Plasma-, Laser- oder Wasserstrahlschneiden? Fast jeder, der sich mit Metallverarbeitung beschäftigt, ist schon einmal mit dieser Frage konfrontiert worden. Es gibt jedoch keine genaue oder sichere Antwort auf diese Frage, die immer wieder gestellt wird. Es kommt darauf an, worauf Sie am meisten Wert legen.
Um diese Schwierigkeit zu lösen, mit der die Menschen bei der Wahl der besten Option immer konfrontiert sind, finden Sie hier einen Überblick über die wirtschaftlichen und auch technischen Qualitäten der beiden Lösungen für die Metallzerspanung.
Wie bei vielen Dingen in der Fertigungswelt gibt es einfach mehr als eine Möglichkeit, eine bestimmte Aufgabe anzugehen. Dies gilt insbesondere für das Schneiden von Rohmaterial. Zwei der gebräuchlichsten Techniken, die Sie in Geschäften auf der ganzen Welt finden können, sind Wasserstrahlen und Plasmaschneider.
Obwohl beide Maschinen für ihre Fähigkeit bekannt sind, bestimmte Materialien direkt und einfach zu durchtrennen, gibt es relativ viele Unterschiede in ihren Fähigkeiten und Grenzen.
Wie das Wasserstrahlschneiden funktioniert
Der Wasserstrahl ist eine Schneidetechnik, die auf einer Kombination aus Wasser und Abrasivmittel beruht, um das Material entlang eines bestimmten Weges leicht zu zerkleinern und es mit hoher Geschwindigkeit zu erodieren.
Das Abrasivmittel (in der Regel Granat) wird über eine Leitung in ein Mischrohr gefüllt, wo es in der Regel mit der Wasserquelle zusammentrifft und mit enormem Druck (mehr als 50.000 psi) herausgespritzt wird, um einen feinen Schneidstrahl an der Spitze der Keramikdüse zu erzeugen.
Die Düse bewegt sich dann entlang einer von der angeschlossenen CNC-Software festgelegten Bahn, wobei die Geschwindigkeit je nach Art und Dicke des Materials unterschiedlich ist.
Wie das Plasmaschneiden funktioniert
Bei dieser Art von Technik arbeitet ein Plasmaschneider nicht mit Wasser und Schleifmitteln, sondern mit Gas und Strom. Das Gas wird mit sehr hohem Druck durch eine komprimierte Öffnung gepresst, wo es mit einem elektrischen Lichtbogen in Kontakt kommt, der durch eine Düse geschickt wird.
Auf diese Weise kommt es zu einer Reaktion, und das Gas (Stickstoff, Argon, Sauerstoff usw.) wird so stark erhitzt, dass es in den vierten Aggregatzustand übergeht.
Das Plasma ist so heiß, dass es Metall mit hoher Geschwindigkeit durchschmelzen kann, so dass das überschüssige Material abgeschnitten wird und ein einigermaßen sauberer Schnitt entsteht. Je nach Art und Dicke des Materials können verschiedene Arten von Gasen verwendet werden.
Wasserstrahl- und Plasmaschneiden: Was brauchen Sie und warum?
Am besten entscheiden Sie sich für einen Wasserstrahl, da das Wasserstrahlschneiden in der Regel ein kaltes Verfahren ist und keine Wärme in das zu schneidende Material einbringt. Das bedeutet, dass während des gesamten Schneidvorgangs keine Wärmeeinflusszone entsteht.
Dies ist für die Luft- und Raumfahrtindustrie von entscheidender Bedeutung, da der Wasserstrahlschneider die physikalische Beschaffenheit des zu schneidenden Materials nicht verändert und das Material auch nicht durch die Hitze verformt wird.
Darüber hinaus hilft das Schneiden durch Materialien ohne Wärmeeinflusszone (WEZ) auch den Blechverarbeitern. Die Beseitigung der Wärmeeinflusszone bedeutet, dass der gesamte Prozess direkt vom Wasserstrahl zum Gewindeschneiden oder Schweißen übergehen kann, ohne dass das wärmebeeinflusste Material entfernt werden muss.
