Das Laserschneiden mit Druckluft – die AirCut-Technologie – ist eine der einfachsten Methoden, um die Stückkosten in der Laserfertigung zu senken. In vielen Betrieben stellt Stickstoff als Hilfsgas einen der größten Betriebskostenfaktoren für Faserlaserschneidanlagen dar. Mit AirCut lässt sich der Verbrauch von Stickstoff deutlich reduzieren, wobei ein stabiler Prozess und eine sehr gute Schnittkantenqualität gewährleistet bleiben.
Das ist keine Theorie – einer der Kunden von STIGAL konnte nach der Einführung von AirCut seine Kosten um etwa 30.000 PLN pro Monat senken , indem er Stickstoff durch Druckluft ersetzte. Die Wahl des Begasungsgases ist daher kein technologisches Detail, sondern ein konkreter Bereich der Kostenoptimierung – insbesondere bei Dünnblechen und in der Serienfertigung.
Was ist AirCut?
AirCut ist eine von STIGAL entwickelte Technologie zum Laserschneiden mit Druckluft. Dabei wird Luft als kostengünstiges Schutzgas eingesetzt – ohne Abstriche bei der Prozessstabilität und der guten Qualität des Werkstücks. Beim herkömmlichen Laserschneiden wird häufig Stickstoff verwendet: Als Inertgas begrenzt er die Oxidation der Schnittkanten und sorgt für eine saubere Schnittfläche, verursacht jedoch hohe Betriebskosten, insbesondere bei intensiver Produktion.
Druckluft stellt eine Alternative dar – ein entsprechend ausgewählter Kompressor reicht aus, um die Gasversorgung für den Prozess sicherzustellen und die Abhängigkeit von Stickstofflieferungen zu verringern. Bei richtig gewählten Parametern, wie bei der AirCut-Technologie, lassen sich sehr gute Qualitätsergebnisse erzielen; vieles hängt von der Sorte des Stahlblechs und seiner Dicke sowie von den Anforderungen an das fertige Bauteil ab.
AirCut vs. Stickstoff – die wichtigsten Unterschiede
| Parameter | AirCut (Druckluft) | Stickstoff |
|---|---|---|
| Gaspreis | niedrig | sehr hoch |
| Aussehen der Kanten | matt, dunkler | glänzend, hell |
| Technologische Qualität | sehr gut | sehr gut |
| Schnittgeschwindigkeit | sehr hoch | sehr hoch |
| Wirtschaftlichkeit in der Serienfertigung | sehr hoch | geringer aufgrund der Gaskosten |
| Abhängigkeit von Gaslieferungen | minimal | hoch |
In der Praxis ist der wichtigste Unterschied der Preis – bei vergleichbarer technologischer Qualität und Schnittgeschwindigkeit.
In vielen industriellen Anwendungsbereichen ist die mit der AirCut-Technologie erzielte Kantenqualität völlig ausreichend, weshalb sich Unternehmen zunehmend für Druckluft als Hauptgas für die Serienfertigung entscheiden.
Warum kann das Schneiden mit Luft die Kosten so stark senken?
Die größte Einsparung ergibt sich aus der Reduzierung des Stickstoffverbrauchs – in vielen Betrieben ist dies einer der wichtigsten laufenden Kostenfaktoren beim Laserschneiden, insbesondere bei großen Serienmengen und einem mehrstündigen Maschinenbetrieb. Unternehmen geben für dieses Gas monatlich bis zu Zehntausende Zloty aus, sodass die Umstellung auf Druckluft einen sofortigen, deutlichen Effekt mit sich bringt. Der Kompressor bereitet die Luft mit den erforderlichen Parametern auf, und die Gesamtkosten für das Schneiden mit Luft sind deutlich geringer als bei Stickstoff. In der Serienfertigung wirken sich solche Einsparungen direkt auf die Gewinnspanne, die Wettbewerbsfähigkeit des Angebots und die Amortisationszeit der Investition in die Maschine aus.
