Lasersnijden, autogeen- en plasmasnijden vergelijken

Van de drie thermische staalsnijtechnieken is lasersnijden de meest bekende, de meest toegepaste en misschien wel de meest veelzijdige. Maar hoe verhoudt lasersnijden zich tot plasmasnijden of autogeensnijden? Deze drie snijmethoden hebben ieder hun eigen voordelen en nadelen. Daarnaast zijn er ook genoeg overeenkomsten tussen lasersnijden, plasmasnijden en autogeensnijden.

De keuze voor de juiste snijtechniek is niet altijd zo eenvoudig. De uitgebreide vergelijking tussen het plasmasnijden, lasersnijden en autogeensnijden is een hulpmiddel. Bedoeld om de juiste snijmethode te kiezen.

De koude snijtechnieken (knippen, zagen, ponsen, stansen en waterstraalsnijden) worden in dit artikel buiten beschouwing gelaten.

  Lasersnijden Plasmasnijden Autogeensnijden
Plaatafmeting 20 x 3 meter 16 x 3 meter 8 x 4 meter
Plaatdikte max. 25 mm (6 x 2 meter) max. 15 mm (20 x 3 meter) max. 120 mm RVS
max. 100 mm aluminium
max. 80 mm staal
max. 150 mm
Staal Ja Ja Ja
Plaatdikte staal 15 mm (20 x 3 meter)
25 mm (6 x 2 meter)
80 mm 150 mm
RVS Ja Ja Nee
Plaatdikte RVS 20 mm (6 x 2 meter) 120 mm n.v.t.
Aluminium Ja Ja Nee
Plaatdikte Aluminium 12 mm (6 x 2 meter) 100 mm n.v.t.
Aantal toortsen 1 toorts 2 toortsen 6 toortsen
Graveren Ja Ja Nee
Microjoint Ja Nee Nee
Laskantafschuining Nee Ja Nee
Kwaliteit snijrand Zeer goed Goed Gemiddeld
Snijsnelheid Zeer hoog Hoog Laag
Warmteinbreng Laag Gemiddeld Hoog
Braamvorming, oxidelaag en slakvorming Weinig Gemiddeld Veel
Snijgassen Inert (Argon, Stikstof)
Actief (Zuurstof)
Inert (Argon, Waterstof, Stikstof)
Actief (Zuurstof)
Acetyleen, Propaan, Propyleen, Aardgas,
Mapp S Gas, Waterstof
Tolerantie Zeer goed Goed Gemiddeld

Wat is lasersnijden, plasmasnijden en autogeensnijden?

Om een goede vergelijking te maken is het zinvol om de verschillende snijtechnieken kort toe te lichten. Meer informatie over iedere bewerkingstechniek is te vinden door op de link te klikken.

Wat is lasersnijden?

Lasersnijden is een snijtechniek die gebruik maakt van een laserstraal. Dit is een sterk gebundelde lichtbron die op het materiaal gefocust wordt. De warmte die op deze plek ontstaat zorgt ervoor dat het materiaal smelt. LASER staat voor Light Amplification by Stimulated Emission of Radiaton, oftewel: lichtversterking door gestimuleerde uitzending van straling. Door de grote vormvrijheid en de hoge kwaliteit is lasersnijden één van de meest toegepaste industriele snijtechnieken. Dit zijn de belangrijkste voordelen:

  • Geschikt voor RVS, aluminium en staal
  • Hoge kwaliteit snijrand
  • Kleine warmte beïnvloede zone
  • Snijden van complexe contouren
LasersnijdenLasersnijden is geschikt voor alle staalsoorten.
Lasersnijden kwaliteit van de snijrandGebruik lasersnijden voor een hoge kwaliteit snijrand.

Wat is plasmasnijden

Plasmasnijden is een snijtechniek waarbij een elektrische boog tussen een wolfraamelektrode en het werkstuk wordt opgewekt. Door de elektrische lading wordt het gas deels geïoniseerd. Een ingewikkeld proces, waarbij gas overgaat in plasma met een temperatuurbereik tot 30.000ºC. Bij deze temperaturen smelt het metaal weg en kan zelfs deels sublimeren. Met behulp van een high definition snijtoorts is de kwaliteit van lasersnijden zelfs te benaderen.

  • Geschikt voor RVS, aluminium en staal
  • Snijden van dikker plaatwerk
  • Door traploos hoeksnijden geschikt voor laskantafschuiningen
Plasmasnijden PlaatwerkPlasmasnijden is geschikt voor alle staalsoorten.
Plasmasnijden dik staalPlasmasnijden is interessant bij grotere plaatdiktes.

