Die Betriebskosten einer Laserschneidmaschine lassen sich nicht ausschließlich auf den Stromverbrauch der Laserquelle reduzieren. In der Praxis wird die Kostenhöhe des Laserschneidens durch den gesamten Prozess beeinflusst: die Schneidzeit, die Art des Gases, der Energieverbrauch der Maschine, die Laserquelle, der Kühler, der Absaugventilator und der Kompressor, der Verbrauch an Prozessgas, die Art des Materials, die Dicke des Stahlblechs, die Qualität des CNC-Programms sowie die Arbeitsorganisation.
Daher sollten Sie bei der Auswahl einer Faserlaserschneidemaschine nicht nur den Anschaffungspreis berücksichtigen, sondern vor allem die tatsächlichen Kosten für die Fertigung eines Bauteils – denn diese Stückkosten zeigen, ob sich die jeweilige Konfiguration im Produktionsalltag rentiert. Bei STIGAL berechnen wir die Betriebs- und Schneidkosten auf der Grundlage konkreter Parameter: Materialart, Stahlblechdicke, Technologie, Betriebszeit, Energieverbrauch und Gasverbrauch – anstatt uns ausschließlich auf Katalogangaben zu stützen.
Die Kosten für das Laserschneiden hängen von der gesamten Arbeitsstation ab
Eine Faserlaserschneidemaschine arbeitet nicht als einzelnes, isoliertes Element – es handelt sich um eine komplette technologische Anlage, in der mehrere Systeme gleichzeitig Energie beziehen. Neben der Maschine selbst und der Laserquelle sind je nach Konfiguration auch ein Kühler, ein Absaugventilator, eine Filteranlage, ein Kompressor und weitere Hilfskomponenten in Betrieb.
Daher sollten die tatsächlichen Betriebskosten den Stromverbrauch des gesamten Systems berücksichtigen und nicht nur den der Laserquelle. Ein Laser mit höherer Leistung verbraucht zwar mehr Energie, schneidet aber gleichzeitig schneller, verkürzt die Bearbeitungszeit des Werkstücks und steigert die Produktivität. In der Praxis zählt also nicht nur, wie viel Energie die Maschine pro Stunde verbraucht, sondern auch, wie viele Werkstücke sie in dieser Zeit fertigt – diese Abhängigkeit ist für die Stückkosten von größter Bedeutung.
| Bestandteil der Arbeitsstelle | Auswirkungen auf die Betriebskosten |
|---|---|
| CNC-Maschine | Versorgt die Antriebe, die Steuerung und die Arbeitsachsen, die den Schneidvorgang ausführen |
| Laserquelle | Erzeugt den Strahl; der Stromverbrauch hängt von der Leistung, den Schnittparametern und dem Material ab |
| Laserkühler | Sorgt für stabile Betriebsbedingungen der Lichtquelle und des Laserkopfes – konstanter Energieverbrauch |
| Absaugventilator und Filteranlage | Entfernt Rauch und Staub, die beim Schneiden entstehen |
| Kompressor | Versorgt die Hilfsanlagen oder den Druckluftschneidvorgang (AirCut) |
| Prozessgas | Sauerstoff oder Stickstoff – die Kosten hängen von der Materialstärke, dem Druck und der Schnittdauer ab |
Die Schnittzeit – einer der wichtigsten Kostenfaktoren
Die Schnittzeit wirkt sich unmittelbar auf die Betriebskosten aus. Je länger der Prozess dauert, desto länger sind die Maschine, die Laserquelle, der Kühler, der Absaugventilator und der Kompressor in Betrieb – und desto länger wird das Prozessgas verbraucht. Die Schnittzeit wird jedoch nicht nur von der Länge der Kontur beeinflusst, sondern auch von der Anzahl der Durchstiche, der Geometrie des Werkstücks, der Stärke des Materials, der Gasart, den technologischen Parametern, der Schnittreihenfolge und der Qualität des CNC-Programms.
