Laser oder Plasma? Dies ist eine der häufigsten Fragen bei der Auswahl einer CNC-Maschine zum Schneiden von Metall – doch die Antwort lässt sich nicht darauf reduzieren, welche Technologie „besser“ ist. Sowohl die Faserlaserschneidmaschine als auch die Plasmaschneidmaschine gewährleisten einen stabilen, wiederholbaren industriellen Prozess. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Kantenqualität, der Wärmeeinwirkung, der Möglichkeiten zur Lochbearbeitung und der Kosten bei konkreten Anwendungen.
Die Technologie sollte auf das Bauteil, das Material und den gesamten Produktionsprozess abgestimmt werden und nicht ausschließlich auf die Dicke des Stahlblechs. Von Bedeutung sind unter anderem die Art und Dicke des Materials, die Durchmesser der Bohrungen, die erforderliche Rechtwinkligkeit der Kanten, die zulässige Schräge, die thermischen Auswirkungen sowie weitere Produktionsschritte – Gewindeschneiden, Schweißen, Biegen oder die Vorbereitung der Kanten für die Schweißnaht. Es ist zudem zu beachten, dass die Entwicklung von Faserlasern dazu führt, dass diese zunehmend kleinere Plasmaschneidmaschinen ersetzen – dank der steigenden Wirtschaftlichkeit, der Vielseitigkeit des Verfahrens und der Qualität der Werkstücke.
Laser oder Plasma – die wichtigsten Unterschiede in der Fertigung
| Kriterium | CNC-Faserlaserschneidmaschine | CNC-Plasmaschneidmaschine |
|---|---|---|
| Art des Prozesses | konzentrierter Strahl, schmaler Spalt, hohe Kontrolle über die Geometrie | Plasmabogen, gut geeignet für viele stromleitende Metalle |
| Rechtwinkligkeit der Kanten | Größere Rechtwinkligkeit | möglicherweise leichte Abschrägung |
| Aussehen der Kanten | präzise, bei bestimmten Parametern kann es zu einer gezackten Kante kommen | glatt, mit charakteristischem Profil des Schnitts |
| Öffnungen | kleiner als die Dicke des Stahlblechs (z. B. Ø 3 mm bei einem 15-mm-Stahlblech) | Durchmesser ca. 1–1,5-mal so groß wie die Stärke des Materials |
| Wärmeeinfluss | eine schmalere Wärmeeinflusszone | eine breitere Zone, die sich aus der Art des Lichtbogens ergibt |
| Typische Anwendungsbereiche | Präzisionsteile, Gewindeschneiden, Serienfertigung | Stahlkonstruktionen, Schweißteile, Maschinenteile |
| Die Kosten des Verfahrens | können dank der Geschwindigkeit und des Luftschnitts | abhängig von der Konfiguration, dem Betrieb und den Qualitätsanforderungen |
Die Tabelle dient lediglich der Veranschaulichung – die endgültige Wahl der Technologie hängt von einer umfassenden Analyse des Produktionsprozesses ab.
Wie funktionieren Laser und Plasma?
Laser und Plasma sind zwei Technologien zum Schneiden von Metall, die Wärme nutzen und sich in der Art und Weise unterscheiden, wie die Energie auf das Material übertragen wird. Eine Faserlaserschneidmaschine nutzt einen gebündelten Lichtstrahl, während eine CNC-Plasmaschneidmaschine einen Plasmabogen einsetzt, der das Metall schmilzt und es mit einem Gasstrom aus dem Schnittspalt herausbläst. Die wichtigsten Unterschiede zwischen Laser und Plasma betreffen daher die Schnittfugenbreite, das Erscheinungsbild der Schnittkanten, die Wärmeeinflusszone, die Möglichkeiten zur Herstellung von Löchern sowie die Prozesskosten.
