Martin Hannes Rabensteiner

• Diese Masterarbeit behandelt die Modernisierung bestehender Plasmabrennschneidanlagen durch die Entwicklung eines leichteren Portalrahmens zur Steigerung der Leistungsfähigkeit. Viele dieser Anlagen sind seit Jahren im Einsatz und aufgrund ihrer hohen Eigenmasse in Beschleunigung und Schneidgeschwindigkeit begrenzt, was zu erhöhten Prozesszeiten und Betriebskosten führt. Ziel ist es, die Effizienz der Anlage durch eine Reduktion der bewegten Masse und damit eine höhere Beschleunigungsfähigkeit zu erreichen. Dazu werden verschiedene Materialvarianten – Stahl, Aluminium und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff – hinsichtlich Steifigkeit, Gewicht, Herstellkosten und Umsetzbarkeit verglichen. Auf Basis dieser Bewertung wurde ein Prototyp aus Stahl gefertigt und experimentell untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Beschleunigung von 4,9 m/s2 (0,5 G) auf 29,43 m/s2 (3 G) die Prozesszeiten deutlich reduziert. Der wirtschaftliche Nutzen hängt jedoch stark vom Schneidverfahren und der Anlagenauslastung ab. Während beim Plasmaschneiden nur geringe Einsparungen erzielt werden, zeigen Laserschneidanlagen ein höheres Potenzial, Grund dafür sind die deutlich höheren Schnittgeschwindigkeiten bei geringen Blechstärken. Insgesamt bestätigt die Arbeit, dass eine gezielte Gewichtsreduktion die Dynamik und Effizienz bestehender Systeme signifikant verbessert und eine Grundlage für die Weiterentwicklung moderner Portalstrukturen bildet.
• This master’s thesis deals with the modernisation of existing plasma cutting systems through the development of a lighter portal frame to increase performance. Many of these systems have been in use for years and are limited in acceleration and cutting speed due to their high dead weight, which leads to increased process times and operating costs. The aim is to increase the efficiency of the system by reducing the moving mass and thus achieving higher acceleration. To this end, different material variants – steel, aluminium and carbon fibre reinforced plastic – are compared in terms of stiffness, weight, manufactured from steel and tested experimentally. The results show that increasing the acceleration from 4,9 m/s2 (0,5 G) to 29,43 m/s2 (3 G) significantly reduces process times. However, the economic benefits depend heavily on the cutting process and plant utilisation. While only minor savings are achieved with plasma cutting, laser cutting systems show greater potential due to the significantly higher cutting speeds at low sheet thicknesses. Overall, the work confirms that targeted weight reduction significantly improves the dynamics and efficiency of existing systems and forms a basis for the further development of modern portal structures.