Ein Werkstück mit vielen Löchern, kurzen Abschnitten und einer großen Anzahl von Durchbrüchen ist mitunter zeitaufwändiger als ein größeres Teil mit einfacherer Geometrie. Daher sollten die Kosten für das Laserschneiden am besten anhand des tatsächlichen Bauteils oder einer typischen Produktionscharge analysiert werden – erst die Schneidzeit eines konkreten Bauteils zeigt, wie sich die Maschine unter realen Bedingungen verhält.
Stromaufnahme der Maschine und der Hilfssysteme
Bei der Kostenanalyse muss der Stromverbrauch aller wesentlichen Komponenten der Anlage berücksichtigt werden: Laserschneidmaschine, Laserquelle, Kühler, Absaugventilator und Kompressor. Die CNC-Maschine verbraucht Energie für Antriebe, die CNC-Steuerung und Arbeitsachsen, während die Laserquelle Energie für die Erzeugung des Laserstrahls benötigt – deren Belastung hängt von der Leistung, den Schnittparametern und der Art des Materials ab.
Der Laserkühler ist für die Aufrechterhaltung stabiler Betriebsbedingungen der Lichtquelle und des Laserkopfes unerlässlich, während der Absaugventilator und die Filteranlage für die Beseitigung von Rauch und Staub sorgen. Der Kompressor stellt mitunter einen wesentlichen Kostenfaktor dar, insbesondere wenn er Hilfsanlagen versorgt oder das Prozessmedium aufbereitet. Aus diesem Grund entsprechen die tatsächlichen Energiekosten den Kosten der gesamten Anlage und nicht nur denen des Lasers selbst.
Kosten für Prozessgase – Sauerstoff und Stickstoff
Ein weiterer sehr wichtiger Kostenfaktor ist das Prozessgas. Je nach Material, Dicke und gewünschtem Ergebnis kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz – darunter das Schneiden mit Sauerstoff sowie das Schneiden mit Stickstoff.
Das Brennschneiden wird häufig bei Kohlenstoffstahl eingesetzt – sowohl bei Dünnblechen und mittelstarken Stahlblechen als auch bei großen Dicken; die größten Dicken (z. B. über 20 mm) erfordern in der Regel leistungsstärkere Energiequellen in der Größenordnung von 30 kW. Sauerstoff unterstützt die Verbrennung des Materials, was ein effizientes Schneiden großer Materialstärken ermöglicht; die Kosten hängen hauptsächlich von der Schneidzeit, dem Sauerstoffverbrauch und den Prozessparametern ab. Das Schneiden mit Stickstoff kommt dort zum Einsatz, wo eine saubere Schnittkante ohne Oxidation gefragt ist – bei Edelstahl, Aluminium sowie bei Bauteilen, die einer Weiterverarbeitung, dem Schweißen, dem Lackieren oder der Montage unterzogen werden sollen. Stickstoff ermöglicht zudem schnelles Schneiden, was in der Serienfertigung von Bedeutung ist; bei größeren Materialstärken und höheren Betriebsdrücken kann er jedoch einen wesentlichen Kostenfaktor darstellen.
Eine Alternative könnte das Schneiden mit Druckluft (AirCut) sein. In vielen Fällen lässt sich Stickstoff durch eine einmalige Investition in einen Kompressor ersetzen, sodass mit Druckluft bei vergleichbarer Prozessgeschwindigkeit geschnitten werden kann – was die Betriebskosten erheblich senkt. Einer unserer Kunden spart dank dieser Technologie monatlich etwa 30.000 PLN ein. Es ist jedoch zu beachten, dass der Energieverbrauch des Kompressors, der genau berechnet werden kann, zu den Gesamtkosten hinzugerechnet werden muss.
