Die Betriebskosten von Laserschneidanlagen

Gasverbrauch und damit verbundene Kosten

Der Gasverbrauch spielt eine entscheidende Rolle bei den Betriebskosten von Laserschneidmaschinen, insbesondere wenn es darum geht, verschiedene Materialien präzise und schnell zu bearbeiten. Sowohl Faser- als auch CO2-Lasersysteme verwenden Gase – entweder als Hilfsgase beim Schneiden oder im Fall von CO2-Lasern als zentralen Bestandteil des Lasererzeugungsprozesses selbst. Ein Verständnis darüber, welche Gase eingesetzt werden, wie sie zugeführt werden und welche Kosten damit verbunden sind, ist entscheidend, um die Ausgaben zu steuern und die richtige Konfiguration für Ihren Arbeitsablauf auszuwählen.

Zusatzgase

Hilfsgase werden sowohl bei Faser- als auch bei CO2-Laserschneidmaschinen eingesetzt, um geschmolzenes Material aus dem Schnittbereich zu entfernen, die Werkstückzone zu kühlen und die Schnittkantenqualität zu verbessern. Die gängigsten Hilfsgase sind Sauerstoff, Stickstoff und gelegentlich Druckluft.

Sauerstoff wird häufig beim Schneiden von Baustahl verwendet. Er unterstützt den Schneidprozess durch eine exotherme Reaktion, erhöht die Schneidgeschwindigkeit, hinterlässt jedoch eine rauere Kante.

Stickstoff wird bei Edelstahl und Aluminium bevorzugt, da er eine saubere, oxidfreie Schnittkante liefert. Er ist teurer als Sauerstoff, da ein höherer Druck und ein größeres Volumen erforderlich sind.

Druckluft ist eine kostengünstige Option, die für dünnere Metalle geeignet ist und besonders im leichten industriellen Einsatz ein gutes Verhältnis von Leistung und Kosten bietet.

Die Gasverbrauchsraten variieren stark je nach Materialart, Dicke, Düsenform und Schneidgeschwindigkeit. Hochdruck-Stickstoffanlagen können mehrere hundert Kubikfuß pro Stunde verbrauchen, was zu erheblichen Betriebskosten führt.

Gasanforderungen speziell für CO2-Laser

Im Gegensatz zu Faserlasern benötigen CO2-Laser eine Gasmischung – typischerweise aus Kohlendioxid, Stickstoff und Helium – als Lasermedium. Diese Gase müssen rein gehalten und in bestimmten Verhältnissen zueinander eingehalten werden, um die Strahlqualität und die Systemleistung sicherzustellen. Im Laufe der Zeit verschlechtern sich diese Gase und müssen entweder über versiegelte Laserröhren (mit begrenzter Lebensdauer) oder mittels eines kontinuierlichen Gasversorgungssystems nachgefüllt werden. Dadurch entsteht eine weitere wiederkehrende Kostenposition, die bei Faserlasersystemen nicht vorhanden ist.

Neben dem Lasermedium verwenden CO2-Systeme ebenso wie Faserlaser Hilfsgase. Aufgrund der zusätzlichen Komplexität bei der Aufrechterhaltung der für die Lasererzeugung erforderlichen Gasmischung fallen bei CO2-Lasern jedoch in der Regel höhere betriebsbedingte Kosten für Gase an.

Gaslieferungssysteme

Ob Flaschen, Großbehälter oder vor-Ort-Erzeugung verwendet werden – die Wahl des Gasversorgungssystems beeinflusst sowohl die Handhabung als auch die Kosten. Betriebe mit hohem Gasverbrauch entscheiden sich möglicherweise für eine zentrale Gasversorgung mit manifoldden Flaschenbänken oder Großlagerbehältern, um Ausfallzeiten zu minimieren und die Gas-Kosten pro Einheit zu senken. Kleinere Werkstätten verlassen sich häufig auf handelsübliche Hochdruckflaschen, die zwar einfacher zu handhaben sind, jedoch teurer pro Kubikfuß Gas sind.

Regelmäßige Inspektionen, Leckprüfungen und Druckregelung sind entscheidend, um die Systemeffizienz aufrechtzuerhalten und Verschwendung zu vermeiden – insbesondere bei kostspieligen Gasen wie hochreinem Stickstoff.

Der Gasverbrauch ist eine erhebliche laufende Ausgabe bei Laserschneidoperationen. Faserlaser verursachen in der Regel geringere Gas kosten, da sie ausschließlich auf Hilfsgase angewiesen sind, während CO2-Laser zusätzliche Kosten sowohl für Hilfsgase als auch für das Lasermedium selbst aufweisen. Die Wahl der Gasart, des zu schneidenden Materials und der Zufuhrmethode beeinflusst alle die Gesamtkosten. Eine genaue Berücksichtigung dieser Variablen ist entscheidend, um die Gemeinkosten zu kontrollieren und die Produktionsoptimierung wirtschaftlich zu gestalten.