Das Schneiden von Grobblechen wurde jahrelang vor allem mit Plasma und Gas in Verbindung gebracht, während der Faserlaser als Technologie für dünne und mittelstarke Stahlbleche galt. Heute ist diese Unterscheidung nicht mehr so eindeutig – moderne Hochleistungs-Faserlaserschneidmaschinen mit Leistungen von bis zu 30 kW oder 60 kW können auch bei dicken Materialien eine sehr effiziente Lösung darstellen.
Bei der Wahl der Technologie geht es jedoch nicht nur um die Frage, welche Maschine die größte Schneiddicke schneiden kann. Auch die Schnittgeschwindigkeit, die Prozesskosten, die Kantenqualität, die Wärmeeinflusszone, die Möglichkeit des Fasenschneidens und die tatsächlichen Kosten für die Fertigung eines einzelnen Werkstücks spielen eine Rolle. Nach Berechnungen von STIGAL kann das Schneiden mit einem Hochleistungs-Faserlaser, z. B. mit 30 kW, bei ausgewählten Bauteilen sogar 2–3 Mal schneller sein als das Plasmaschneiden. Die beste Entscheidung treffen Sie, indem Sie die Technologien anhand Ihrer eigenen Werkstücke vergleichen – in Tests oder Berechnungen für eine konkrete Produktion.
Was bedeutet „Grobblech“ beim Metallschneiden?
Es gibt keine einheitliche Grenze, ab der „Grobblech“ beginnt. Für den einen Betrieb sind bereits 12–15 mm ein anspruchsvolles Material, während für Unternehmen aus den Bereichen Schiffbau, Offshore, Energiewirtschaft, Bauwesen oder Maschinenbau deutlich dickere Bleche zum Standard gehören.
Bei der Auswahl der Technologie sollte man nicht nur die Dicke selbst, sondern den gesamten Produktionsprozess analysieren: Materialart, Geometrie der Werkstücke, Losgröße, erwartete Kantenqualität, Schnittzeit, Kosten für Prozessgase, die Notwendigkeit des Fasenschneidens sowie nachfolgendes Schweißen und mechanische Bearbeitung. Bei Grobblechen ist die Produktivität besonders wichtig – ein Unterschied von wenigen Minuten pro Werkstück in der Serienfertigung bedeutet im Monatsdurchschnitt eine Zeitersparnis von vielen Stunden. Daher muss man beim Vergleich von Laser, Plasma und Gas nicht nur die maximale Schneiddicke berücksichtigen, sondern auch die Stückkosten und die Durchsatzleistung des gesamten Prozesses.
Dicke Bleche mit einem Laser schneiden – nicht nur präzise, sondern auch effizient
Das Schneiden dicker Bleche mit einem Faserlaser entwickelt sich zunehmend zu einer praktikablen Alternative zum Plasmaschneiden, insbesondere in Betrieben, die ihre Effizienz steigern, Durchlaufzeiten verkürzen und die Anzahl der Nachbearbeitungsschritte reduzieren möchten. Hochleistungslaser sind nicht mehr ausschließlich für hochpräzise Bauteile vorgesehen: In Konfigurationen mit 20 kW, 30 kW oder 60 kW ist auch ihre Geschwindigkeit ein entscheidender Vorteil. Mit einer 60-kW-Quelle ist das Laserschneiden von bis zu ca. 100 mm möglich, wobei die maximale Blechdicke allein nicht das alleinige Auswahlkriterium sein sollte.
Die wichtigsten Vorteile des Schneidens von Grobblechen mit einem Hochleistungslaser sind die hohe Schnittgeschwindigkeit, eine geringere Wärmeeinflusszone als bei vielen anderen thermischen Verfahren, ein schmalerer Schnittspalt, eine hohe Wiederholgenauigkeit sowie die Möglichkeit, die Nachbearbeitung zu reduzieren. Der Laser ist daher nicht nur dann von Vorteil, wenn das Bauteil eine hohe Genauigkeit erfordert, sondern auch dann, wenn es vor allem darauf ankommt, den Produktionsdurchsatz zu steigern. Wie man die richtige Laserquelle auswählt, beschreiben wir in unserem Leitfaden zur Auswahl der Leistung eines Faserlasers.