Leistung der Laserquelle und tatsächliche Produktionskosten
Die Leistung der Laserquelle ist für die Produktivität von großer Bedeutung, sollte jedoch nicht ausschließlich unter dem Gesichtspunkt der Kosten bewertet werden. Eine höhere Leistung bedeutet zwar einen höheren Energiebedarf, ermöglicht jedoch auch schnelleres Schneiden, verkürzt die Durchbruchzeit und ermöglicht die Fertigung einer größeren Anzahl von Werkstücken pro Schicht. In der Serienfertigung kann ein leistungsstärkerer Laser die Stückkosten tatsächlich senken, selbst wenn die gesamte Anlage mehr Energie verbraucht – entscheidend ist das Verhältnis zwischen Stromverbrauch, Schneidzeit und der Anzahl der fertigen Werkstücke.
Daher sollte die Auswahl der Leistung auf den tatsächlichen Produktionsanforderungen basieren: Art des Materials, Dickenbereich, erwartete Produktivität, typische Werkstücke und geplante Auslastung der Maschine. Mehr zu diesem Thema erfahren Sie in unserem Leitfaden zur Auswahl der Leistung eines Faserlasers.
Material, Stahlblechdicke und Geometrie des Bauteils
Die Kosten für den Zuschnitt hängen auch vom Material ab – der Zuschnitt von Schwarzstahl verläuft anders als der von Edelstahl, Aluminium oder anderen Metallen. Ebenfalls von Bedeutung sind die Dicke des Stahlblechs, die Oberflächenqualität, die Ebenheit der Stahlblechtafeln, Schutzbeschichtungen sowie die Regelmäßigkeit der Lieferungen. Dickeres Material erfordert in der Regel eine längere Durchstichzeit, geeignetes Schneidgas und stabile Parameter, während schwer zu bearbeitendes Material die Schneidzeit verlängern kann.
Die Geometrie des Werkstücks hat einen großen Einfluss. Teile mit einer großen Anzahl von Löchern, kleinen Konturen und häufigen Durchstanzungen verursachen höhere Kosten als einfache Teile mit langen, fließenden Schnittlinien. Daher sollten die Kosten nicht ausschließlich anhand der Materialfläche oder der Dicke des Stahlblechs beurteilt werden.
CNC-Programm und Nutzung der Blechplatte
Die Kosten des Schneidvorgangs werden durch die Qualität der CNC-Programmierung beeinflusst. Ein gut erstelltes Programm verkürzt die Bearbeitungszeit, reduziert Leerläufe, senkt den Gasverbrauch und verbessert die Ausnutzung des Materials. Von entscheidender Bedeutung ist das Nesting, also die Anordnung der Werkstücke auf der Blechtafel – eine bessere Ausnutzung des Stahlblechs bedeutet weniger Verschnitt, und weniger Verschnitt bedeutet geringere Produktionskosten, was insbesondere bei teuren Materialien und großen Serien von großer Bedeutung ist.
CAD/CAM-Software, die Erfahrung des Technikers und die richtige Vorbereitung des Auftrags können ebenso großen Einfluss auf die Stückkosten haben wie die Maschinenkonfiguration selbst. Selbst eine leistungsstarke Laserschneidmaschine kann ihr volles Potenzial nicht entfalten, wenn der Prozess nicht gut vorbereitet ist.
Kosten für den Zuschnitt und die Weiterbearbeitung des Werkstücks
Die tatsächlichen Produktionskosten enden nicht mit dem Abschluss des Schneidvorgangs. Wenn das Werkstück entgratet, gereinigt, an den Kanten nachbearbeitet oder für die Schweißnahtvorbereitung und das Lackieren vorbereitet werden muss, müssen diese Arbeitsschritte ebenfalls in den Gesamtkosten berücksichtigt werden. Eine gut ausgewählte Laserschneidtechnologie ermöglicht es oft, die Nachbearbeitung zu reduzieren – eine saubere und reproduzierbare Schnittkante verkürzt die Vorbereitung des Werkstücks für nachfolgende Arbeitsschritte wie Biegen, Schweißen, Montage oder Lackieren. In unserem Angebot finden Sie unter anderem kompakte Laserschneidmaschinen für Stahlbleche, die auf Ihr spezifisches Profil abgestimmt sind.