Beispiel für eine Kostenkalkulation für einen Zuschnitt
Nachfolgend finden Sie einen konkreten Vergleich der Kosten und der Schnittzeit für dasselbe Werkstück ( 5 mm dickes Stahlblech) bei drei verschiedenen Technologien. Hier wird deutlich, warum bei dünnen und mittelstarken Stahlblechen der Faserlaser mit Luftschnitt (AIR CUT) immer häufiger die Nase vorn hat – er ist um ein Vielfaches schneller und pro Stahlblech am kostengünstigsten.
| Dicke (mm) | Schneidetechnik | Schnittgeschwindigkeit (m/min) | Gesamtzeit der Aufgabe (h:m:s) | Stromverbrauch (kW) | Sauerstoffverbrauch (m³) | Stromkosten (PLN) | Kosten für Sauerstoff (PLN) | Gesamtkosten für den Nesting-Schnitt (PLN) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | LASER 12 kW AIR CUT | 16 | 00:08:21 | 11,90 | 0,00 | 13,09 | 0,00 | 13,09 |
| 5 | LASER 6 kW O₂-SCHNEIDER | 3,6 | 00:24:26 | 27,49 | 0,73 | 30,24 | 11,00 | 41,23 |
| 5 | PLAZMA 110A AIR | 3,5 | 00:32:46 | 25,67 | 0,00 | 28,23 | 0,00 | 28,23 |
Beispieldaten (Test eines Bauteils für die Kesselbauindustrie, 5 mm Stahlblech). Die tatsächlichen Kosten hängen vom Bauteil, vom Material, von den Prozessparametern und von den Energie- und Materialkosten ab.
Annahmen für die Kalkulation:
- Strompreis: 1,10 PLN/kWh
- Betrieb des Kompressors: 16,50 PLN/Std.
- Stickstoff: 5,50 PLN/m³
- Sauerstoff: 15 PLN/m³
Die Kosten für das Laserschneiden umfassen: den Stromverbrauch der Maschine, die Laserquelle, den Laserkühler, den Absaugventilator, den Kompressor sowie die Gaskosten für die Technologien O2 CUT und N2 CUT.
Die Kosten für das Plasmaschneiden umfassen: den Stromverbrauch der Maschine, des Plasmaaggregats, des Absaugventilators und des Kompressors.
Dünnbleche und eine Leistung von 12 kW – das größte Einsparpotenzial
Die AirCut-Technologie erweist sich insbesondere beim Schneiden von Dünnblechen als vorteilhaft – gerade hier sorgt die Kombination aus hoher Schnittgeschwindigkeit, guter Schnittkantenqualität und geringen Gaskosten für den größten wirtschaftlichen Nutzen. Die hohe Leistung der Laserquelle kommt dabei nicht nur dicken Materialien zugute: Bei entsprechend angepasster Konfiguration lässt sich ein Stahlblech mit einer Dicke von etwa 3 mm mit einer Geschwindigkeit von bis zu 25 m/min schneiden – und das mit Druckluft.
Dadurch kann das Unternehmen gleichzeitig:
- schneidet sehr schnell,
- reduziert die Kosten für das Hilfsgas,
- erledigt mehr Aufgaben pro Zeiteinheit,
- senkt die Kosten pro Einzelteil,
- nutzt das Potenzial der Maschine besser aus,
- verkürzt die Bearbeitungszeit von Aufträgen.
AirCut ist dabei keine Lösung, die ausschließlich für sehr dünne Stahlbleche geeignet ist. Mit einem 12-kW-Laser ist das Schneiden mit Luft sogar bis zu einer Dicke von etwa 10 mm möglich – abhängig vom Material, den Qualitätsanforderungen und den Prozessparametern. Für viele Betriebe bedeutet dies mehr Flexibilität: Stickstoff ist nicht mehr automatisch die erste Wahl für jedes Werkstück, und die höhere Laserleistung wird zu einem Mittel zur Steigerung der Produktivität – nicht nur beim Schneiden dickerer Materialien.
