbeitung von verschiedenen Formen, Winkeln, Rohren oder Kanälen bietet das Plasmaschneiden eine präzisere und schnellere Möglichkeit des Schneidens. Außerdem ist es einfacher zu handhaben als viele andere Schneidesysteme, da es nur minimale Reinigungsarbeiten erfordert. Es erfordert keine Lagerung oder explosive Gase mit offener Flamme und ist daher auch sicherer.
Sauerstoff wird in einem Plasmabrenner aus dem gleichen Grund verwendet, aus dem er in einem Acetylenbrenner verwendet wird. Der Sauerstoff im Plasmastrom reagiert mit Baustahl. Die chemische Reaktion zwischen dem Sauerstoff im Plasmagas und dem Grundmetall trägt dazu bei, die Schnittgeschwindigkeit zu erhöhen und die Kantenqualität zu verbessern.
Da Sauerstoff nicht die gleiche Reaktion wie Edelstahl oder Aluminium hat, können für diese Metalle kostengünstigere Gase verwendet werden. Dazu gehören Stickstoff oder Druckluft, die oft hauptsächlich aus Stickstoff besteht.
Andere Spezialgase werden manchmal für verschiedene Zwecke verwendet. Argongas zum Beispiel wird beim Plasmamarkieren verwendet, um mit dem Plasmalichtbogen Oberflächenverfärbungen zu erzeugen. Eine Mischung aus Argon und Wasserstoff kann beim Schneiden von dickerem, rostfreiem Stahl oder Aluminium verwendet werden. Eine Mischung aus Wasserstoff und Stickstoff oder Methan und Stickstoff ist eine weitere Alternative beim Schneiden von dünnerem Edelstahl.
Die Entscheidung über die zu verwendende Mischung hängt von Ihren Bedürfnissen ab. Jede Mischung hat eine andere Schnittqualität, einen anderen Preis und andere Handhabungsanforderungen.
Bei Plasmaschneidprozessen können nur elektrisch leitfähige Metallwerkstoffe verwendet werden. Dazu gehören Baustahl, Edelstahl und Aluminium. Viele andere Metalle und Legierungen sind ebenfalls leitfähig, z. B. Kupfer, Messing, Titan, Monel, Inconel, Gusseisen und andere. Die Schmelztemperaturen einiger dieser Metalle machen es jedoch schwierig, sie mit einer guten Kantenqualität zu schneiden.
Der Prozess des Plasmaschmelzschneidens wird typischerweise als Alternative zum Autogenschneiden betrachtet. Das Plasmaschneidverfahren unterscheidet sich dadurch, dass es mit dem Lichtbogen arbeitet, um das Metall zu schmelzen. Der Autogenprozess hingegen verwendet Sauerstoff, um das Metall zu oxidieren, und die Wärme aus der exothermen Reaktion, um das Metall zu schmelzen.
Im Allgemeinen ist das Autogenschneiden gut für dickere Metalle und kann Stahl mit einer Stärke von 15–30 cm schneiden. Einige Systeme können sogar Stahl mit einer Stärke von bis zu 50 cm schneiden. Sie benötigen außerdem keinen Strom, was bedeutet, dass sie eine gute Option sind, wenn Sie draußen schneiden. Darüber hinaus können Autogenschneidbrenner nicht nur schneiden, sondern auch schweißen, löten, erhitzen und furchen.
Das Laserschneiden bietet die neuesten Fortschritte der thermischen Schneidetechnik. Dabei wird ein Laserstrahl in einem Resonatorhohlraum der Laserschneidanlage erzeugt. Beim Schneiden und Schweißen wird der Laserstrahl durch ein Strahlwegsystem zum Schneidkopf geführt.
Das Plasmaschmelzschneiden funktioniert nur mit Metall. Das Laserschneiden bietet Ihnen jedoch die Möglichkeit, jede Art von Material zu schneiden. Es ist auch extrem präzise, da es die Kraft des optischen Lichts nutzt. Laser sind zwar in der Lage, detaillierter zu schneiden, aber auch weitaus teurer als andere industrielle Cutter wie Plasmaschneider.
Wenn es um das Schneiden von Metall geht, hat jedes System, auch das Plasmaschneiden, seine Vor- und Nachteile. Die Bestimmung der besten Lösung hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter die Art und Dicke des zu schneidenden Metalls, der Arbeitsort, das Budget und die verfügbaren Energiequellen.