Es ist anzumerken, dass bei bestimmten Materialien, Schneiddicken oder Prozessparametern an der Schnittkante nach dem Laserschneiden feine Spuren oder eine Mikrozahnung auftreten können, die auf die Eigenschaften der Strahlführung und der Ableitung des geschmolzenen Materials zurückzuführen sind. Dies muss nicht unbedingt ein technologisches Problem darstellen – es sollte jedoch im Hinblick auf die Anforderungen des jeweiligen Werkstücks, der Weiterverarbeitung und des Schweißens beurteilt werden.
30-kW-Laser vs. Plasma – wann kommt es auf den Geschwindigkeitsunterschied an?
In der Fertigung kommt es nicht nur darauf an, ob eine Technologie eine bestimmte Materialstärke bewältigen kann, sondern auch darauf, wie schnell und zu welchen Kosten ein bestimmtes Bauteil gefertigt wird. Nach Berechnungen von STIGAL kann ein Hochleistungs-Faserlaser, z. B. mit 30 kW, bei ausgewählten Bauteilen eine bis zu 2–3-mal kürzere Schneidzeit erzielen als das Plasmaschneiden.
Dieser Unterschied ist besonders wichtig in der Serienfertigung, bei sich wiederholenden Bauteilen und dort, wo die Maschine viele Stunden am Tag im Einsatz ist. Schnelleres Schneiden bedeutet mehr Bauteile pro Schicht, kürzere Durchlaufzeiten, eine bessere Auslastung der Maschine und weniger Engpässe. Daher lohnt es sich, einen Laser für Grobbleche nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Kantenqualität, sondern auch im Hinblick auf die Produktivität des gesamten Betriebs in Betracht zu ziehen – eine hohe Leistung der Laserquelle kann die Wirtschaftlichkeit der Produktion entscheidend verbessern.
AirCut – Schneiden mit Druckluft und die Prozesskosten
Einer der wichtigen Faktoren, die die Wirtschaftlichkeit des Laserschneidens beeinflussen, ist das Prozessgas. Bei herkömmlichen Verfahren wird Stickstoff oder Sauerstoff verwendet – je nach Material, Dicke und Qualitätsanforderungen. Bei größeren Dicken und langen Betriebszeiten können die Gaskosten einen großen Anteil an den Stückkosten des Werkstücks ausmachen.
Die AirCut-Technologie , also das Schneiden mit Druckluft, ermöglicht es in vielen Fällen, diese Kosten zu senken, und macht den Hochleistungsfaserlaser gegenüber anderen Schneidverfahren noch wettbewerbsfähiger. Richtwerte: Bei einem 12-kW-Laser lassen sich mit Druckluft bis zu ca. 10 mm schneiden, bei 20 kW bis zu ca. 15 mm und bei 30 kW bis zu ca. 20 mm. Dies sind nicht die maximalen Schneiddicken mit Laser, sondern die Bereiche, in denen Druckluft als kostengünstiges Prozessgas eingesetzt werden kann. Dickere Materialien schneidet der Laser zwar weiterhin, doch erfordert der Prozess hierfür ein entsprechend ausgewähltes Gas – meist Sauerstoff.
CNC-Plasmaschneidemaschine HQC/HD für dicke Bleche – glatte Schnittkante und größerer Wärmeeinflussbereich
Das Plasmaschneiden ist nach wie vor eine sehr wichtige Technologie bei der Bearbeitung von mittleren und dicken Blechen. Eine CNC-Plasmaschneidemaschine eignet sich gut für die Herstellung von Stahlkonstruktionen, Maschinenbauteilen, Rahmen, Halterungen, Teilen für die Schwerindustrie sowie geschweißten Bauteilen. Ein richtig ausgewählter Prozess sorgt für eine glatte Schnittkante, insbesondere bei hochwertigen Anlagen. Plasma unterscheidet sich vom Laser vor allem durch eine größere Wärmeeinflusszone, einen breiteren Schnittspalt und andere thermische Eigenschaften.