Wat is autogeensnijden

Autogeensnijden of brandsnijden is een snijtechniek waarbij het materiaal rondom de snede verbrand. Een actief gas vormt samen met een verhittingsgas en zuurstof een vlam. Het te verwijderen materiaal wordt verbrand, hiervoor moet het materiaal eerst verwarmd worden tot 1100ºC. Vervolgens wordt op de voorverwarmde plek zuivere zuurstof gericht. Door de reactie tussen het materiaal en de zuurstof vind er een verbranding plaats. Autogeensnijden heeft de volgende voordelen:

  • Geschikt voor staal
  • Snijden van zowel dun als dik plaatwerk
  • Goedkope snijtechniek
  • Gebruik van meerdere toortsen om productietijd te verkorten.
  • Autogeensnijden closeupAutogeensnijden is geschikt voor staal, maar niet voor RVS of aluminium.
    Autogeensnijwerk plaatwerkNa het autogeensnijden ontstaat een vrij ruwe snijrand.

    Uitleg vergelijking

    De verschillen en overeenkomsten tussen lasersnijden, autogeensnijden en plasmasnijden worden hieronder in detail beschreven.

    Plaatafmeting
    De maximale plaatafmeting is afhankelijk van het werkbereik van de machine. Portaalsnijmachines hebben een veel groter werkbereik dan wisselbedmachines. Theoretisch is bij portaallasers alleen de afmeting van de productiehal een beperking. Het werkbereik kan dus zeer groot zijn. Met name lasersnijmachines zijn in wisselbed opstelling te krijgen. Autogeen en plasmasnijmachines veel vaker alleen als portaalmachine.

    Plaatdikte
    De maximaal te snijden plaatdikte is sterk afhankelijk van het vermogen van de machine. Voor staal heeft autogeensnijden het grootste bereik: 150 mm. Aluminium en RVS kunnen goed bewerkt worden op de plasmasnijmachine, deze is geschikt voor 100 mm aluminium en 120 mm RVS snijden. De snijsnelheid en de productiekosten nemen snel toe bij een grotere plaatdikte.

    Plaatmaterialen
    De lasersnijmachine is geschikt voor alle typen plaatwerk: staal, RVS en aluminium. Ook plasmasnijden is geschikt voor staal, aluminium en RVS. Autogeen snijden is alleen geschikt voor staal. Hier wordt het autogeenproces uitgelegd.

    Aantal toortsen
    Het gebruik van meerdere toortsen heeft grote voordelen bij seriewerk. De autogeensnijmachine is met 6 toortsen uitgerust. Ook de plasmasnijmachine is uitgerust met meerdere toortsen. Theoretisch zijn alle machines uit te voeren met meerdere snijkoppen, maar plasmasnijden en vooral autogeensnijden lenen zich hier beter voor.

    Plasmasnijden met twee snijkoppenDeze plasmasnijmachine beschikt over twee snijkoppen.
    Autogeensnijden met zes brandersAutogeensnijden met 6 snijkoppen is ideaal voor seriewerk.

    Graveren
    Graveren is een optie om plaatwerk te voorzien van identificatie of werkstuknummers. Ook boorgaten en verbindingsmethodes kunnen door middel van graveerlijnen aangegeven worden. Bij lasersnijden en plasmasnijden is het mogelijk om te graveren.

    Microjoint
    Microjoint verbindingen zijn een handige manier om kleine producten aan de plaat verbonden te houden, door een klein deel van het contour niet door te snijden. Het product blijft zo gefixeerd liggen en zal niet door het snijbed heenvallen. Ook lange smalle producten, die door warmte-inbreng kunnen vervormen blijven op hun plaats liggen, waardoor sprake is van minder vervorming. Het grootste voordeel is dat producten in één lichting van tafel te lichten zijn, dit scheelt aanzienlijk in de handlingkosten.

    Laskantafschuining
    Het aanbrengen van laskantafschuiningen is mogelijk wanneer de machine onder een hoek kan snijden. Dat is bijvoorbeeld het geval bij de plasmasnijmachine van Tosec en bij de lasersnijmachine van Rime. De snijkop van deze machine kan traploos tot 45º snijden. Daarmee kunnen verschillende laskanten aangebracht kunnen worden.

    PlasmagraverenPlasmagraveren
    Laskanten plasmasnijwerk Laskanten aanbrengen

    Kwaliteit snijrand
    De kwaliteit van de snijrand verschilt sterk per snijmethode. Bij het lasersnijden ontstaat een zeer nette snijrand, die bovendien vrijwel haaks is. De kwaliteit van de snijrand is bij plasmasnijden sterk afhankelijk van het materiaaltype en de plaatdikte. Autogeensnijden is een brandsnijproces, hier is sprake van een hoge warmte-inbreng en van materiaal smelt. De hoge warmte-inbreng en het smelten van het materiaal hebben beide een negatieve invloed op de kwaliteit van de snijrand.

