Summary
Wenn Sie eine Schneidmaschine für Ihr Unternehmen oder für den privaten Gebrauch kaufen möchten, können Sie einen Laser-, Plasma- oder Wasserstrahlschneider in Betracht ziehen. Aber die Entscheidung, welche Maschine für Sie geeignet ist, kann ziemlich verwirrend sein. In diesem Artikel erkläre ich Ihnen alles über Wasserstrahl-, Laser- und Plasmaschneider, so dass Sie leicht entscheiden können, welche Maschine Ihren Anforderungen entspricht.
Wenn Sie es aber eilig haben, werfen Sie einen Blick auf die unten stehende Tabelle, die diesen Artikel praktisch zusammenfasst.
Schnelle Navigation
Wie funktioniert das Wasserstrahlschneiden?
Ein Wasserstrahlschneider ist ein industrielles Werkzeug, das zum Schneiden einer breiten Palette von Materialien mit hoher Präzision eingesetzt wird. Dabei handelt es sich um ein Kaltschneideverfahren, bei dem ein Hochdruckwasserstrahl oder eine Kombination aus Wasser und Abrasivmittel (in der Regel Granat) verwendet wird, um Materialien zu schneiden, die seinen Weg kreuzen. Es handelt sich dabei eher um einen Erosionsprozess, der mit einer sehr hohen Geschwindigkeit abläuft.
Durch eine Keramikdüse wird ausschließlich Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Strahlmittel mit hohem Druck auf das Zielmaterial gesprüht. Dieser immense Druck (in der Regel mehr als 50.000 psi) erzeugt an der Düsenspitze einen feinen Schneidstrahl. Dadurch wird jedes Material, das sich ihm in den Weg stellt, zerkleinert.
Die Düse bewegt sich entlang einer vorbestimmten Bahn, die über die zugehörige CNC-Software eingestellt wird.
Wie funktioniert das Laserschneiden?
Laserschneiden ist eine fortschrittliche Methode zum Schneiden von Materialien. Dabei werden fokussierte Strahlen verwendet, um Metalle zu schneiden.
Die Düse des Laserschneiders verwendet gebogene Linsen, um einen kugelförmigen Lichtpunkt auf dem Material zu erzeugen. Der Lichtstrahl schmilzt oder verdampft das Metall und hinterlässt einen präzisen Schnitt mit einer hochwertigen Kantenbearbeitung. Der Schneidprozess wird auch durch komprimierte Gase unterstützt.
Wie funktioniert das Plasmaschneiden?
Plasmaschneider verwenden Elektrizität und komprimierte Gase (normalerweise Argon, Stickstoff, Sauerstoff usw.), um Metalle zu schneiden. Das Gas wird mit hohem Druck durch die Düse eines Brenners gepresst. Gleichzeitig wird ein elektrischer Lichtbogen durch die Düse geschickt. Dadurch wird das Gas so weit erhitzt, dass es in den vierten Aggregatzustand übergeht, der als Plasma bezeichnet wird.
Das Plasma ist extrem heiß und schmilzt Metalle, die sich im Weg befinden. Das überschüssige Metall wird durch den Plasmagasstrom weggeblasen. Welches Gas Sie verwenden sollten, hängt von der Art und Dicke des Metalls ab.