Daher sollte die Entscheidung zwischen einer Faserlaserschneidmaschine und einer Plasmaschneidmaschine nicht ausschließlich von der Dicke des Stahlblechs abhängen. Viel wichtiger ist, welches Bauteil hergestellt werden soll, wie es später verwendet wird und welche Kantenmerkmale für den weiteren Prozess wirklich entscheidend sind.
Laserschneiden – Merkmale der Technologie
Das Laserschneiden ermöglicht eine hohe Genauigkeit der Maße, eine gute Wiederholgenauigkeit und die vollständige Kontrolle über die Geometrie des Werkstücks. Ein Metallschneidlaser (Faserlaserschneidmaschine) schneidet Baustahl, Edelstahl, Aluminium und andere Metalle – je nach Leistung der Laserquelle und des Prozessgases; in vielen Anwendungsfällen ist auch der Einsatz von Luft möglich, was die Kosten senkt.
Der Laser eignet sich besonders gut für Details mit einer großen Anzahl von Bohrungen, kleinen Radien und sich wiederholenden Formen – bei der Herstellung von Montageelementen, Teilen zum Gewindeschneiden oder Komponenten zum Schweißen. Sein entscheidender Vorteil besteht darin, dass Löcher mit einem Durchmesser gebohrt werden können, der kleiner ist als die Dicke des Stahlblechs (z. B. Ø 3 mm in 15 mm dickem Stahlblech), und zwar direkt für das Gewindeschneiden oder die Montage. Zudem gewährleistet es eine bessere Rechtwinkligkeit der Kanten, was bei Pass- und Schraubverbindungen von Bedeutung ist. Bei Dünnblechen und mittelstarken Stahlblechen ist ein Blechlaserschneider besonders vorteilhaft.
Plasmaschneiden – Eigenschaften und Anwendungsbereiche
Das Plasmaschneiden ist eine bewährte CNC-Technologie zum Trennen von stromleitenden Metallen – Baustahl, Edelstahl und Aluminium. Plasma zum Schneiden von Stahlblechen und Stahlplatten sorgt bei gut abgestimmten Parametern für eine glatte Schnittkante, die für die weiteren Produktionsschritte bereit ist. Charakteristisch für das Plasmaschneiden ist eine leichte Kantenabschrägung, die bei den meisten Konstruktions- und Schweißteilen völlig akzeptabel ist. Die Bohrungen werden hier anders als beim Laserschneiden ausgelegt: Ihr Durchmesser sollte in etwa der Dicke des Stahlblechs entsprechen oder etwa das 1,5-Fache der Dicke des Stahlblechs betragen (z. B. ~Ø 30 mm bei 20 mm dickem Stahlblech). Bei größeren Blechdicken bleibt das Plasmaschneiden kostentechnisch sehr wettbewerbsfähig – und die STIGAL-Maschinen mit Schneidbrenner schneiden Stahl bis zu einer Dicke von 320 mm.
CNC-Plasmaschneiden wird am häufigsten in folgenden Bereichen eingesetzt:
- Stahlkonstruktionen – Stahlbleche, Konsolen, Rippen, Fundamente und tragende Elemente,
- der Maschinenbauindustrie – Rahmen, Gehäuse, Abdeckungen und Montageteile,
- Herstellung von Land- und Industriemaschinen – Konstruktionselemente und geschweißte Bauteile,
- in Werften und im Großbau – Stahlbleche und Rippen, die für das Schweißen vorbereitet werden,
- Energiewirtschaft und Infrastruktur – Rahmen, Fundamente, Befestigungen und Stützelemente.
Die thermische Einwirkung von Laser und Plasma auf Metall
Beide Technologien erwärmen das Material punktuell und erzeugen dabei eine Wärmeeinflusszone – deren Breite unterscheidet sich jedoch. Beim Laser ist die Energie stark gebündelt, sodass die Wärmeeinflusszone schmaler ist; dies ist bei dünnen Stegen, präzisen Konturen und verformungsanfälligen Bauteilen von Bedeutung. Plasma wirkt auf einen größeren Bereich ein, was eine natürliche Eigenschaft des Lichtbogens ist – bei richtig gewählten Parametern liefert es dennoch einen stabilen, glatten Schnitt. Der Wärmeeinfluss hängt zudem vom Material, der Schneiddicke, der Schnittgeschwindigkeit, der Anzahl der Durchstiche und der Art der Werkstückauflage ab.
