ARTIKEL- – Plasma- vs. Laserschneiden: Was Sie wissen sollten

Die meisten Artikel zum Thema Plasma- vs. Laserschneiden konzentrieren sich nur auf technische Spezifikationen. Die Wahl der richtigen Technologie erfordert jedoch einen breiteren Blickwinkel. In diesem Artikel erfahren Sie, wie sich beide Technologien in Bezug auf Kosten, Geschwindigkeit, Schnittqualität und Materialstärke unterscheiden. Außerdem erfahren Sie, warum nicht die Technologie oder die Maschine selbst der wichtigste Faktor ist, sondern wie gut sie zu Ihrem tatsächlichen Arbeitsablauf passt.

Plasma- vs. Laserschneiden: Kosten im Überblick

Die Kosten für Plasma- und Laserschneiden unterscheiden sich am deutlichsten in zwei Bereichen: den Investitionskosten und den Kosten für die Tätigkeit. Eine Plasmaschneidemaschine hat einen niedrigeren Anschaffungspreis, sodass der Einstieg kostengünstiger ist. Eine Lasermaschine erfordert eine höhere Anfangsinvestition. Der interessante Teil kommt erst nach der Installation der Maschine. Der Betrieb eines Lasers ist in der Regel günstiger als der eines Plasmasystems.

Sobald die Maschine läuft, werden die Betriebskosten zum entscheidenden Faktor. Diese Kosten setzen sich aus Energieverbrauch, Verschleißteilen und Wartung zusammen:

• Der Energieverbrauch ist bei beiden Technologien unterschiedlich. Laser sind bei dünnen Materialien energieeffizienter, während sie bei dickeren Blechen mehr Strom verbrauchen können als Plasma. Die Grenze variiert je nach Material, Gasart und Laserleistung.
• Verschleißteile verursachen eine der größten Kostenunterschiede. Plasmasysteme sind auf mehrere Verschleißteile angewiesen. Denken Sie an Düsen, Elektroden, Wirbelringe und Schutzkappen, die sich schnell abnutzen. Ihr Austausch verursacht jährliche Kosten in Höhe von 10.000 bis 15.000 Euro. Lasersysteme benötigen lediglich eine Düse und eine Schutzlinse, sodass die jährlichen Kosten für Verschleißteile bei nur etwa 2.000 € liegen. Dennoch sind Laser in der Lage, die Leistung massiv zu steigern.
• Bei der Wartung zeigt sich das gleiche Muster. Plasmamaschinen haben mehr Teile, die verschleißen und ausgetauscht werden müssen, was zu Wartungskosten von etwa 3.800 € pro Jahr führt. Faserlaser haben weniger verschleißanfällige Teile, wodurch sich die jährlichen Wartungskosten auf etwa 2.650 € reduzieren.

Es gibt keine eindeutige Antwort darauf, welche Technologie kostengünstiger ist: Plasma oder Laser. Plasma ist in der Anschaffung günstiger, während Laser in der Regel kostengünstiger bei ihrer Tätigkeit sind. Dieser Vorteil ergibt sich aus der höheren Leistung bei den Materialstärken, mit denen die meisten Stahlverarbeiter arbeiten, sowie aus dem geringeren Bedarf an Verschleißteilen und dem geringeren Wartungsaufwand. Das Verhältnis kann sich jedoch verschieben. Bei dickeren Blechen verbraucht der Laser möglicherweise mehr Energie als das Plasma. Auch Ihre Anforderungen an die Leistung beeinflussen, welche Lösung finanziell am sinnvollsten ist. Das bedeutet, dass Plasma in manchen Situationen teurer sein kann, während Laser in anderen Fällen teurer sein kann.

Bei Voortman empfehlen wir unseren Kunden daher, uns ihre Produktionsdaten zur Verfügung zu stellen. Anhand der tatsächlichen Zahlen (wie Schichtauslastung, Materialmix und erforderliche Leistung) können wir berechnen, welche Technologie für ihre Situation wirklich am kostengünstigsten ist. Die richtige Wahl hängt immer von Ihren Materialien, Ihren Produktionsanforderungen und der von Ihnen erwarteten Qualität ab.

Geschwindigkeitsunterschied zwischen Plasma- und Laserschneiden

Laserschneiden ist oft schneller als Plasmaschneiden. Wie viel schneller, hängt von der Materialstärke und der Laserleistung ab. In vielen praktischen Situationen hat ein Lasersystem einen klaren Geschwindigkeitsvorteil. Beispielsweise kann ein 15-kW-Laser Stahl etwa 65 % schneller schneiden als ein Standard- 300A-Plasmasystem. Je nach Stahlstärke können Laser bis zu 350 % schneller sein.

