Plasmaschneiden: Was beeinflusst die Qualität?

CNC-Maschinen der Marke Eckert, die mit Plasmatechnologie arbeiten, bieten nicht nur Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz beim Schneiden von stromleitenden Materialien wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder Aluminium. Sie bieten auch die Möglichkeit zum Anreißen und Punktieren mit Plasma unter Verwendung desselben Brenners, was die Arbeit beim Anzeichnen von Linien oder beim Aufbringen alphanumerischer Symbole erheblich vereinfacht.

Wir haben beschlossen, ein kleines Experiment durchzuführen und zu prüfen, wovon die Qualität des Anreißens bei der Bearbeitung derselben Materialproben abhängt. Zu diesem Zweck haben wir 15 mm dicken Baustahl S235 verwendet. Bei der Bearbeitung von vier verschiedenen Proben haben wir unterschiedliche Schneidgase wie Argon und Stickstoff eingesetzt, um zu prüfen, wie sich die Qualität der erzeugten Symbole je nach verwendetem Gas verändert. Außerdem haben wir verschiedene Teilesätze verwendet, die für unterschiedliche Stromstärken ausgelegt sind, als weitere Variable im Bearbeitungsprozess. Wie sehen die Ergebnisse aus? Das zeigen wir in einem Video auf unserem YouTube-Kanal:

Plasmaschneiden: schnell, präzise, automatisiert

Das Anreißen besteht im Allgemeinen darin, Linien und Symbole auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Materials anzubringen, wobei diese Linien unter anderem dazu dienen, den weiteren Bearbeitungsprozess des jeweiligen Materials zu unterstützen. Das Anreißen unter Verwendung eines numerisch gesteuerten Brenners auf einer CNC-Maschine hat einen offensichtlichen technologischen Vorteil gegenüber anderen, z. B. manuellen Markierungsmethoden. Es garantiert vor allem Präzision, und die Rillen sind exakt und gut lesbar; ihre Tiefe lässt sich kontrollieren. Erwähnenswert ist, dass das automatisierte Anreißen im Vergleich zur herkömmlichen Beschriftung von Bauteilen dauerhafter ist und in weiteren Bearbeitungsprozessen nicht abgewaschen oder verwischt wird. Hinzu kommen die schnelle Ausführung und die wirtschaftliche Effizienz. Die Werkstücke können direkt während des Bearbeitungsprozesses beschriftet werden, und der Verschleiß der Verschleißteile ist minimal.

Qualität der Markierung und Verwendung verschiedener Plasmagase: Stickstoff und Argon

Bei der Plasmaschneidetechnik kommen verschiedene Gase wie Argon, Stickstoff und Wasserstoff zum Einsatz, doch aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften erweisen sich deren Gemische als am besten geeignet. Die Wahl des geeigneten Gases hängt natürlich von Faktoren wie der Art des Materials und der Schnitttiefe ab, die wir im zu schneidenden Material erzielen möchten.

Wie wirkt sich die Wahl des Gases jedoch auf die Qualität der Schnittführung aus?Die ersten beiden Proben haben wir an einem Teilesatz vorbereitet, der für eine Stromstärke von 170 A ausgelegt war, wobei der Zielwert der Stromstärke bei 15 A lag. Die Hauptvariable war dabei die Art des Gases. Es stellte sich heraus, dass unter diesen Versuchsbedingungen die mit Argon hergestellte Probe eine etwas bessere Qualität aufweist als die mit Stickstoff hergestellte.

Wechsel der Bauteile und geringere Stromstärke

Zunächst haben wir die Bauteile gegen solche ausgetauscht, die für eine geringere Stromstärke (bis zu 50 A) ausgelegt sind, was zu einem schmaleren Plasmastrahl führte. Die Stromstärke ist einer der entscheidenden Parameter in der Plasmaschneidtechnik, der die Bearbeitungsergebnisse beeinflusst. Eine höhere Stromstärke ermöglicht eine größere Schnittgeschwindigkeit und Schnitttiefe, erfordert jedoch die Verwendung einer Düse mit größerem Durchmesser, was wiederum zu einem breiteren Plasmastrahl führt.

Wie wirkt sich dies auf das Markieren, also das Aufbringen von Linien auf die Oberfläche der Probe, aus? Bei den Teilen für niedrigere Stromstärken haben wir zwei verschiedene Gase verwendet: Stickstoff und Argon. Die erste Probe wurde mit Stickstoff bei einer Stromstärke von 15 A hergestellt, während die letzte Probe mit Argon bei einer Stromstärke von 9 A gefertigt wurde.

Im Ergebnis erhielten wir vier aus 15 mm dickem Kohlenstoffstahl S235 ausgeschnittene Proben. Alle Proben wurden bei einer Stromstärke von 170 A ausgeschnitten, und die Ergebnisse wurden verglichen. Die beste Schnittqualität wies die letzte Probe auf, die mit Argon und der niedrigsten Stromstärke von 9 A hergestellt wurde. Diese Probe erhielt die höchste Bewertung auf unserer Punkteskala.

In unserem Experiment haben wir den Einfluss der Gasart und der Stromstärke auf die Qualität der Schnittführung untersucht. Als Ergebnis erhielten wir Proben unterschiedlicher Qualität, was bestätigt, wie viele Faktoren den Schneid- und Markierungsprozess in der Plasmatechnologie von CNC-Maschinen beeinflussen.

Die Plasmaschneidtechnologie bei CNC-Maschinen zeichnet sich durch eine Reihe von Variablen aus, die sowohl den Schneid- als auch den Konturschnittprozess beeinflussen. In unserem Experiment haben wir uns auf die Untersuchung des Einflusses der Art der Plasmagase sowie der Stromstärke auf die Qualität der Konturschnittführung konzentriert und dabei vier verschiedene Proben erhalten.

Die Qualität des Plasmaschneidens hängt von vielen Faktoren ab, wie zum Beispiel:

• Art und Qualität des zu bearbeitenden Materials,
• Qualität und Verschleißgrad der Verschleißteile,
• Art des Aggregats,
• Art und Qualität der Gase,
• Abtastgeschwindigkeit,
• Stromstärke.

Der Bediener einer Eckert-Maschine muss sich jedoch keine Gedanken über die perfekte Auswahl aller Parameter machen. Die Maschinen von Eckert sind mit einer Datenbank vordefinierter Parameter ausgestattet, die optimiert und getestet wurden. Dadurch wird das Fehlerrisiko für den Bediener erheblich reduziert, was die bestmögliche Qualität der Markierung gewährleistet.

Die vordefinierten Parameter in den Eckert-Maschinen sind das Ergebnis langjähriger Forschung und Erfahrung, sodass sich die Bediener auf andere Aspekte ihrer Arbeit konzentrieren können und dabei sicher sein können, dass die Qualität der Markierung auf höchstem Niveau liegt.