Dicke, Format und Kosten – warum sollten Sie die Auswahl nicht vereinfachen?
Die gängige Vereinfachung „Laser für dünne Bleche, Plasma für dicke“ entspricht nicht den tatsächlichen Produktionsbedingungen. Ein Faserlaser mit entsprechender Leistung schneidet auch dicke Stahlbleche (in der Größenordnung von 50 mm), und großformatige Lasermaschinen bearbeiten große Formate – die Abmessungen des Werkstücks allein sind nicht ausschlaggebend für die Wahl der Technologie. Allerdings müssen die Leistung der Lichtquelle, die Konfiguration der Maschine und die Energieversorgung berücksichtigt werden.
Die Kosten für den Schneidvorgang hängen nicht ausschließlich vom Preis der Maschine ab: Entscheidend sind Energie, Prozessgase, Material, Schnittgeschwindigkeit, Anzahl der Durchstiche sowie die Frage, ob das Werkstück nach dem Schneiden unmittelbar in den nächsten Arbeitsschritt gelangt. Laserschneiden ist in der Regel bei Werkstücken mit vielen Löchern und wiederholbaren Serien (insbesondere beim Luftschneiden) am kostengünstigsten, während Plasmaschneiden dann vorteilhaft ist, wenn die Kantenqualität und die Proportionen der Löcher den Anforderungen des Werkstücks entsprechen. Die sicherste Entscheidung basiert auf konkreten Daten; daher führen wir bei STIGAL Tests an den Werkstücken unserer Kunden durch und vergleichen die Prozesskosten für die jeweilige Produktion.
Beispielhafte Kostenkalkulation für den Schneidvorgang – Laser vs. Plasma
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) zunehmend gegenüber dem Plasmaschneiden die Oberhand gewinnt – 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.
Wann sollte man einen Laser und wann Plasma einsetzen?
Ziehen Sie eine CNC-Faserlaserschneidmaschine in Betracht, wenn folgende Faktoren für Sie von Bedeutung sind:
- hohe Genauigkeit und Rechtwinkligkeit der Kanten sowie die Wiederholgenauigkeit der Werkstücke,
- kleine Bohrungen im Verhältnis zur Dicke des Stahlblechs, einschließlich Bohrungen für das Gewindeschneiden,
- komplexe Formen, ein schmaler Schnittspalt und eine begrenzte Wärmeeinwirkung,
- Serien- oder Kleinserienfertigung, auch in Großformaten,
- Das Schneiden dickerer Materialien bei ausreichender Leistung und entsprechender Energieversorgung.
Ziehen Sie eine CNC-Plasmaschneidmaschine in Betracht, wenn folgende Faktoren für Sie von Bedeutung sind:
- Schneiden von stromleitenden Metallen – Baustahl, Edelstahl und Aluminium,
- Konstruktions- und Schweißteile: Halterungen, Verstärkungsrippen, Rahmen, Grundplatten, Stahlbleche,
- eine glatte Kante mit einer akzeptablen, leichten Abschrägung,
- Bohrungen mit Durchmessern, die den Möglichkeiten der Plasmatechnologie entsprechen,
- ein gutes Verhältnis zwischen den Prozesskosten und den Anforderungen an das Bauteil.
Wie unterstützt STIGAL Sie bei der Auswahl der Schneidetechnologie?