Die Geschwindigkeit beim Plasmaschneiden und Laserschneiden hängt von der Materialstärke und der eingesetzten Leistung ab. Dies ist kein konstantes Merkmal. Aus diesem Grund ist es nicht zutreffend zu sagen, dass eine Technologie immer schneller ist. Es ist besser, sich auf die Situationen zu konzentrieren, in denen eine Technologie der anderen deutlich überlegen ist.

Laser kann beim Schneiden von Stahl bis zu 25 mm schneller sein als Plasma. Dies hängt jedoch von Ihrer Laserleistung ab. Der Laser entfernt Material in diesem Bereich effizienter als Plasma, was ihn schneller macht. Die Geschwindigkeit steigt zudem bei höherer Laserleistung (ab 12 kW) deutlich an. Mehr Leistung bedeutet mehr Energie im Schneidprozess, was zu höheren Schnittgeschwindigkeiten und besseren Zeiten beim Stechen führt.

Beispiel: Schnittgeschwindigkeit von Plasma vs. Laser bis zu 25 mm

Bei Voortman haben wir die Unterschiede in der Schnittgeschwindigkeit zwischen Plasma und Laser auf der Grundlage eines realistischen Produktionsmixes analysiert. Wir haben dies getan, weil Stahlbaufirmen in der Regel mit einer Reihe von Blechdicken, unterschiedlichen Teilegeometrien und gemischten Materialchargen arbeiten.

Der folgende Vergleich umfasst eine ausgewogene Verteilung eines Produktionsmixes mit Stahldicken bis zu 25 mm. Er bewertet, um wie viel schneller eine Lasermaschine arbeitet, wenn sie mit unterschiedlichen Leistungsstufen ausgestattet ist.

• 10 kW Laserleistung: 1,3-mal schneller als Plasma.
• 12 kW Laserleistung: 2-mal schneller als Plasma.
• 15 kW Laserleistung: 2,4-mal schneller als Plasma.
• 20 kW Laserleistung: 2,8-mal schneller als Plasma.

Laser- vs. Plasmaschneiden: Was bietet die bessere Schnittqualität?

Laser- und Plasma- Schneidmaschinen erzielen unterschiedliche Schnittqualitäten, da sie auf unterschiedlichen Schneidprinzipien basieren. Plasma erzeugt einen hochenergetischen Lichtbogen, der das Material schmilzt und es aus der Schnittfuge bläst. Dies führt zu einem sauberen Schnitt mit relativ wenig Schlacke, wodurch eine Oberfläche entsteht, die in der Regel nur einer leichten Nachbearbeitung bedarf. Allerdings nutzen sich Plasma-Verschleißteile ab. Und wenn sie sich abnutzen, nimmt auch die Schnittqualität ab.

Ein Faserlaser funktioniert anders. Er bündelt die Energie auf einen sehr kleinen Punkt, wodurch eine schmale, kontrollierte Schnittfuge entsteht. Da der Träger so konzentriert ist, fallen die Kanten glatter und sauberer aus als bei Plasma. Daher kann eine Lasermaschine sehr kleine Geometrien und filigrane Konturen nachführen. Diese Präzision ermöglicht auch engere Toleranzen. Der Laser kann filigrane Merkmale wie winzige Ausklinkungen oder komplexe Innenformen bearbeiten. Das Faserlaserschneiden erzeugt Kanten und Lochkonturen, die so sauber, rechtwinklig und glatt sind, dass Sie die Löcher anschließend nicht mehr nachbohren müssen.

Wie bereits erwähnt, verbraucht ein Laser weniger Verschleißteile. Diese Laserverschleißteile nutzen sich langsamer ab als Plasma-Verschleißteile. Deshalb bleiben Laserschnitte vom ersten bis zum letzten Teil stabil, mit weitaus weniger Schwankungen während der Produktion.

Laser = höchste Präzision

• Sehr schmale Schnittfuge
• Glatte Kanten
• Enge Toleranzen
• Ideal für kleine Geometrien, feine Details, filigrane Konturen
  

Plasma = Gute Qualität für allgemeine Arbeiten

• Breitere Schnittfuge
• Etwas mehr Schlacke/Krätze
• Minimales Schleifen/Nachbearbeiten
• Nicht geeignet für sehr feine Details

Stahlstärke beim Plasma- vs. Laserschneiden

Laser- und Plasmaschneiden haben jeweils ihren eigenen idealen Materialdickenbereich. Der Unterschied ergibt sich daraus, wie die jeweilige Technologie Energie in den Stahl einbringt. Ein Laserstrahl ist extrem fokussiert. Er eignet sich gut für dünnere und mittelstarke Bleche, bei denen es auf Präzision ankommt. Mit den heutigen Hochleistungs-Faserlasern können Laser etwa 35 bis 100 mm schneiden. Bei Voortman empfehlen wir, den Laser nicht für die Serienfertigung von Blechen über 50 mm einzusetzen. Alles über 50 mm sollte in erster Linie als zusätzliche Kapazität betrachtet werden, nicht als Bereich für die tägliche Produktion. Dies gibt Ihnen die Flexibilität, gelegentliche Aufträge in diesen Dickenbereichen anzunehmen.

