Wie lassen sich Stahlplatten am besten schneiden?

Das beste Schneidverfahren für Stahlblech auswählen

Gibt es ein Schneidverfahren, das bei Stahlplatten am geeignetsten ist? Die einfache Antwort lautet: Es kommt darauf an. Sie müssen die Anwendung, die erforderliche Geschwindigkeit und die Dicke der zu schneidenden Stahlplatte oder des Blechs berücksichtigen. Nach diesen Überlegungen können Sie sich für eines der vier Verfahren zum Schneiden von Stahlplatten auf einer CNC-Maschine entscheiden.

Zwischen Autogen-, Plasma-, Laser- oder Wasserstrahlstahlschneiden auswählen

Autogenschneidverfahren

Das Autogen- oder Brennschneiden ist die älteste Methode zum Schneiden von Baustahl. Es ist im Allgemeinen ein einfacher Prozess und Ausrüstung und Verbrauchsmaterialien sind relativ kostengünstig.
Ein Autogenbrenner kann sehr dicke Stahlbleche schneiden und ist vor allem durch die verfügbare Sauerstoffmenge begrenzt. Mit der Autogenschneidetechnik können Sie zwischen 90 und 120 cm dicken Stahl durchschneiden. Beim Formschneiden von Stahlblechen werden die meisten Arbeiten jedoch an Blechen mit einer Dicke von 30 cm oder weniger durchgeführt.

Autogenes Schneiden ist eine gute Option für Bleche, die dicker als 2,5 cm sind, aber auch bei 6 mm dünnen Blechen möglich. Es handelt sich um einen relativ langsamen Prozess, dessen Höchstwert bei etwa 50 cm pro Minute auf einem 2,5 cm dicken Werkstoff liegt. Sie können jedoch problemlos mehrere Brenner gleichzeitig einsetzen und so Ihre Produktivität steigern.

Bei richtiger Einstellung liefert ein Autogenbrenner eine glatte, gerade geschnittene Metalloberfläche. An der Unterkante befindet sich ein wenig Schlacke, und die Oberkante ist nur leicht abgerundet aufgrund der Vorwärmflammen. Diese Oberfläche eignet sich ideal für Anwendungen ohne weitere Behandlung.

Plasmaschneidverfahren

Das Plasmaschneiden ist eine weitere hervorragende Methode zum Schneiden von Baustahlplatten. Beim Plasmaschneiden sind wesentlich höhere Geschwindigkeiten möglich als beim Autogenschneiden, allerdings muss man dafür Abstriche bei der Kantenqualität machen.

Der optimale Bereich für die Kantenqualität liegt zwischen 0,6 und 3,8 cm. Die Gesamtqualität der Kanten nimmt ab, wenn die Platte außerhalb dieses Bereichs liegt, auch wenn die Kantenglätte und die Schlackenbildung noch gut sind.

Plasmaanlagen können im Vergleich zu einem Autogenbrenner teuer sein. Ein komplettes System erfordert eine Stromversorgung, einen Wasserkühler (bei Systemen über ca. 100 Ampere), eine Gassteuerung, Brennerleitungen, Verbindungsschläuche und Kabel sowie den Brenner selbst. Abhängig von Ihrer Anwendung kann die erhöhte Produktivität die zusätzlichen Kosten wert sein.

Sie können auch mit mehr als einem Plasmabrenner gleichzeitig schneiden. Dies ist jedoch je nach Volumen der Stahlblechschnitte oft nicht so kostengünstig.

Laserschneidverfahren

Laserschneiden eignet sich am besten zum Schneiden von Baustahl ab etwa 3 cm. Jenseits der Grenze von 2,5 cm muss alles präzise sein, damit es zuverlässig funktioniert, einschließlich des Materials (lasergeeignet), der Gasreinheit, des Zustands der Düse und der Strahlqualität.

Das Laserschneiden ist ein langsamerer Prozess, der die extreme Hitze eines fokussierten Laserstrahls anstelle einer vorgewärmten Flamme nutzt. Daher wird die Geschwindigkeit durch die chemische Reaktion zwischen Eisen und Sauerstoff begrenzt.

Es ist zwar langsamer, aber extrem genau. Es erzeugt eine schmale Schnittfugenbreite und ermöglicht daher sehr präzise Konturen und saubere kleine Löcher. Die Kantenqualität ist ausgezeichnet, mit extrem kleinen Zacken und Verzögerungslinien, scharfen, quadratischen Kanten und wenig oder gar keiner Schlacke.