Je nach Anlage lassen sich mit Plasma Stahlbleche mit einer Dicke von bis zu etwa 50 mm schneiden. Dabei sollte man jedoch nicht alle Plasma-Lösungen über einen Kamm scheren – das Standard-Luftschneiden liefert andere Ergebnisse als die fortschrittlichen HQC/HD-Anlagen, die speziell für eine höhere Schnittqualität entwickelt wurden. Bei der HQC-Technologie werden auf das Material abgestimmtes Schneidgas und Schutzgas verwendet, was die Kantenneigung verringert, die Rauheit reduziert und die Oberflächenqualität verbessert.
Plasma HQC/HD ist insbesondere dann eine Überlegung wert, wenn das Werk glatte Kanten, eine gute Wiederholgenauigkeit, Anreißen und Punktieren, eine gute Bohrlochqualität, einen stabilen Prozess in der Serienfertigung sowie das Fasenschneiden von Kanten in 3D-Technologie benötigt. Man muss jedoch bedenken, dass selbst bei hochwertigem Plasma die Wärmeeinflusszone in der Regel größer ist als beim Laser – und gerade hier hat der Faserlaser Vorteile, wenn es darauf ankommt, die Temperatureinwirkung zu begrenzen, eine hohe Genauigkeit zu erzielen oder den Nachbearbeitungsaufwand zu minimieren.
Gasschneiden von Grobblechen – eine Technologie für extrem große Blechdicken
Das Gasschneiden (Sauerstoffschneiden) hat nach wie vor eine starke Position beim Schneiden von sehr dicken Stahlblechen aus Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl. Es wird unter anderem in der Schwerindustrie, im Schiffbau, im Offshore-Bereich, in der Energiewirtschaft und im Bauwesen eingesetzt. Sein größter Vorteil ist die Möglichkeit, mit außergewöhnlich großen Dicke von Kohlenstoffstahl zu arbeiten – sogar bis zu etwa 320 mm.
Einschränkungen sind die geringere Prozessgeschwindigkeit, die größere Wärmeeinflusszone, das höhere Verformungsrisiko und die geringere Materialvielseitigkeit im Vergleich zu Laser- oder Plasmaschneiden. Das Gasschneiden sollte daher als Technologie für bestimmte Anwendungen betrachtet werden und nicht als Standardlösung für jedes Stahlblech – es ist besonders wichtig dort, wo Stahlblechdicken erforderlich sind, die über den Bereich des Standard-Plasmas oder -Lasers in der jeweiligen Konfiguration hinausgehen.
Laser- und Gasschneiden auf einer Maschine – maximale Flexibilität bei den Arbeitsbereichen
Betriebe, die sowohl mit Grobblechen als auch mit extrem dicken Stahlblechen arbeiten, können die Kombination von Faserlaser und Gasschneiden auf einer Maschine in Betracht ziehen. Eine solche Konfiguration vereint die Vorteile beider Technologien, ohne dass separate Arbeitsstationen eingerichtet werden müssen. Der Hochleistungslaser ermöglicht schnelles und effizientes Schneiden in einem breiten Dickenbereich (bei 60 kW sogar bis ca. 100 mm, in niedrigeren Leistungsbereichen mit dem wirtschaftlichen AirCut), Der Autogenbrenner ermöglicht das Schneiden von besonders dickem Kohlenstoffstahl – bis zu etwa 320 mm.
