Es gibt unterschiedliche Methoden zum Schneiden von Edelstahlplatten und -blechen und technische Aspekte müssen bei der Wahl des Verfahrens berücksichtigt werden: Kantenqualität, Fertigungstoleranzen und Schneidgeschwindigkeit sind kritische Punkte.
Laserschneiden – hohe Präzision und Produktivität
Der hochenergetische und gebündelte infrarote Laserstrahl ermöglicht Schnittbreiten von weniger als einem Millimeter und minimiert dadurch den Materialverlust. Laserschneiden ist aufgrund der hohen Präzision und besonderen Qualität der Schnittoberfläche sehr beliebt. Die thermische Schneidleistung der Lasertechnologie begrenzt die Blechstärke auf 25 Millimeter, in manchen Fällen auf 30 oder sogar 35 Millimeter. Darüber hinaus entsteht beim Laserschneiden eine Wärme-Einfluss-Zone (WEZ) an den Seiten des Schnittbereichs. Thermischer Stress kann bei sehr komplexen Ausschnitten und langsamen Schneidgeschwindigkeiten auftreten, insbesondere bei dünnen Werkstücken. Die Zuführung von Schutzgas hat dieses Problem reduziert und fördert eine saubere Schnittoberfläche. Während die Schneidlänge begrenzt ist, stehen zahlreiche unterschiedliche Abmessungen der Schneidflächen zur Verfügung. Aufgrund des vergleichsweise guten Preis-Qualitäts-Verhältnisses und der hohen Effizienz wird Laserschneiden bevorzugt für dünnere Edelstahlbleche eingesetzt.
Wasserstrahlschneiden – hohe Genauigkeit bei grossen Materialstärken
Beim Wasserstrahlschneiden trennt Wasser mit beigemischtem scharfkantigem Schneidsand das Material unter extrem hohem Druck von 4000 bis 6000 Bar. Der Schnittspalt ist für gewöhnlich ungefähr einen Millimeter breit. Diese Technologie wird generell für Blechstärken ab 40 Millimetern eingesetzt. Das dynamische Schneiden verhindert die Bildung einer konischen Schneidkante, die bei grösseren Materialstärken sowohl beim Laser- als auch beim Plasmaschneiden auftreten kann. Wasserstrahlschneiden ist eine erheblich teurere Methode, bietet jedoch einen sehr sauberen und präzisen Schnitt mit engen Fertigungstoleranzen, wenn die Materialstärke ausserhalb des Einsatzbereichs des Lasers liegt.
Produktivität von Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden
Wasserstrahl- und Laserschneiden sind beides hochproduktive Verfahren; Laserschneiden ist jedoch ungefähr viermal produktiver. Beim Wasserstrahlschneiden kann dagegen die Schneidgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der gewünschten Kantenqualität angepasst werden, um die erforderliche Produktivität zu erreichen. Wasserstrahlschneiden ist ein athermisches Verfahren, wodurch keine Wärmeeinflusszone entsteht und bei komplexen Ausschnitten keine mechanische Nachbearbeitung erforderlich ist. Dies ist insbesondere in Branchen wie der Luftfahrtindustrie von grosser Bedeutung. Ähnlich wie beim Laserschneiden ist auch hier der Materialverlust sehr begrenzt und lange Schneidbetten von über zwölf Metern sind nur sehr selten verfügbar.
Plasma – grosse Materialstärken
Plasma ist als der vierte Aggregatszustand bekannt und besteht grundsätzlich aus einem überhitzten, elektrisch leitenden Gas. Ein reaktionsträges Gas wie Wasserstoff, Argon oder auch Druckluft wird unter sehr hohem Druck durch eine feine Düse geleitet und bildet zusammen mit einem elektrischen Lichtbogen den Plasmastrahl. Beim Kontakt mit leitfähigen Metallen entstehen extrem hohe Temperaturen. Das Material wird schnell getrennt und gleichzeitig durch den Druck des Strahls verdampftes Material abgeführt. Beim Plasmaschnitt muss mit Einbussen bei der Qualität der Schnittoberfläche und mit grösseren Toleranzen gerechnet werden. Dennoch bleibt die ältere Plasmatechnologie für das Schneiden von Stahlplatten mit grösseren Materialstärken unverzichtbar, wenn eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist. Weitere Vorteile sind eine hohe Produktivität, geringe Kosten und eine praktisch unbegrenzte Schneidlänge.
Der durch Plasmaschneiden mögliche Schrägschnitt eignet sich besonders gut als Nahtvorbereitung für konventionelle Schweissanwendungen. Im Bereich des Plasmaschneidens gibt es zahlreiche Anlagen mit langen Schneidbetten, die den meisten Anforderungen gerecht werden.
Sägeschnitt – kostengünstig ohne hohe Ansprüche an enge Toleranzen
Der Sägeschnitt ist eine herkömmliche Technik, deren Möglichkeiten und Präzision sich mit der Entwicklung der Maschinentechnologie stetig verbessert haben. Einige Hersteller verwenden Bandsägen mit variabler Geschwindigkeit, um ein breites Spektrum unterschiedlicher Blechstärken zu schneiden. Hydraulikmotoren und CNC-Technologien ermöglichen eine präzise Steuerung und eine hervorragende Wiederholbarkeit bei leistungsfähigen Sägeverfahren.
Zusätzlich gibt es sowohl Trocken- als auch Nassradsägen für das Schneiden von Stahlplatten. Für Materialstärken bis zu ungefähr 650 Millimetern ist der Sägeschnitt eine kostengünstige Lösung. Zudem wird nur wenig Wärme in das Material eingebracht, wodurch der Verzug minimal bleibt. Sägeschnitt eignet sich besonders dann, wenn die Einschränkungen hinsichtlich langer Tafellängen und grösserer Toleranzen kein Problem darstellen.
Bleche schneiden für die Fertigung lasergeschweisster Edelstahlprofile
Um Blechstreifen aus Edelstahltafeln zu schneiden, benötigt man eine geeignete Technologie. Dies gilt insbesondere, wenn die Streifen anschliessend mittels Laser zu Profilen verschweisst werden. Ist der Blechstreifen der Steg eines Profils, sind nicht nur die Breitentoleranz und die Breitenkonstanz über die gesamte Länge wichtig. Auch die Kantenausführung ist von erheblicher Bedeutung. Eine schräge oder riffelige Kante ist nicht zulässig. Der Steg muss mechanisch nachbearbeitet werden, damit er mit dem Flansch ebenbündig ist.
Scheeren – eine echte Alternative?
Im Dünnblechbereich gibt es eine weitere Schneidtechnik mit hoher Produktivität, das Scheeren. Nicht nur aufgrund der Einschränkungen hinsichtlich der Länge, sondern auch wegen des entstehenden Schnittgrats sind gescherte Streifen nicht für lasergeschweisste Profile geeignet. Ein weiterer Aspekt, der diese Technologie für geeignetes Vormaterial ausschliesst, ist die Kaltverfestigung an der Schnittkante. Diese ist für eine optimale Lasernaht nicht zulässig.
Werden diese Streifen hingegen als Flansche der Profile eingesetzt, kann das Scheeren als Alternative zum Schneiden von Edelstahlblechen betrachtet werden. Dies gilt auch deshalb, weil keine weitere Nachbearbeitung erforderlich ist.