Dies trägt letztendlich dazu bei, den Arbeitsaufwand zu verringern und ein qualitativ hochwertiges Produkt mit Schnelligkeit und Effizienz zu liefern. Und weil das Wasserstrahlschneiden ein so sauberer Schnitt ist, müssen die Kanten des Materials nicht erweicht oder geschliffen werden.
Wasserstrahl- und Plasmaschneiden: Was ist besser für Ihr Unternehmen?
Zu den beiden wichtigsten Schneidetechniken, die Metallverarbeiter beim Schneiden von Materialien häufig einsetzen, gehören das Laserschneiden und das Wasserstrahlschneiden. Wenn Sie eine Schneidemaschine für Ihr Unternehmen oder für den privaten Gebrauch benötigen, können Sie den Kauf eines Laser-, Plasma- oder Wasserstrahlschneiders in Betracht ziehen.
Je nach Art des verwendeten Materials und des gewünschten Ergebnisses ist es jedoch sinnvoll, die Unterschiede zwischen den beiden Schneidegeräten zu kennen. Sie müssen also zunächst die Vor- und Nachteile der einzelnen Geräte kennen, um zu wissen, welches Gerät für Ihr Unternehmen am besten geeignet ist.
Jeder dieser Cutter hat einige Vor- und Nachteile. Schauen wir sie uns kurz nacheinander an.
Vor- und Nachteile des Wasserstrahlschneidens:
Pros:
- Can cut almost anything
- Doesn’t generate any heat-affected zone (HAZ) which is good for cutting heat-sensitive materials.
- Doesn’t give any hazardous fumes or waste.
- Produces highly accurate cuts
- Works flawlessly even on rough surfaces
Cons:
- Abrasive materials are mainly very costly.
- The cutting process creates a lot of noise if it is not done underwater.
- Has slow cutting speed for most metals.
Pros and Cons of Plasma Cutting:
Vorteile:
- Kann eine breite Palette von Metallen schneiden.
- Einfach zu erlernen und zu bedienen.
- Schnellere Schnittgeschwindigkeit.
- Großartige Lochqualität.
Nachteile:
- Erzeugt riesige wärmebeeinflusste Zonen (HAZ).
- Im Vergleich zum Wasserstrahl ist es weniger genau.
- Kann bei einigen Metallen während des Schneidens Mikrobrüche verursachen.
- Erzeugt giftige Dämpfe.
Kosten des Wasserstrahlschneidens im Vergleich zum Plasmaschneiden (Anschaffungskosten und Betriebskosten)
Der Anschaffungspreis für Plasmaschneider ist im Vergleich zu Wasserstrahlschneidern am günstigsten. Der Preis für einen Plasmaschneider kann zwischen 15.000 USD und 300.000 USD liegen. Die meisten Plasmaschneider kosten jedoch weniger als 100.000 USD. Für einen Wasserstrahlschneider liegen die Kosten zwischen 100.000 USD und 350.000 USD.
Ausführlicher lesen: Wie viel kostet das Wasserstrahlschneiden?
Abgesehen vom Anschaffungspreis sind Plasmaschneider auch in Bezug auf die Betriebskosten günstig. Sie kosten etwa 15 USD/Stunde, während Wasserstrahlschneider etwa 20 USD/Stunde kosten.
Wasserstrahlschneiden vs. Plasmaschneiden – Allgemeine Anwendungen
Wasserstrahlschneider können praktisch alles schneiden. Diese Art von Schneidwerkzeugen wird jedoch in der Regel zum Schneiden hitzeempfindlicher Materialien wie Kunststoff oder Aluminium verwendet, wenn Genauigkeit von größter Bedeutung ist.
Lesen Sie auch: Welche Materialien kann ein Wasserstrahl schneiden?