Dadurch kann ein einzelnes Werk schnell und effizient eine breite Palette von Werkstücken mit dem Laser schneiden und gleichzeitig die Möglichkeit behalten, Aufträge für besonders dicke Bauteile auszuführen. Diese Lösung ist besonders wertvoll in Werften, im Offshore-Bereich, im Stahlbau, in der Energiewirtschaft, im Schwermaschinenbau und in großen Metallbearbeitungsbetrieben – sie ermöglicht es, den Bereich der bearbeitbaren Materialstärken zu erweitern, die Produktionsfläche besser zu nutzen und Investitionen in mehrere separate Arbeitsstationen zu reduzieren.
Laser, Plasma oder Gas – ein Technologievergleich
| Technologie | Beste Reichweite | Die wichtigsten Vorteile | Einschränkungen |
|---|---|---|---|
| Hochleistungs-Faserlaser | Dünnbleche, mitteldicke Stahlbleche und Grobbleche; Fertigung, die Produktivität, Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit erfordert | Sehr hohe Schnittgeschwindigkeit, geringere Wärmeeinflusszone, schmaler Spalt, AirCut in einem bestimmten Bereich, weniger Nachbearbeitung nach dem Schneiden | Höhere Investitionskosten, Auswahl von Leistung, Gas und Konfiguration erforderlich, möglicherweise leichte Zahnung an den Kanten |
| CNC-Plasmaschneiden HQC/HD | Mitteldicke und grobes Stahlblech, Stahlkonstruktionen, Industriekomponenten, Schweißteile | Glatte Schnittkante, hohe Vielseitigkeit, gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, 2D-Schneiden und 3D-Fasenschneiden, Anreißen, Punktieren, Fasenschneiden | Größere Wärmeeinflusszone als beim Laser, breiterer Spalt, Qualität abhängig von Aggregat und Gasen |
| Gasschneiden | Besonders dicke Stahlbleche aus Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl (bis ca. 320 mm) | Schneiden sehr großer Dicken, bewährt in der Schwerindustrie, Kombinierbarkeit mit Laserschneiden | Langsamerer Prozess, größere Wärmeeinflusszone, hauptsächlich auf Kohlenstoffstähle beschränkt |
| Laser + Gas in einer Maschine | Betriebe, die schnelles Schneiden großer Materialstärken und die Möglichkeit zum Schneiden extrem dicker Stahlbleche benötigen | Sehr hohe Flexibilität, schnelles Laserschneiden, AirCut, Gasschneiden bis ca. 320 mm, bessere Auslastung der Maschine | Notwendigkeit einer richtigen Konfigurationsauswahl und Analyse der tatsächlichen Werkstücke |
Dieser Vergleich ist allgemeiner Natur – die tatsächlichen Unterschiede hängen vom Material, der Dicke, der Maschinenkonfiguration und der jeweiligen Anwendung ab.
FIBER Master HD – Hochleistungslaser für große Formate und anspruchsvolle Produktion
Bei dicken Blechen und großen Formaten ist neben der Leistung der Laserquelle auch die Maschinenkonstruktion entscheidend: Portalstabilität, Arbeitsbereich, Materialauflage, Be- und Entladeorganisation, Staubabsaugung und Bedienersicherheit. Der FIBER Master HD ist ein großformatiger STIGAL-Faserlaserschneider, der für anspruchsvolle industrielle Anwendungen entwickelt wurde – für Betriebe, die einen großen Arbeitsbereich, hohe Laserleistung und eine für schwere, große Bleche geeignete Konfiguration benötigen.
Die Maschine eignet sich für den Einsatz in Werften, in der Offshore-Branche, im Stahlbau, im Maschinenbau, in der Energiewirtschaft sowie in Betrieben, die großformatige Stahlbleche bearbeiten. Die hohe Laserleistung in Verbindung mit der entsprechenden Konstruktion ermöglicht nicht nur das Schneiden dickerer Materialien, sondern vor allem auch eine Steigerung der Produktivität. Je nach Konfiguration ist auch eine Kombination aus Laser- und Gas-Technologie möglich. In unserem Angebot finden Sie außerdem kompakte Laserschneidmaschinen für Stahlbleche, die speziell auf kleinere Betriebe zugeschnitten sind.