    Snijsnelheid
    Plasmasnijden, lasersnijden en autogeensnijden hebben ieder hun eigen snijsnelheid. Lasersnijden is, zeker voor dunne plaat de bewerking met de hoogste snijsnelheid. Plasmasnijden is minder snel dan lasersnijden, maar sneller dan autogeensnijden. Autogeensnijden, alleen geschikt voor staal, heeft de laagste snijsnelheid. De productietijd kan bij seriewerk ten dele gecompenseerd door het gebruik van meerdere toortsen. De snijsnelheid is sterk afhankelijk van contour, het aantal insteken en de plaatdikte.

    Warmte-inbreng
    De warmte-inbreng is het grootste bij autogeen snijden. Bij dit proces wordt het materiaal verwarmd door een toorts, daarna wordt zuivere zuurstof op de brandplek gericht, waarna het materiaal spontaan verbrand en deels wegsmelt. Dit heeft veel invloed op de warmte beïnvloede zone, die bij autogeen snijden groot is. Bij lasersnijden en plasmasnijden wordt ook extreem veel hitte in de plaat gebracht, maar omdat het insteken en snijden zo snel gaat, heeft het materiaal minder tijd om op te warmen. Hierdoor is de warmte beïnvloede zone veel kleiner. Bij lasersnijden is deze bovendien nog weer kleiner dan blij plasmasnijden.

    Braamvorming, oxidelaag en slakvorming
    Het verwijderen van bramen, slak en de oxidehuid is noodzakelijk om een goed eindproduct te krijgen. Bij autogeensnijden is er sprake van oxidehuidvorming, slakvorming en braamvorming. Ook bij het plasmasnijden ontstaan er bramen en een oxidehuid. Bij plasmasnijden en lasersnijden kan de oxidehuid voorkomen worden door te snijden met inerte gassen. Hierdoor vind er geen verbranding plaats, maar is slechts sprake van smeltsnijden. Doordat het materiaal smelt en niet verbrand kan zich geen oxidelaag vormen. De oxidehuid, slakvorming en bramen zijn te verwijderen met behulp van slijpgereedschap of door de metaalbewerking kanten breken. Overigens is er bij het lasersnijden bijna geen sprake van braamvorming.

    Oxidehuid autogeensnijdenDe oxidehuid – ontstaan tijdens het snijden – moet verwijderd worden voordat het product gebruikt kan worden.
    Lasersnijden hoge kwaliteitBij het lasersnijden is bijna geen sprake van braamvorming. Het product heeft na het snijden al een hoge kwaliteit.

    Snijgassen
    Een belangrijk onderdeel van lasersnijden, autogeensnijden en plasmasnijden zijn de gebruikte snijgassen. Toepassing van snijgassen heeft veel invloed op de snijsnelheid, de kwaliteit van de snijrand en op de kosten van het product. Bij lasersnijden en plasmasnijden kunnen inerte of actieve gassen gebruikt worden.

    Inerte gassen hebben een positieve invloed op de kwaliteit van de snijrand. Inerte gassen reageren niet met het materiaal, waardoor er geen oxidehuid kan ontstaan. Gebruik van inerte gassen is duurder, maar de door hoge kwaliteit van het eindproduct heeft inert gas de voorkeur boven actief gas. Tijdens het snijden van RVS en aluminium kan niet met actieve gassen gewerkt worden. Er moet dan altijd voor inerte gassen gekozen worden.

    Actieve gassen reageren wel met het materiaal. De kwaliteit van de snijrand is in dit geval lager. Daar staat tegenover dat de kosten voor het actieve gas ook lager zijn. Voor het snijden van staal is actief gas een goede keuze.

    Autogeensnijden gebruikt andere typen gassen, hierbij is vooral de vlamtemperatuur van belang. Acetyleen, veel gekozen gas voor autogeensnijden, heeft de hoogste vlamtemperatuur 3160ºC. De hoge vlamtemperatuur zorgt voor een kortere voorwarmtijd en een hogere verbrandingssnelheid. Dit resulteert in een kleinere warmte beïnvloede zone en minder vervorming van de plaat.

    Tolerantie
    De warmte-inbreng, braamvorming, de oxidehuid en slakvorming hebben invloed op de toleranties. De tolerantiehaalbaarheid kan grote invloed hebben op verdere bewerkingen. Voldoet een product niet aan de gewenste afmetingen, dan zal het product nabewerkt moeten worden, bijvoorbeeld door frezen of kanten breken. Wanneer hoge toleranties vereist zijn dan is lasersnijden de beste keuze, gevolgd door plasmasnijden. Het autogeen snijden kan in dit geval beter vermeden worden.