Wer Edelstahl oder Aluminium mit dem Laser schneidet, braucht Stickstoff – und zwar viel davon. Beim Schneiden mit Stickstoff entstehen blanke, oxidfreie Schnittkanten, die ohne Nacharbeit weiterverarbeitet werden können. Der laufende Bezug in Flaschen oder als Tankware ist jedoch teuer. Eine eigene Stickstofferzeugung kann diese Kosten drastisch senken. Dieser Beitrag erklärt die Technik und die Wirtschaftlichkeit.
Beim Schneiden mit Stickstoff dient das Gas als inertes Schneidgas. Anders als Sauerstoff reagiert es nicht mit dem Metall, sondern bläst die Schmelze aus der Schnittfuge. Das Ergebnis ist eine saubere, oxidfreie Kante, die sich direkt lackieren, schweißen oder beschichten lässt. Für Edelstahl und Aluminium ist das praktisch Standard.
Der Haken: Hohe Schnittgeschwindigkeiten und große Materialstärken erfordern hohe Gasmengen bei hohem Druck. Der Stickstoffverbrauch wird damit zu einem der größten laufenden Kostenblöcke einer Laserfertigung.
PSA steht für Pressure Swing Adsorption (Druckwechsel-Adsorption). Das Prinzip:
1. Umgebungsluft wird von einem Kompressor verdichtet.
2. Die Druckluft strömt durch Behälter mit einem Kohlenstoff-Molekularsieb.
3. Das Sieb bindet die Sauerstoffmoleküle, während der Stickstoff hindurchströmt.
4. Übrig bleibt hochreiner Stickstoff, der gespeichert und der Maschine zugeführt wird.
Die Luft ist zu rund 78 Prozent bereits Stickstoff – der Generator trennt also lediglich die übrigen Bestandteile ab. Als Rohstoff dient kostenlose Umgebungsluft.
Ein Vorteil der Eigenerzeugung: Die Reinheit lässt sich auf den Bedarf abstimmen. Für anspruchsvolles Edelstahlschneiden werden sehr hohe Reinheiten bis 99,999 Prozent benötigt. Für weniger kritische Anwendungen genügt eine geringere Reinheit – das senkt den Energiebedarf. Ein gekaufter Generator wird auf das tatsächliche Anforderungsprofil ausgelegt.
Hoher, kontinuierlicher Verbrauch im Mehrschichtbetrieb: Die Amortisation liegt oft im Bereich von ein bis drei Jahren.
Wegfall der Liefer- und Mietkosten: Keine Flaschenmiete, keine Tankpacht, keine Lieferpauschalen, keine Verfügbarkeitsengpässe.
Planbare Kosten: Statt schwankender Gaspreise zahlen Sie im Wesentlichen den Strom für Kompressor und Generator.
Vor der Anschaffung sollte der reale Stickstoffverbrauch ermittelt und gegen die Investitions- und Energiekosten gerechnet werden. Erst diese Gegenüberstellung zeigt die konkrete Amortisationszeit für den jeweiligen Betrieb.