Es ist hervorzuheben, dass sich das Schneiden mit Druckluft nicht ausschließlich auf dünnere Stahlbleche und Laserquellen mit geringerer Leistung beschränkt. Auch bei höheren Leistungen von Faserlasern ist ein effektives Schneiden mit Druckluft möglich. Bei Laserquellen mit einer Leistung von 20 kW kann Luft zum Schneiden von Stahlblechen mit einer Dicke von bis zu etwa 20 mm eingesetzt werden, während dieser Bereich bei 30-kW-Laserquellen sogar bis zu etwa 30 mm reichen kann. Dies bedeutet, dass Luft zu einem immer vielseitigeren Prozessgas wird – nicht nur bei der Fertigung dünner Bauteile, sondern auch dort, wo es auf Produktivität, die Reduzierung der Kosten für Prozessgase und die Möglichkeit zum Bearbeiten dickerer Materialien ankommt.
Kantenqualität und Schnitttests
Die häufigste Sorge beim Luft schneiden betrifft die Qualität der Schnittkante. In der Praxis ist diese dank der AirCut-Technologie sehr gut – ästhetisch ansprechend, gleichmäßig und für nachfolgende Bearbeitungsschritte wie Schweißen, Biegen oder Montage voll und ganz geeignet. Die Schnittkante ist mitunter etwas dunkler und matter als beim Schneiden mit Stickstoff, was jedoch keine geringere technische Qualität bedeutet.
Stickstoff bleibt die beste Wahl, wenn eine möglichst helle, nicht oxidierte Schnittkante erforderlich ist – beispielsweise bei bestimmten Bauteilen aus Edelstahl, Aluminium oder bei Teilen mit hohen ästhetischen Anforderungen. Daher muss AirCut Stickstoff nicht zu 100 % ersetzen: Stickstoff dort, wo er wirklich benötigt wird, und AirCut dort, wo Sie kostengünstiger, schneller und mit sehr guter Qualität schneiden können.
Jedes Werk hat andere Anforderungen, weshalb Schnitttests an realen Werkstücken die beste Bewertungsmethode darstellen. Anhand dieser Tests lassen sich die Qualität der Schnittkanten, die Schnittgeschwindigkeit, die tatsächlichen Fertigungskosten des Bauteils sowie die Auswirkungen auf nachfolgende Fertigungsschritte beurteilen – die Entscheidung basiert somit auf dem konkreten Bauteil und dem Material und nicht auf Annahmen.
Wann ist AirCut besonders rentabel?
AirCut ist vor allem dort sinnvoll, wo ein Betrieb die Stückkosten senken möchte, ohne dabei die Produktionseffizienz zu beeinträchtigen. Die besten Ergebnisse erzielt es bei:
- Serienproduktion und einem hohen monatlichen Stickstoffverbrauch,
- beim Schneiden von Dünnblechen und mittelstarken Stahlblechen,
- technischen und konstruktiven Details sowie Bauteilen zur Weiterverarbeitung,
- in der Produktion, bei der es auf eine hohe Schnittgeschwindigkeit ankommt,
- Schichtarbeit,
- im Bestreben, die Abhängigkeit von Gaslieferungen zu verringern.
Die Wirtschaftlichkeit von AirCut lässt sich ganz konkret berechnen – es genügt, die Kosten für das Schneiden desselben Werkstücks mit Stickstoff und mit Luft sowie die Schnittgeschwindigkeit, die Kantenqualität und eine eventuelle Nachbearbeitung zu vergleichen. Wenn das Werkstück nach dem Schneiden mit Luft die Qualitätsanforderungen erfüllt, kann der wirtschaftliche Unterschied sehr groß sein, wie die erwähnten ca. 30.000 PLN pro Monat bei einem Kunden von STIGAL zeigen.