Vorteile und Nachteile von Wasserstrahl-, Laser- und Plasmaschneiden
Jeder dieser Cutter hat einige Vor- und Nachteile. Schauen wir sie uns nacheinander an:
Vorteile und Nachteile des Wasserstrahlschneidens:
| Vorteile | Benachteiligungen |
|---|---|
|
Kann fast alles schneiden. |
Abrasive Materialien sind in der Regel sehr kostspielig. |
|
Es entsteht keine Wärmeeinflusszone (WEZ), was perfekt für das Schneiden hitzeempfindlicher Materialien ist. |
Der Schneidevorgang verursacht eine Menge Lärm, wenn er nicht unter Wasser stattfindet. |
|
Es entstehen keine gefährlichen Dämpfe oder Abfälle. |
Hat eine langsame Schnittgeschwindigkeit für die meisten Metalle. |
|
Erzeugt hochpräzise Schnitte. |
|
|
Funktioniert perfekt auch auf rauen Oberflächen |
|
Vorteile & Nachteile des Laserschneidens:
| Vorteile | Benachteiligungen |
|---|---|
|
Kann eine Vielzahl von Nicht-Metallen und Metallen schneiden. |
Kann bei einigen Metallen Mikrofrakturen verursachen. |
|
Sehr energieeffizient im Vergleich zum Wasserstrahlschneiden. |
Komprimierte Gase sind teuer. |
|
Erfordert nur minimales menschliches Eingreifen, was die Möglichkeit von Unfällen minimiert. |
Kann gefährliche und giftige Dämpfe erzeugen. |
|
Geeignet zum Schneiden von dünnen Blechen und komplexen Mustern. |
Laserschneidmaschinen sind sehr kostspielig. |
|
Hat eine höhere Schnittgeschwindigkeit und ist für die Massenproduktion geeignet. |
|
Vorteile & Nachteile des Plasmaschneidens:
| Vorteile | Benachteiligungen |
|---|---|
|
Kann eine breite Palette von Metallen schneiden. |
Erzeugt große wärmebeeinflusste Zonen (HAZ). |
|
Einfach zu erlernen und zu bedienen. |
Weniger genau im Vergleich zum Wasserstrahl- und Laserschneiden. |
|
Schnellere Schnittgeschwindigkeit. |
Bei einigen Metallen kann es während des Prozesses zu Mikrobrüchen kommen. |
|
Großartige Lochqualität. |
Erzeugt giftige Dämpfe. |
Wasserstrahl- vs. Laser- vs. Plasmaschneiden Kosten (Anschaffungskosten & Betriebskosten)
Die Erstanschaffungskosten für Plasmaschneider sind im Vergleich zu Wasserstrahl- und Laserschneidern am niedrigsten. Die Kosten für einen Plasmaschneider können zwischen 15.000 USD und 300.000 USD liegen. Die meisten Plasmaschneider kosten jedoch weniger als 100.000 USD. Der Preis für einen Wasserstrahlschneider liegt zwischen 100.000 USD und 350.000 USD.
Die Laserschneider sind die teuersten unter ihnen. Die Kosten für einen neuen Laserschneider beginnen bei 350.000 USD und können bis zu einer Million USD betragen, je nach den Merkmalen der Maschine.
Abgesehen von den Anschaffungskosten sind Plasmaschneider auch in Bezug auf die Betriebskosten günstiger. Sie kosten etwa 15 USD/Stunde, während Wasserstrahlschneider 20 USD/Stunde und Laserschneider etwa 30 USD/Stunde kosten.
Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden vs. Plasmaschneiden Qualität und Präzision
Wenn es um die Qualität der Schnittkanten geht, ist der Wasserstrahl zweifelsohne der Gewinner. Mit dem Wasserstrahl können Sie die höchste Schnittqualität erzielen. Der Laserschneider ist der zweitbeste. Das liegt daran, dass er zwar einen sehr rechtwinkligen Schnitt liefert, aber beim Schneiden von dicken Metallstücken einige Spritzer erzeugt und etwas Schlacke zurücklässt.
Der Plasmaschneider hat die schlechteste Schnittqualität unter ihnen.
Die Präzision ist ein Maß für die resultierende Teilegröße im Vergleich zur programmierten Größe in der CNC-Software. Auch bei der Präzision liegt der Wasserstrahl an der Spitze. Der Laserschneider steht an zweiter Stelle, da er während des Prozesses eine gewisse Wärmeverzerrung erzeugt, insbesondere bei dicken Metallteilen.