Die Qualität des Laserschneidens hängt stark von der gewählten Laserleistung ab. Mit einem 40-kW-Laser erzielen Sie hochwertige Ergebnisse bis zu mindestens 30 mm. Selbst bei 50 mm ist die Schnittqualität noch mit der von Plasma vergleichbar. Für saubere, oxidationsfreie Schnitte benötigen Sie Stickstoff oder ein Gasgemisch sowie ausreichend Leistung, um dies zu unterstützen.

Eine einfache Faustregel lautet: Die Laserleistung entspricht in etwa der Materialstärke, um saubere Schnitte zu erzielen.

Das Plasmaschneiden eignet sich für einen anderen Bereich des Dickenbereichs. Da der Plasmabogen stark ist und die Schnittfuge breiter ist, eignet sich Plasma nicht ideal für dünnes Blech. Es bringt zu viel Wärme in empfindliches Material ein und kann nicht die gleiche Präzision wie ein Laser erreichen. Plasmasysteme sind ab etwa 5 mm sinnvoll. Je nach Plasmaquelle bleiben sie bis zu einer Dicke von 100 mm hochwirksam. Plasma ist die bessere Wahl, wenn der Großteil Ihrer Materialien dicker als 25 mm ist. Insbesondere, wenn Sie noch viel Arbeit im Bereich von 30 bis 75 mm zu erledigen haben. Deshalb sehen die typischen Schnittbereiche wie folgt aus:

• Laser 1–25 mm
• Plasma 25–75 mm
• Autogener Brennstoff 75–200 mm

Plasma vs. Laser: Welche Technologie ist besser?

Bei der Wahl zwischen Plasma- und Laser- Schneiden geht es um weit mehr als nur um Schnittgeschwindigkeit oder Schnittqualität. Diese technischen Unterschiede sind zwar wichtig. Aber sie entscheiden nicht darüber, ob eine Maschine in einer Produktionsumgebung tatsächlich einen Mehrwert liefert. Was wirklich zählt, ist, wie gut die Maschine zu Ihrer täglichen Arbeitsweise passt.

Wann wird ein Laser wirklich wertvoll? Wenn Sie ihn lange genug laufen lassen können, um seine Geschwindigkeit, Präzision und niedrigen Kosten für die Tätigkeit voll auszunutzen. Zusätzliche Kapazitäten wie unbemannte Nachtschichten, Wochenendschichten oder automatisiertes Be- und Entladen haben einen großen Einfluss darauf, wie rentabel ein Laser sein kann. Wenn diese Stunden nicht zur Verfügung stehen, führt der theoretische Geschwindigkeitsvorteil nicht zu mehr Leistung.

Deshalb ist die Auslastung oft wichtiger als die reine Schnittgeschwindigkeit. Eine Maschine, die technisch sehr schnell ist, aber nur zwei Stunden am Tag läuft, wird die Leistung dieses Kostenzentrums nicht steigern. Andererseits kann eine etwas langsamere Maschine, die zuverlässig während voller Schichten läuft, pro Jahr viel mehr Stahl produzieren. Die tatsächliche Kapitalrendite ergibt sich aus der Gesamtleistung, nicht aus der maximalen Schnittgeschwindigkeit.

Die Frage, die man sich stellen sollte, lautet nicht: „Welche Technologie ist besser?“. Nein, sondern: „Welche Maschine bietet mir unter meinen Produktionsbedingungen die größte Leistung für meine Investition?“ Die Antwort hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zum Beispiel von der verfügbaren Arbeitskraft, der gewünschten Autonomie, der Produktionsplanung, der Mischung der Blechdicken und der benötigten Pufferkapazität.

Bei Voortman nehmen wir diese Sichtweise ernst. Wir bieten sowohl Plasma- als auch Lasertechnologie an, da jede in unterschiedlichen Situationen ihre Stärken hat. Dadurch bleiben wir unvoreingenommen und können unseren Kunden helfen, die Technologie zu wählen, die ihren tatsächlichen Produktionsanforderungen entspricht. Nicht die, die einfach nur in unser Produktportfolio passt.

Denn letztendlich legen einige Wert auf Flexibilität, andere wollen mehr Leistung, und wieder andere legen mehr Wert auf die Bearbeitung komplexer Merkmale oder gemischter Chargen. Was wirklich zählt, ist, dass die Maschine Ihr Endziel und Ihre Produktionsweise unterstützt. Deshalb ist die beste Wahl die, die zu Ihrer Realität passt, und nicht ein allgemeiner Vergleich zwischen Plasma und Laser.