Zusammenfassung – AirCut als realistischer Weg zu kostengünstigerem Laserschneiden
Das AirCut-Laserschneiden mit Druckluft ist ein realistischer Weg zu einer kostengünstigeren Produktion – insbesondere in Betrieben, in denen viele Dünnbleche und mittelstarke Stahlbleche geschnitten werden. Die Reduzierung des Stickstoffverbrauchs senkt die Stückkosten, steigert die Rentabilität und ermöglicht eine bessere Ausschöpfung des Potenzials der Faserlaserschneidanlage. Mit einem 12-kW-Laser schneidet AirCut je nach Prozessbedingungen sogar Stahlbleche mit einer Dicke von bis zu ca. 10 mm sowie Dünnbleche (z. B. 3 mm) mit einer Geschwindigkeit von bis zu 25 m/min.
Möchten Sie herausfinden, wie viel Sie mit AirCut sparen können?
Wir führen Schneidetests an Ihren Werkstücken durch, bewerten die Kantenqualität und berechnen die tatsächlichen Einsparungen im Vergleich zu Stickstoff – ohne Abstriche bei der Prozessstabilität. Außerdem unterstützen wir Sie bei der Auswahl des geeigneten Kompressors und der richtigen Konfiguration Ihrer Faserlaserschneidemaschine.
Kontaktieren Sie unsHäufig gestellte Fragen – AirCut
Man kann nicht sagen, dass es einfach „schlechter“ ist. Es handelt sich um zwei unterschiedliche Technologien. Stickstoff als Inertgas sorgt für eine sehr helle, nicht oxidierte Schnittkante und eignet sich für Werkstücke mit hohen ästhetischen Anforderungen. In vielen industriellen Anwendungen ist die Schnittkantenqualität nach dem AirCut-Verfahren jedoch sehr gut und völlig ausreichend – die Schnittkante ist zwar manchmal dunkler und matter, bleibt aber glatt und eignet sich zum Schweißen, Biegen oder für die Montage. Die beste Beurteilung liefern Versuche an realen Werkstücken.
Dies hängt von der Anzahl der Maschinenbetriebsstunden, der Art der Produktion, der Stärke des Materials und dem monatlichen Gasverbrauch ab. In Serienbetrieben macht der Stickstoffverbrauch oft einen erheblichen Teil der Betriebskosten aus, sodass erhebliche Einsparungen möglich sind – ein Kunde von STIGAL konnte allein die Stickstoffkosten um etwa 30.000 PLN pro Monat senken. Das tatsächliche Einsparpotenzial lässt sich am besten durch einen Vergleich des tatsächlichen Gasverbrauchs, der Kosten für Druckluft und der Qualitätsanforderungen an die Werkstücke ermitteln.
Nein. Die größten wirtschaftlichen Vorteile ergeben sich bei Dünnblechen, doch bei entsprechender Konfiguration und geeigneten Parametern ist es möglich, auch dickere Materialien mit Luft zu schneiden – mit einem 12-kW-Faserlaserschneider sogar bis zu etwa 10 mm, je nach Material und gewünschter Kantenqualität.
Nein. In vielen Betrieben erzielt man die besten Ergebnisse durch die Kombination beider Technologien: Stickstoff dort, wo eine helle Schnittkante erforderlich ist, und AirCut für Teile, die bei gleichbleibender Qualität kostengünstiger gefertigt werden können. Auf diese Weise lässt sich der Stickstoffverbrauch senken, ohne auf anspruchsvollere Aufträge verzichten zu müssen.
Ja, und das ist die beste Lösung. Jedes Unternehmen hat unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Kantenqualität und der Weiterverarbeitung; daher lohnt es sich, die Technologie an realen Materialien zu testen. Anhand von Versuchen lassen sich die Kantenqualität, die Schnittgeschwindigkeit, die Auswirkungen auf nachfolgende Prozesse sowie potenzielle Einsparungen bewerten.
Damit AirCut stabil arbeitet und eine hohe Schnittqualität gewährleistet, ist ein entsprechend ausgewählter Kompressor unerlässlich. Bei STIGAL wählen wir einen Kompressor aus, der genau auf die jeweilige Laserschneidmaschine abgestimmt ist, und liefern diesen.