Plasmaschneider hingegen haben die niedrigste Schnittqualität. Diese Schneidgeräte werden in der Regel in Bergungs- und Verschrottungsunternehmen, Kfz-Reparaturwerkstätten, Metallverarbeitungsbetrieben und auch in einigen Industriebetrieben eingesetzt. Ich hoffe, dass Sie mit diesen wenigen Tipps und Ideen herausfinden, welches Gerät für Ihr Unternehmen am besten geeignet ist.
Brauchen Sie Wasserstrahl- oder Plasmaschneiden? Hier sind Dinge, die Sie wissen sollten
Das Wasserstrahlschneiden steht unbestritten an der Spitze, wenn es um Qualität, Genauigkeit und Kosteneffizienz geht.
Hier sind einige Dinge, die Sie wissen sollten.
- Keine Chemikalien oder Hitze
Da bei dieser Technik nur Wasser und Granit zum Schneiden des Materials benötigt werden, handelt es sich technisch gesehen um ein Kaltschneideverfahren, bei dem jegliche Wärme, die durch den Erosionsprozess entstehen könnte, schnell durch den Wasserstrom abgekühlt wird.
Dadurch werden Verformungen und Materialverhärtungen, wie sie bei Laser-, Plasma- und maschinellen Bearbeitungen auftreten können, vermieden und der Bedarf an Nachbearbeitung reduziert.
Es ist viel sicherer für die Bediener und die Umwelt, da es keine Dämpfe oder Rauch erzeugt und alle Staubpartikel, die durch den Erosionsprozess entstehen, im Wasser eingeschlossen und später sicher herausgefiltert werden.
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- Vielseitigkeit/Flexibilität
Wie bereits erwähnt, wird das Wasserstrahlschneiden in fast allen Industriezweigen eingesetzt, da es nahezu jedes Material sehr kostengünstig schneiden kann, ohne die Eigenschaften des Materials zu verändern. Materialien von 0,010″ Acryl bis zu 10″ dickem Edelstahl können ebenfalls mit einem Wasserstrahlschneider geschnitten werden. Dünne Materialien können sogar gestapelt werden, um die Produktivität zu erhöhen und die Kosten zu senken.
Diese Maschinen sind mit verschiedenen Tischgrößen erhältlich, die von 0,5 m x 1,5 m bis 2 m x 4 m reichen, aber einige Maschinen werden nach Maß gefertigt und können große Tische von 4 m x 18 m integrieren und mit zahlreichen Köpfen arbeiten.
- Präzises oder endkonturnahes Schneiden
Mit dem Q5-Finish sind engere Toleranzen als +/- 0,005″ denkbar, vor allem bei dünneren Materialien wie 1″ Edelstahl, und da die Schnittgeschwindigkeit während des Schnitts geändert werden kann, lassen sich viele Kantenqualitäten erzielen.
Was ist bei der Wahl zwischen Wasserstrahl- und Plasmaschneiden zu beachten?
Nachdem wir uns mit den Definitionen, Vorteilen und auch Nachteilen der einzelnen Schneidemethoden befasst haben, ist es nun an der Zeit zu beurteilen, wie sie im Vergleich zueinander abschneiden.
- Kosten
Was die Anschaffungskosten betrifft, so ist das Plasmaschneiden am kostengünstigsten, während das Laserstrahlschneiden am teuersten ist. Bei den Betriebskosten, wenn man die für jede Maschine verwendeten Materialien berücksichtigt, schneidet Plasma immer noch am günstigsten ab, während Wasserstrahl am teuersten ist.
- Geschwindigkeit des Betriebs
Die Produktionsrate dieser Metallschneider wird durch ihre Schnittgeschwindigkeit bestimmt. Der Plasmastrahl ist der schnellste in Bezug auf die Schneid- und Arbeitsgeschwindigkeit. Der Wasserstrahl hingegen ist langsam in Bezug auf die Schnittgeschwindigkeit (vor allem bei dicken Metallen oder Materialien).