STIGL Plasma-Gasanlagen – Flexibilität für unterschiedliche Schichtdickenbereiche
In Anlagen, die mit sehr unterschiedlichen Materialstärken arbeiten , sind Plasma-Gasschneidanlagen eine gute Lösung. Die Kombination von Plasma- und Gastechnologie in einer einzigen Maschine ermöglicht eine flexible Prozessauswahl je nach Material und Aufgabe – Plasma eignet sich für Standardkonstruktionen, während ein Gasbrenner auch dickste Kohlenstoffstahlbleche bearbeitet.
Die Plasma-Gasschneidanlagen von STIGAL lassen sich mit hochwertigen HQC/HD-Einheiten ausstatten, die für glatte Kanten, gute Wiederholgenauigkeit und hohe Prozessstabilität sorgen. Zudem können sie mit Kantenanfasen ausgestattet werden, die eine Schweißnahtvorbereitung bereits während des Schneidprozesses ermöglichen.
Kanten an dicken Blechen abfasen
Bei der Bearbeitung dicker Bleche geht es oft nicht nur um das Trennen des Materials, sondern auch um die Vorbereitung der Kanten für nachfolgende Bearbeitungsschritte. Soll das Bauteil geschweißt werden, ist das Anfasen ein entscheidender Produktionsschritt. Das Anfasen als separater Arbeitsgang erhöht den Zeitaufwand, die Kosten und die Anzahl der benötigten Arbeitsstationen.
Daher lohnt es sich, eine Maschine in Betracht zu ziehen, die 3D-Schneiden oder Kantenfasen während des Schneidvorgangs ermöglicht. Die Kantenvorbereitung für das Schweißen direkt auf einer CNC-Maschine verkürzt den Produktionsprozess und reduziert den Nachbearbeitungsaufwand – dies gilt sowohl für Laserlösungen mit 3D-Schneidkopf als auch für Plasmaschneidanlagen mit 3D-Schneidkopf.
Wie wählt man die richtige Technologie zum Schneiden dicker Bleche?
Bei der Auswahl einer Technologie empfiehlt es sich, zunächst den tatsächlichen Produktionsprozess zu analysieren. Die wichtigsten Fragen sind: Welche Blechdicken werden am häufigsten geschnitten? Welche Werkstoffe überwiegen? Wie viele Teile werden pro Monat produziert? Wie viele Aussparungen und Konturen weist ein typisches Teil auf? Ist eine Anfasung erforderlich? Kann AirCut eingesetzt werden? Benötigt das Werk die Möglichkeit, besonders dicke Bleche zu schneiden?
Für den einen Betrieb ist ein Hochleistungs-Faserlaser die beste Wahl, für einen anderen eine CNC-Plasmaschneidmaschine mit HQC/HD-Aggregat und in einem weiteren Fall eine Plasma-Gas-Schneidemaschine oder eine Kombination aus Laser und Gasschneiden. Wenn Sie zwischen den thermischen Technologien schwanken, sind auch unser Leitfaden „Laser oder Plasma – wie wählt man die richtige Technologie?“ sowie der Artikel über die Auswahl einer CNC-Maschine zum Metallschneiden hilfreich.
Der aussagekräftigste Vergleich ergibt sich nicht aus allgemeinen Tabellen, sondern aus konkreten Details. Schnitttests oder Berechnungen auf der Grundlage eigener Bauteile ermöglichen es, die tatsächliche Schnittzeit, die Kosten für die Fertigung des Bauteils, die Gaskosten, die Kantenqualität, die Wärmeeinflusszone sowie die Wirtschaftlichkeit von Laser, HQC/HD-Plasma, Gas oder einer kombinierten Lösung zu überprüfen.
Zusammenfassung – Laserschneiden dicker Bleche kann eine praktikable Alternative zum Plasmaschneiden sein.