Warum lohnt es sich, die Kosten für eine bestimmte Produktion zu berechnen?
Jeder Betrieb arbeitet anders – die Materialien, Materialstärken, Werkstückgeometrien, Losgrößen, Qualitätsanforderungen und die Arbeitsorganisation unterscheiden sich. Daher sollten die Betriebskosten einer Laserschneidmaschine individuell berechnet werden. Bei STIGAL berechnen wir die Schneidkosten auf der Grundlage realer Daten: Schneidzeit, Stromverbrauch der Maschine und der Zusatzkomponenten (Laserquelle, Kühler, Absaugventilator, Kompressor) sowie die Gaskosten.
Dieser Ansatz ermöglicht es Ihnen, einzuschätzen, wie sich eine bestimmte Faserlaserschneidemaschine in Ihrem konkreten Betrieb bewähren wird – nicht nur hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, sondern auch im Hinblick darauf, wie sich ihre Konfiguration auf die Stückkosten, die Produktivität und die Rentabilität der Investition auswirkt. Die Auswahl der Maschine basiert dann nicht auf einem einzelnen Parameter, sondern auf der Anpassung an die tatsächlichen Produktionsbedingungen. Falls Sie auch andere Technologien in Betracht ziehen, kann Ihnen der Leitfaden „Laser oder Plasma – Wie wählt man die richtige Schneidtechnologie aus? “ hilfreich sein.
Möchten Sie die tatsächlichen Betriebskosten einer Laserschneidmaschine in Ihrem Betrieb erfahren?
Wir berechnen die Schneidkosten für Ihre konkreten Produktionsparameter – Material, Materialstärke, Technologie, Arbeitszeit, Energieverbrauch und Gasverbrauch – und helfen Ihnen dabei, eine auf Ihre Produktion zugeschnittene Lösung zu finden.
Häufig gestellte Fragen – Betriebskosten einer Laserschneidmaschine
Die Kosten werden durch die Schnittzeit, den Stromverbrauch der Maschine, die Laserquelle, den Kühler, den Absaugventilator und den Kompressor, die Kosten für das Prozessgas, die Art des Materials, die Dicke des Stahlblechs, die Geometrie des Werkstücks, das CNC-Programm, das Nesting, die Arbeit des Bedieners sowie eine eventuelle Weiterbearbeitung.
Nein. Die Leistung der Laserquelle ist zwar wichtig, gibt jedoch nicht die Gesamtbetriebskosten der Anlage wieder. Es muss auch der Energieverbrauch der Maschine, des Kühlers, der Absauganlage, des Kompressors und der übrigen Hilfssysteme berücksichtigt werden.
Die Schnittzeit bestimmt, wie lange die gesamte Anlage in Betrieb ist und wie lange das Prozessgas verbraucht wird. Je kürzer die Bearbeitungszeit eines Werkstücks ist, desto höher ist die Produktivität der Maschine und desto größer ist die Chance auf niedrigere Stückkosten.
Ja. In vielen Fällen lässt sich Stickstoff durch das Schneiden mit Druckluft (AirCut) ersetzen, nachdem einmalig in einen Kompressor investiert wurde, wobei eine vergleichbare Prozessgeschwindigkeit beibehalten wird. Zu den Kosten muss jedoch der Energieverbrauch des Kompressors hinzugerechnet werden. Bei einem unserer Kunden führt eine solche Umstellung zu Einsparungen von etwa 30.000 PLN pro Monat.
Ja. STIGAL berechnet die Schneidkosten auf der Grundlage konkreter Produktionsdaten – Schneidzeit, Material, Dicke, Technologie (Schneiden mit Sauerstoff oder Stickstoff), Stromverbrauch der Anlage sowie Gaskosten. Dadurch kann der Kunde die Wirtschaftlichkeit einer bestimmten Maschinenkonfiguration besser einschätzen.