Das Laserschneiden ist außerdem äußerst zuverlässig. Die Lebensdauer des Verbrauchsmaterials ist lang und die Maschinenautomatisierung sehr gut, so dass viele Laserschneidvorgänge „ohne Licht“ durchgeführt werden können.

Das heißt, Sie können eine 25 x 100 cm große Platte aus 1,2 cm dickem Stahl auf den Tisch legen, den Startknopf drücken und Feierabend machen. Am Morgen haben Sie Hunderte von Teilen geschnitten und können entladen.

Aufgrund der Komplexität der Strahlführung sind CO₂-Laser nicht zum Schneiden mit mehreren Köpfen auf derselben Maschine geeignet. Bei Faserlasern ist das Schneiden mit mehreren Köpfen jedoch möglich.

Wasserstrahlschneidverfahren

Das Wasserstrahlschneiden ist auch zum Schneiden von Baustahl gut geeignet und gewährleistet einen glatten und präzisen Schnitt. Die Genauigkeit kann die des Laserschneidens aufgrund der besseren Kantenglätte ohne Wärmeverzug übertreffen.

Beim Wasserstrahl gibt es außerdem keine Begrenzung der Dicke. Die praktische Grenze des Wasserstrahlschneidens liegt bei etwa 15–20 cm, da es länger dauert, diese Dicke zu schneiden, und der Wasserstrahl divergieren kann.

Das Wasserstrahlschneiden eignet sich zum Schneiden mit mehreren Köpfen und kann sogar mit einer einzigen Verstärkerpumpe durchgeführt werden. Aber jeder zusätzliche Schneidkopf erfordert einen zusätzlichen Wasserdurchfluss mit einer größeren Pumpe oder einer kleineren Öffnung.

Ein Nachteil des Wasserstrahlschneidens sind die Kosten. Die Anschaffungskosten sind wegen der Verstärkerpumpe meist etwas höher als beim Plasmaschneiden, aber niedriger als beim Laserschneiden. Die Kosten pro Stunde für den Betrieb eines Wasserstrahls sind jedoch aufgrund des zum Schneiden benötigten Granatschleifmittels viel höher.

4 Schritte zur Auswahl der besten Schneidmethode für Stahlplatten

Wie wählen Sie also die beste Methode zum Schneiden von Stahlplatten für Ihre Anwendung? Berücksichtigen Sie die folgenden Faktoren.

1. Beginnen Sie mit der Dicke:

• Verwenden Sie Laser für Stahl, der dünner als 2 mm ist.
• Verwenden Sie Plasma oder Laser für Stahl, der dünner als 3 mm ist.
• Verwenden Sie Wasserstrahl, Plasma oder Laser für Stahl, der dünner als 6 mm ist.
• Verwenden Sie Autogen, wenn er dicker als 20 cm ist.
• Verwenden Sie Autogen oder Wasserstrahl, wenn er dicker als 5 cm ist.
• Verwenden Sie Plasma, Autogen oder Wasserstrahl, wenn er dicker als 3 cm ist.

2. Berücksichtigen Sie die Anforderungen an Genauigkeit und Kantenqualität:

• Die meisten Erzeugnisse aus Stahlblech können mit einem Plasmaschneidverfahren geschweißt werden, allerdings kann die Kantenqualität schlechter sein.
• Wenn Sie die Wärmeeinflusszone von Autogen, Plasma oder Laser nicht in Kauf nehmen, sollten Sie den Wasserstrahl verwenden.

3. Vergleichen Sie Produktivität und Kosten:

• Wenn die Produktionsrate am wichtigsten ist, vermeiden Sie Wasserstrahl.
• Wenn niedrige Anfangsinvestitionen und niedrige Betriebskosten am wichtigsten sind, ist Autogen die Antwort.

4. Zusätzliche Überlegungen:

• Können Sie gelegentliche Schlacken auf der Unterseite der Platte tolerieren? Wenn nicht, verwenden Sie Wasserstrahl oder Laser.
• Werden für sekundäre Bearbeitungen vollkommen runde Löcher benötigt? Wenn ja, verwenden Sie Wasserstrahl oder Laser.

Wenn Sie sich nicht entscheiden können, wie Sie Stahlblech am besten schneiden, sind Sie nicht allein. Viele Verarbeiter oder Stahl-Service-Center, die eine breite Palette von Materialien – einschließlich Edelstahl – schneiden müssen, verfügen oft über Maschinen mit zwei oder mehr Schneidverfahren sowie Winkelschleifern und anderen Werkzeugen. In vielen Fällen lässt sich das optimale Verfahren für bestimmte Stahlteile am besten durch Ausprobieren ermitteln.