Cięcie plazmowe to jedna z najbardziej znanych technik obróbki metalu, która codziennie znajduje zastosowanie m.in. w warsztatach ślusarskich czy też różnego rodzaju zakładach produkcyjnych. Dzięki plazmie jesteśmy w stanie wyciąć dowolny kształt, zachowując przy tym zadowalającą precyzję. Do wykonania takiego cięcia niezbędne jest użycie np. plazm z ręcznymi palnikami lub specjalistycznego sprzętu w postaci przecinarki CNC. Dzisiejszym wpisem chcemy przybliżyć temat tej technologii i pomówić o przecinarkach plazmowych. Jak wygląda technika cięcia plazmą? Czym dokładnie jest przecinarka plazmowa? Jakie metale można przeciąć za pomocą plazmy CNC? Szczegółowo odpowiemy na te pytania. Zachęcamy do lektury – zespół STIGAL.
Plazma – co to takiego?
Na samym początku, zanim omówimy to, czym jest przecinarka plazmowa, pomówmy chwilę o samej plazmie. Czwarty stopień skupienia materii – bo z taką nazwą możemy spotkać się w literaturze naukowej, to nic innego jak zjonizowany gaz, który przewodzi prąd elektryczny. Plazma posiada jednak specyficzne cechy, w porównaniu do znanych nam form występowania substancji. Przede wszystkim wynika to z tego, że plazmy nie spotyka się naturalnie w środowisku. Choć strukturą przypomina gaz, wyróżnia się jednak wyższym stopniem jonizacji. W praktyce oznacza to tyle, że w plazmie przeważają kationy (dodatnio naładowane cząstki) bądź aniony (ujemnie naładowane cząstki). Ze wzrostem temperatury plazmy maleje jej opór, co z kolei ułatwia przepływ tych ładunków.
Plazma CNC – parę słów o technice cięcia plazmowego
Aby zrozumieć, jak działa przecinarka plazmowa, trzeba wiedzieć, jakie zjawiska fizyczne zachodzą w czasie jej pracy. Dzięki wykorzystaniu łuku elektrycznego, powstającego pomiędzy ciętym materiałem a elektrodą palnika plazmowego oraz strumienia gazu (najczęściej powietrza), uzyskuje się strumień plazmy osiągający temperaturę od 10 000 do 30 000 K. To, jak wygląda cięcie plazmą, czyli m.in. na jaką maksymalną grubość materiału możliwe jest wykonanie cięcia, zależy od mocy maszyny. Zasada działania jest prosta – wraz ze wzrostem prądu zwiększają się możliwości wypalarki plazmowej.
Jak to dokładnie działa? Cięcie plazmą powietrzną polega na topieniu, a także wyrzucaniu metalu ze szczeliny za pomocą wspomnianego wyżej plazmowego łuku, który posiada dużą wartość energii kinetycznej. Jeśli chodzi o plazmę, to jest ona generowana przez palnik o specjalnej konstrukcji przystosowanej do cięcia plazmowego. Zastosowanie różnych gazów pozwala na osiągnięcie nieco innego efektu cięcia – która mieszanka jest wykorzystywana w prostych urządzeniach, a jaka w profesjonalnych przecinarkach plazmowych?
Do użytku warsztatowego plazmy najczęściej wykorzystuje się sprężone powietrze, dzięki któremu jesteśmy w stanie przeciąć stal łukiem plazmowym. W celach przemysłowych można ustawić mieszanki gazów takich jak: azot, argon, tlen, dwutlenek węgla czy też inne mieszaniny, np. H35 czy F5. Plazma w przecinarce daje możliwości cięcia stali nierdzewnej bądź węglowej, aluminium, a także różnych stopów metali. Warunek jest jeden – muszą one przewodzić prąd.
Plazma CNC – do czego służy przecinanie plazmowe?
Wiemy już, jak wygląda cięcie plazmą. Agregat plazmowy wykorzystuje do wycinania łuk elektryczny wraz z powietrzem lub/i mieszanką gazów, generujący wysoką temperaturę oraz powodujący topienie się materiału. Jakość ucinanych krawędzi natomiast zależna jest właśnie od wspomnianej mieszanki gazów. Wykorzystując urządzenie do ręcznego cięcia plazmą powietrzną, możemy ciąć cieńsze elementy stalowe. Jak jednak działa plazma do cięcia metalu w warunkach domowych? Agregaty przeznaczone do cięcia stali do grubości około 20 mm są lekkie oraz niewielkie. Aczkolwiek ręczne plazmy służą głównie do rozdzielania materiału, a nie precyzyjnego cięcia. Takie rozwiązania idealnie wpisują się w przydomowy warsztat, gdzie nie ma wymagań obróbki jakościowej.
W przypadku agregatów plazmowych CEBORA dostępnych w ofercie STIGAL maksymalna grubość cięcia wynosi 80 mm. Możliwe jest cięcie nie tylko od krawędzi materiału, ale także od „środka”, gdzie wypalarka przebija się przez pełny materiał.
Gdy jednak wymagana jest bardzo wysoka jakość pracy, należy rozważyć użycie plazmy, ale umieszczonej na przecinarce CNC. Wtedy uzyskany materiał wraz z odpowiednio dobranym przez operatora natężeniem prądu będzie miał doskonałą krawędź, a także powtarzalne cięcie. Warto wiedzieć, że wysoki prąd = duża szybkość cięcia i gorsza jakość, z kolei niższy prąd = mniejsza prędkość oraz lepsza jakość krawędzi. Mowa tutaj o ukosowaniu krawędzi, które zaobserwować można w cięciu plazmowym. Stąd też zastosowanie przecinarki tego typu sprawdza się w opracowywaniu ciężkich elementów konstrukcyjnych, gdzie ukosowanie krawędzi nie stanowi problemu technicznego. Dodatkowo wykorzystanie tego, jak działa przecinarka plazmowa, pozwala produkować seryjnie elementy z określonym stopniem ukosowania, wymaganego w danych konstrukcjach.