Das Schneiden dicker Bleche erfordert nicht zwangsläufig Plasma- oder Gasschneiden. Moderne, leistungsstarke Faserlaserschneidanlagen eignen sich auch für anspruchsvollere industrielle Anwendungen. Ihre Vorteile liegen neben der hohen Genauigkeit auch in der hohen Schnittgeschwindigkeit, der kleineren Wärmeeinflusszone und der gesteigerten Produktionseffizienz. CNC-Plasmaschneiden, insbesondere in der HQC/HD-Konfiguration, ist nach wie vor eine sehr leistungsstarke Technologie für mittlere und dicke Bleche, während das Gasschneiden bei besonders dicken Blechen (Kohlenstoffstahl bis ca. 320 mm Dicke) weiterhin eine starke Position einnimmt.
Eine sehr flexible Lösung ist die Kombination von Laser- und Gasschneiden auf einer Maschine. STIGAL entwickelt und liefert CNC-Maschinen zum Metallschneiden – Hochleistungs-Faserlaserschneidmaschinen, CNC-Plasmaschneidmaschinen, CNC-Autogenschneidmaschinen, Plasma-Gas-Lösungen sowie Konfigurationen, die Laserschneiden und Gasschneiden kombinieren.
Sie wissen nicht, welche Technologie für Ihre Produktion am rentabelsten ist?
Wir analysieren Ihre Materialien, Materialstärken und die erwartete Produktivität und helfen Ihnen anschließend bei der Auswahl der Technologie und der Konfiguration der Maschine zum Schneiden von Grobblechen. Am besten anhand Ihrer eigenen Werkstücke – in Tests oder Berechnungen.
Häufig gestellte Fragen – Schneiden von Grobblechen
Ja. Moderne Hochleistungs-Faserlaserschneidmaschinen können auch zum Schneiden von Grobblechen eingesetzt werden. In vielen Fällen gewährleistet der Laser nicht nur eine hohe Genauigkeit, sondern auch eine sehr hohe Schnittgeschwindigkeit, eine geringere Wärmeeinflusszone und eine hohe Produktivität. Mit einer Leistung von 60 kW ist das Laserschneiden sogar bis zu einer Dicke von etwa 100 mm möglich.
Ja, bei bestimmten Werkstücken und Materialstärken kann ein 30-kW-Laser sogar 2–3 Mal schneller sein als ein Plasmaschneider. Der tatsächliche Unterschied hängt von der Geometrie des Werkstücks, der Materialart, der Anzahl der Durchbrüche, der Konturlänge und den Prozessparametern ab.
Als Richtwert gilt: Mit einem 12-kW-Laser lassen sich mit Druckluft bis zu etwa 10 mm schneiden, mit einem 20-kW-Laser bis zu etwa 15 mm und mit einem 30-kW-Laser bis zu etwa 20 mm. Dies sind nicht die maximalen Schneiddicken des Lasers, sondern die Bereiche für die AirCut-Technologie. Dickere Materialien erfordern möglicherweise das Schneiden mit Sauerstoff.
Ja. Ein richtig eingestellter Plasmaschnitt, insbesondere bei HQC/HD-Anlagen, hinterlässt eine glatte Schnittkante. Plasma hat jedoch eine größere Wärmeeinflusszone als ein Faserlaser und in der Regel eine breitere Schnittfuge.
Mit dem Gasschneiden lassen sich sehr dicke Stahlbleche aus Kohlenstoffstahl bearbeiten – sogar bis zu etwa 320 mm. Diese Technologie spielt nach wie vor eine wichtige Rolle in der Schwerindustrie, im Schiffbau, in der Energiewirtschaft und im Bauwesen.
Ja. Die Kombination aus Laser- und Gasschneiden in einer Maschine sorgt für eine sehr hohe Flexibilität. Der Laser ermöglicht das schnelle und effiziente Schneiden eines Großteils der Werkstücke, während mit dem Autogenbrenner besonders dicke Stahlbleche aus Kohlenstoffstahl geschnitten werden können.
