Einflussfaktoren auf die Wirtschaftlichkeit beim Laserstrahlschneiden

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Wie sich der Faktor Energie auf die Teilekosten auswirkt, lässt sich beim 2D-Laserschneiden gut beziffern. Während die Materialkosten einen Einfluss von etwa 75% haben, machen die Maschinenkosten gut ein Achtel und die Bedienerkosten ein knappes Zehntel aus. Der Energieanteil liegt bei etwa 3% – ausgehend von einer Bearbeitung im Zweischichtbetrieb mit durchschnittlichen Werten bei Produktivität, Auslastung, Materialmix, Personal- und Energiekosten. Er verteilt sich je hälftig auf Strom und Gas.

Diese Energieträger erfüllen unterschiedliche Funktionen in Lasermaschinen: Strom wird gebraucht für die Hochfrequenzanregung der Strahlquelle sowie für die Motoren in Antrieben, Entstauber, Kühlungskompressoren, Hubtisch und Palettenwechsler. Stickstoff und Sauerstoff kommen als Schneidgase zum Einsatz. In der Gesamtbetrachtung kommt Energie als Kostenfaktor damit wenig Bedeutung zu. Nimmt man jedoch das Material aus dem Vergleich und betrachtet nur die maschinenabhängigen Kosten, erhält die Energie mit einem Anteil von mehr als einem Zehntel bereits größeres Gewicht.

Verhältnis von Energiebedarf zu Produktivität

Eine Untersuchung des Strom- und Gasverbrauchs ohne die gleichzeitige Betrachtung der Verwendung dieser Energieträger – also der Produktivität der Maschine – wäre irreführend. Die Energieeffizienz einer Laserschneidmaschine beschreibt das Verhältnis von aufgenommener Energie auf der einen und Produktivität auf der anderen Seite, das heißt die Anzahl produzierter Teile definierter Qualität pro Zeit. Deshalb kann sich eine Maschine, die pro Stunde zwar einen größeren Energiebedarf hat, diesen aber mit einer wesentlich höheren Produktivität verbindet, als die energieeffizientere Lösung herausstellen – denn um die gleiche Arbeit zu verrichten, muss die Maschine kürzer laufen.

Dieser Zusammenhang lässt sich erneut am besten anhand eines Beispiels verdeutlichen. Auf die Stunde betrachtet benötigt eine Trulaser 3030 mit 4-kW-Laser weniger Energie als eine Trulaser 5030 mit 6 kW. Nimmt man die unterschiedliche Produktivität der Maschinen in die Gleichung auf, zeigt sich, dass die 5030 in der gleichen Zeit mehr produziert und damit pro Teil eine günstigere Energiebilanz hat (Bild 3).

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