Wie funktioniert ein Plasmaschneidgerät?

Wie funktioniert ein Plasmaschneidgerät? 

Ein Plasmaschneidgerät wird eingesetzt, um Metalle zu trennen und zwar in erster Linie in der Form, dass Bleche aus unterschiedlichen Metallen zugeschnitten oder Metallausschnitte angefertigt werden.

Das Trennen erfolgt dabei durch einen Lichtbogen, der entsteht, wenn eine entsprechend hohe elektrische Spannung zwischen zwei Elektroden auftritt. Beim Plasmaschneiden besteht die eine Elektrode aus einer Wolframelektrode und der benötigten Stromquelle, die andere Elektrode ist das zu bearbeitende Material selbst. 

Die Zündung des Lichtbogens erfolgt durch eine Hochfrequenzzündung, zur Bündelung oder Einschnürung des Lichtbogens kommen normalerweise isolierte Kupferdüsen zum Einsatz. Einige Plasmaschneidgeräte verfügen daneben auch über wassergekühlte Kupferdüsen.

Die Isolierung ist deshalb von großer Bedeutung, da die Düsen den hohen Temperaturen ansonsten nicht lange standhalten würden, aber auch mit Isolierung gehören die Kupferdüsen zu den Hauptverschleißteilen eines Plasmaschneidgerätes. Die Düse schnürt den Lichtbogen ein, wodurch das entstehende Plasma verdichtet wird.

Durch diese Verdichtung wiederum wird eine Energiedichte erreicht, durch die das Metall an der Auftreffstelle aufschmilzt. Ein Gasstrahl entfernt nun das aufgeschmolzene Metall und auf diese Weise entsteht die Schnittfuge.

Je nachdem, wie sauber die Schnittfuge sein muss, werden verschiedene Gase verwendet, in den meisten Fällen Druckluft, teils aber auch Schutzgasgemische. Im Vergleich zum Schneiden mit einem Laser gibt es beim Präzisionsplasmaschneiden hinsichtlich der Qualität nur geringfügige Unterschiede.

Allerdings erreichen moderne Plasmaschneidgeräte einen energetischen Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent, während der maximale Wirkungsgrad von Laserschneidgeräten bei maximal 15 Prozent liegt. Ein weiterer Vorteil von Plasmaschneidgeräten liegt darin, dass das Verfahren komfortabler und vor allem deutlich kostengünstiger ist als das Laserschneiden. 

Das ioniesierte Gas Plasma 

Da Plasma ein ionisiertes Gas ist, das sich bis zu einem gewissen Grad träge verhält, kann es bei schnellen Bewegungen allerdings zu unscharfen Schnittkanten kommen. Zudem können sich an den Innenkanten von Ausschnitten kleine Kerben bilden, wenn das abgetrennte Material abfällt und der Plasmastrahl einen neuen Gegenpol sucht, da das Werkstück selbst ja eine der beiden Elektroden ist.

Plasmaschneidgeräte gibt in der Ausführung als manuell bedienbares oder als maschinell gesteuertes Gerät. Bei manuell gesteuerten Geräten setzen qualitativ hochwertige Schnitte viel Erfahrung des Bedienenden voraus. Maschinell gesteuerte Plasmaschneidgeräte hingegen können durch entsprechende Einstellungen die Nachteile der Methode an sich deutlich reduzieren, für hochpräzise Schnitte wird aber dennoch im Regelfall auf einen Laserschneider zurückgegriffen.

Hier eine Video-Dokumentation zu einer CNC Plasmaschneidanlage:

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