- Modernste Qualität
Die Genauigkeit einer Schneidemaschine wird in der Regel durch den Vergleich der ursprünglichen Abmessungen des resultierenden Teils mit der programmierten Teilegröße bestimmt. Aufgrund der geringeren Wärmeverformung ist die Wasserstrahlschneidanlage jedoch am genauesten, gefolgt von der Plasmaschneidanlage.
Die Wahl zwischen Wasserstrahlschneiden und Plasmaschneiden
Die Wahl zwischen Wasserstrahlschneiden und Plasmaschneiden hängt von den Anwendungen, Toleranzen, dem Budget und den Anforderungen des Kunden ab.
Auch andere Aspekte können bewertet werden, aber der Einfachheit halber sollte man sich auf die Anforderungen des Kunden in Bezug auf Anwendung, Produktivität, Toleranz und Betriebskosten konzentrieren, um die richtige Lösung zu finden. Werfen Sie also einen Blick auf die Statistiken der beiden Schneideplotter, um zu wissen, welchen Sie am besten wählen sollten.
Wasserstrahl-Statistiken
- Zu den Materialien, die mit einem Wasserstrahl geschnitten werden können, gehören Stahl, Edelstahl, Leder, Verbundwerkstoffe, Stein, Fliesen, Glas, Lebensmittel, Papier, Aluminium, Textilien, Gummi, Schaumstoff und Kunststoff. Es kann praktisch jedes Material geschnitten werden.
- Wasserstrahlen sind normalerweise in der Lage, durch Metallstärken von etwa 6 Zoll und bis zu 18 Zoll bei den meisten Materialien zu schneiden.
- Beim Wasserstrahl handelt es sich in der Regel um ein Kaltschneide-Erodierverfahren, bei dem keine Wärmeeinflusszone (WEZ) und keine mechanische Belastung des Materials entsteht (sehr wichtig in der Luft- und Raumfahrtindustrie).
- Sie erzeugt eine glatte Kante – eine Nachbearbeitung des Materials ist nicht erforderlich.
- Kann detaillierte Schnitte ausführen – komplizierte Formen können hergestellt werden.
- Das Schneiden kann auch ein wenig unordentlich sein.
Plasma-Statistiken
- Zu den Materialien, die mit einer Plasmaschneidanlage geschnitten werden können, gehören Baustahl, Kohlenstoffstahl, Kupfer, Edelstahl, Aluminium und andere Metalle.
- Ein Plasmaschneider kann für Metall in jedem Zustand (verrostet, lackiert oder gerieben) verwendet werden.
- Der Großteil des produktiven Schneidens von Stahl hat normalerweise eine Dicke von 1/4 Zoll bis 2 Zoll.
- Es deckt je nach Material eine Dicke von 2-3 Zoll ab.
- Ein gewisses Reiben kann für die Entfernung von Schlacke in der Wärmeeinflusszone (WEZ) erforderlich sein; hochauflösendes Plasma reduziert die Schlackenmenge.
- Plasmaschneider sind hoch automatisiert und daher für den Bediener sehr leicht und einfach zu handhaben.
- Die Schnittqualität und -genauigkeit ist nicht so detailliert wie bei einer Wasserstrahlschneidlösung.
Schlussfolgerung
Wenn es darum geht, den besten unter den Wasserstrahl- und Plasmaschneidern zu ermitteln, gibt es keinen eindeutigen Sieger. Denn es gibt einfach zu viele Variablen, die Sie bewerten müssen, bevor Sie sich für eines der beiden Geräte entscheiden.
Und ich bin sicher, dass dieser Artikel Ihnen einen schnellen Überblick über den relativen Vergleich zwischen diesen beiden verschiedenen Schneidegeräten verschafft, so dass Sie selbst wählen oder entscheiden können. Das Ergebnis wird jedoch ausschließlich von Ihren Prioritäten abhängen.