Das Plasmaschneiden liegt wiederum auf dem letzten Platz, da es einen hohen Wärmeverzug erzeugt. Diese Verformung kann jedoch durch Schneiden unter Wasser stark reduziert werden.
Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden vs. Plasmaschneiden - Was kann man damit schneiden?
Von Holz bis hin zu gehärtetem Stahl oder Titan – Wasserstrahlschneider können fast alles schneiden. Er ist nicht durch die Dicke des Materials oder die Ebenheit der Materialoberfläche begrenzt. Der Wasserstrahlschneider verwendet nur den feinen Strahl des Hochdruckwassers, um weiche Materialien wie Gummi oder Holz zu schneiden.
Um harte Metalle wie Aluminium oder Stahl zu bearbeiten, werden dem Hochdruckwasserstrahl Schleifmittel zugesetzt.
Laserschneider können auch eine Vielzahl von Materialien wie Kunststoff, Glas, Holz, Gummi, Keramik und die meisten Metallarten schneiden. Sie eignen sich auch für das Schneiden komplexer Muster auf Blechen, Schachteln oder Rohrstücken.
Plasmaschneider sind im Vergleich zu Wasserstrahl- und Laserschneidern weniger vielseitig. Holz und andere hitzeempfindliche Materialien können damit nicht geschnitten werden. Sie können nur Baustahl, rostfreien Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing und Kohlenstoffstahl schneiden. Allerdings kann das Schneiden von Materialien, die dicker als 1 Zoll sind, mit Plasmaschneidern etwas knifflig sein.
Wasserstrahl vs. Laser vs. Plasmaschneiden Geschwindigkeit (Arbeitsgeschwindigkeit)
Die Arbeitsgeschwindigkeit kann variieren, je nachdem, wie viele Schneidwerkzeuge Sie an Ihrer Maschine haben. Wenn Sie zum Beispiel 3 Wasserstrahlschneidköpfe an Ihrer Maschine haben, erhöht sich die Schneidgeschwindigkeit erheblich. Für die Bewertung werde ich jedoch nur die Schneidgeschwindigkeit kleinerer Maschinen vergleichen, die nur ein Schneidwerkzeug haben.
Wenn es um die Schneidgeschwindigkeit geht, liegen Wasserstrahl- und Laserschneider weit hinter Plasmaschneidern zurück. Plasmaschneider können die meisten Metalle mit einer noch nie dagewesenen Geschwindigkeit von 60 bis 200 Zoll pro Minute schneiden. Ein Laser kann 20 bis 70 Zoll pro Minute schneiden und ein Wasserstrahl kann mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 15 Zoll pro Minute schneiden, abhängig von der Dicke und Art des Materials.
Wasserstrahl vs. Laser vs. Plasma - Gemeinsame Verwendungszwecke
Wasserstrahlschneider können fast alles schneiden. Diese Art von Schneidgeräten wird jedoch hauptsächlich zum Schneiden von hitzeempfindlichen Materialien wie Kunststoff oder Aluminium verwendet, wenn Präzision von größter Bedeutung ist.
Laserschneider können Metalle und Nichtmetalle schneiden. Am häufigsten werden sie jedoch zum Gravieren von Mustern oder Seriennummern auf der Materialoberfläche verwendet. Plasmaschneidgeräte haben die niedrigste Schnittqualität. Diese Schneidgeräte werden vor allem in der Abwrack- und Bergungsindustrie, in Reparatur- und Restaurierungswerkstätten für Kraftfahrzeuge, in Metallverarbeitungsbetrieben und im Industriebau eingesetzt.
Wasserstrahl vs. Laser vs. Plasma - Maximale Schnittdicke
Wenn es um die maximale Schnittdicke geht, übertrifft der Wasserstrahl Plasma- und Laserschneider bei weitem. Wasserstrahlschneider können bis zu 12 Zoll dicke Materialien schneiden. Plasmaschneider folgen an zweiter Stelle mit der Fähigkeit, bis zu 6 Zoll dicke Baustahl- oder Edelstahlbleche zu schneiden.