STIGAL entwickelt und fertigt CNC-Maschinen zum Schneiden von Metall – Faserlaserschneidmaschinen, Plasma- und Autogenschneidmaschinen sowie Lösungen für großformatige Werkstücke. Daher stützen wir die Auswahl der Technologie auf die Analyse des jeweiligen Bauteils: Material, Dicke, Lochdurchmesser, Kantenqualität, thermische Auswirkungen, Produktivität und Stückkosten – und nicht auf ein einziges, vereinfachtes Merkmal. Am besten beginnen Sie mit einer Zeichnung des Bauteils, des Materials und Informationen zum weiteren Verarbeitungsprozess.
Zusammenfassung – Laser oder Plasma?
Es gibt keine allgemeingültige Antwort auf die Frage „Laser oder Plasma“. Der Faserlaser bietet in der Regel eine höhere Rechtwinkligkeit der Kanten, eine schmalere Wärmeeinflusszone und die Möglichkeit, sehr kleine Löcher zu schneiden; das Plasmaschneiden hingegen sorgt für glatte Kanten und ist besonders praktisch bei der Herstellung von Stahlkonstruktionen, Schweißteilen und Maschinenbauteilen. Ausschlaggebend für die Wahl sind das Material, die Dicke, die Geometrie des Werkstücks, die Bohrungen, die Qualitätsanforderungen und die nachfolgenden Fertigungsschritte – und nicht die Dicke des Stahlblechs an sich.
Sie wissen nicht, welche Technologie für Sie die richtige ist?
Wir analysieren das Bauteil, das Material, die Bohrungen, die Kanten, die thermischen Auswirkungen und die Produktionsorganisation und helfen Ihnen anschließend bei der Auswahl einer auf Ihren Betrieb zugeschnittenen CNC-Metallschneidemaschine – sei es ein Faserlaser, ein Plasmaschneider oder eine Lösung, die beide Technologien kombiniert.
Skontaktuj się z namiHäufig gestellte Fragen – Laser oder Plasma
Man sollte dies nicht vereinfachen. Laser und Plasma sind unterschiedliche Technologien zum Schneiden von Metall, die sich für verschiedene Prozesse eignen. Der Laser sorgt in der Regel für eine höhere Rechtwinkligkeit der Schnittkanten und ermöglicht die Herstellung sehr kleiner Bohrungen. Das Plasmaschneiden kann eine glatte Schnittkante und eine sehr gute Qualität gewährleisten, sofern die Anforderungen des Werkstücks mit den Eigenschaften dieser Technologie übereinstimmen.
Ja, bei entsprechend ausgewählten Parametern, Materialien und Prozesskonfigurationen sorgt das CNC-Plasmaschneiden für eine glatte Schnittkante. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass ein charakteristisches Merkmal dieses Verfahrens eine leichte Abschrägung der Kanten sein kann.
Ja. Mit der Lasertechnologie ist es möglich, ein Loch mit einem Durchmesser zu erzeugen, der kleiner ist als die Materialdicke – beispielsweise Ø 3 mm in einem 15 mm dicken Stahlblech, abhängig von der Maschinenkonfiguration, dem Material und den Prozessparametern.
Sind die Gewindebohrungen im Verhältnis zum Stahlblech klein, ist in der Regel ein Faserlaser vorteilhafter – damit lassen sich diese bereits während des Schneidvorgangs anbringen. Beim Plasmaschneiden müssen die Bohrungsdurchmesser gemäß den Grundsätzen dieser Technologie ausgelegt werden.
Ja. Ein entsprechend konfigurierter Laser mit höherer Leistung schneidet auch dicke Stahlbleche, beispielsweise in der Größenordnung von 50 mm. Dabei müssen jedoch die Energieversorgung, die Prozesskosten und der tatsächliche Produktionsbedarf berücksichtigt werden.
Am besten beginnt man mit der Analyse eines konkreten Bauteils: Material, Dicke, Geometrie, Bohrungsdurchmesser, erforderliche Rechtwinkligkeit, Kantenausführung, thermische Einflüsse und weitere Fertigungsschritte. Auf dieser Grundlage werden die Technologie und die Konfiguration der CNC-Maschine ausgewählt.