Bei Laserschneidern beträgt die maximale Schnittdicke bis zu ¾ Zoll für Kohlenstoffstahl, ⅝ Zoll für Edelstahl und ⅛ Zoll für Aluminiumbleche. Dabei ist zu beachten, dass die maximale Schnittdicke dieser Schneidegeräte je nach dem zu schneidenden Material variiert.
Wasserstrahl vs. Laser vs. Plasma - Abfallproduktion
Wenn es um das Abfallaufkommen dieser drei geht, haben Laserschneider die Nase vorn. Sie erzeugen eine sehr geringe Menge an Abfall in Form von Staub. Sie können ihn nach dem Schneidevorgang leicht entfernen. Sowohl Wasserstrahl- als auch Plasmaschneider produzieren jedoch im Vergleich zu Laserschneidern eine große Menge an Abfall.
Die Verschmutzung, die der Wasserstrahl hinterlässt, erfordert einen hohen Reinigungsaufwand. Außerdem müssen Sie zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um das beim Schneiden anfallende Abrasivmaterial zu entsorgen. Bei Plasmaschneidern fällt viel Abfall in Form von Schlacke und Krätze an, und es sind umfangreiche Reinigungsarbeiten nach dem Schneiden erforderlich.
Wasserstrahl vs. Laser vs. Plasma - Erfordernis einer sekundären Endbearbeitung
Wasserstrahlen liefern sehr glatte, präzise Schnittkanten mit einem eher sandgestrahlten Aussehen, das keine verbrannten Kanten oder Schlacken aufweist. Daher gelten Wasserstrahlschnitte als Fertigschnitt und erfordern keine Nachbearbeitung. Auch beim Laserschneiden ist in den meisten Fällen keine Nachbearbeitung erforderlich.
Bei Plasmaschneidern hingegen ist in der Regel eine Nachbearbeitung erforderlich. Bei dieser Art von Schneidgeräten werden hohe Temperaturen zum Schneiden von Materialien verwendet. Obwohl der Strom ionisierter Gase überschüssiges Material von der Schnittkante wegbläst, bleibt einiges zurück.
Dadurch erscheint die Schnittkante ein wenig rau. Um eine saubere und glatte Kante zu erhalten, müssen Sie in diesem Fall eine Nachbearbeitung durchführen.
Häufige Probleme bei jeder Schneidemethode
Wasserstrahlschneider erzeugen während des Schneidvorgangs eine Menge Lärm, der das Gehör schädigen kann. Daher ist das Tragen eines Gehörschutzes während der gesamten Zeit, in der ein Wasserstrahl betrieben wird, ein Muss. Abgesehen davon sind keine Probleme mit dem Wasserstrahlschneiden bekannt.
Laserschneider hinterlassen an der Schnittkante Brandspuren und können während des Schneidens giftige Dämpfe erzeugen. Plasmaschneider hinterlassen eine große Wärmeeinflusszone (HAZ) und produzieren Krätze und Schlacke an der Schnittkante. Diese Art von Schneidgeräten erzeugt auch Feinstaub und Dämpfe, die für die menschliche Gesundheit gefährlich sind, wenn sie nicht kontrolliert werden.
Schlussfolgerung
Wenn es darum geht, den besten unter den Wasserstrahl-, Laser- und Plasmaschneidern zu ermitteln, gibt es keinen eindeutigen Sieger. Es gibt einfach zu viele Variablen, die Sie berücksichtigen müssen, bevor Sie sich für ein Gerät entscheiden. Dieser Artikel gibt Ihnen einen schnellen Überblick über den relativen Vergleich zwischen diesen Schneidgeräten, so dass Sie die Entscheidung selbst treffen können. Das Ergebnis wird jedoch allein von Ihren Prioritäten abhängen.