W przypadku przecinarek plazmowych STIGAL parametr maksymalnego prądu cięcia w odpowiednich agregatach jest zawsze ustalany podczas rozmowy z Doradcą Handlowym. Dzięki temu maszynę można idealnie dopasować do potrzeb produkcyjnych przedsiębiorstwa.
Zasada działania przecinarki plazmowej w praktyce
Oprócz mechanizmów fizycznych, zachodzących podczas obróbki materiału plazmą, warto zwrócić uwagę na techniczne aspekty wypalarek. Wykorzystanie wycinarek plazmowych STIGAL pozwala m.in. na cięcie różnej grubości metali na stole CNC z systemem odciągowym. Poprawia to bezpieczeństwo, ponieważ podczas obróbki materiału generuje się hałas, a w trakcie topienia surowca powstaje bardzo duża ilość gazów. W przypadku cięcia istotne jest również obserwowanie materiału, czy nie powstaje na obrabianych krawędziach tzw. szlaka, czyli innymi słowy, pozostałości wytopionego metalu, które nie zostały wydmuchane z linii roboczej. Jedno jest pewne: przy odpowiednich ustawieniach maszyny nie powinno dochodzić do takiego zjawiska. Z tego powodu, wiedząc, jak działa plazma do cięcia, należy sprawdzić:
- prędkość pracy głowicy,
- natężenie prądu,
- skład mieszanki gazowej i jej jakość,
- parametry obrabianego materiału.
Przecinarka plazmowa CNC – profesjonalny sprzęt do cięcia plazmą
Aby zrealizować wiele zleceń na półprodukty metalowe, przeznaczone głównie do konstrukcji maszynowych czy budowlanych, warto stawiać na pewne rozwiązania. Przecinarka plazmowa do metalu to specjalistyczny sprzęt, dzięki któremu możemy wykorzystać wyjątkowe możliwości plazmy. Maszyna ta składa się z kilku elementów, do których zaliczany jest:
- układ zasilania, który zasilany jest z sieci elektrycznej; generuje on prąd stały o napięciu do nawet 400 V; układ ma za zadanie dostarczyć odpowiednią energię do obwodu; to, jaką moc znamionową zasilacza charakteryzują się przecinarki plazmowe, ma największy wpływ na grubość materiału poddawanego cięciu,
- obwód zajarzenia łuku odpowiadający za generowanie w przecinarce plazmowej napięcia zmiennego od 5 do 10 kV,
- palnik, który jednocześnie jest uchwytem elektrody i dyszy; palnik przecinarki plazmowej CNC najczęściej wyposażony w chłodzenie wodne w przypadku agregatów wysokiej mocy; na rynku dostępne są również palniki chłodzone powietrzem – agregaty mniejszej mocy i plazmy ręczne,
- zacisk masy służący do zamykania wspomnianego wyżej obwodu zajarzenia łuku przez palnik oraz materiał; plazmowa przecinarka ma przyczepiany zacisk do ciętego materiału.
Jak działa przecinarka plazmowa przemysłowa w maszynach STIGAL?
Precyzyjnie wykonanie cięcia, bez szlaki i z gładkimi krawędziami? To możliwe z odpowiednim sprzętem. Przecinarki plazmowe STIGAL są przeznaczone do maszynowego cięcia plazmą powietrzną lub na inne mieszanki gazowe. Dodatkowo oferują one palnik gazowy, wzmacniający działanie plazmy. Stworzone przez konstruktorów STIGAL maszyny CNC pozwalają na cięcie do 200 i 300 mm (tylko przy palniku tlenowym). Natomiast przy użyciu cięcia gazowego można z bardzo dużą precyzją ciąć stal do grubości 300 mm. Odpowiednio dopasowane parametry cięcia – takie jak prędkość oraz jego moc – pozwalają na dokładną obróbkę nawet tak grubego elementu. Zasada działania nowoczesnych przecinarek plazmowych STIGAL umożliwia sprawne przygotowanie części metalowych, uwzględniając ich właściwości oraz oczekiwany efekt końcowy.
Plazma do cięcia w zastosowaniu przemysłowym
Nowoczesne przecinarki sterowane CNC posiadają uchwyt, na którym umieszczamy palnik plazmowy. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie fenomenalnej grubości ciętego materiału. Z tego powodu przecinarki plazmowe STIGAL idealnie spełniają swoje funkcje w przemyśle ciężkim. Jednakże maszyny te mogą się równie dobrze sprawdzić w mniej wymagających branżach, gdzie jakościowo obrobiony metal ma znaczenie. W takich przecinarkach plazmowych zazwyczaj ustawienia pozwalają na cięcie nieco cieńszych elementów.
Na jakie elementy zwrócić uwagę przy zakupie przecinarki plazmowej?
Szukając agregatu do obróbki ręcznej, należy zwrócić uwagę na parametry prądu/mocy urządzenia. To on odpowiada za grubość, z jaką można przeciąć dany element. Stąd też warto przeanalizować, jakiego typu materiały będziemy obrabiać przy pomocy takiego urządzenia.
W przypadku zastosowań przemysłowych trzeba rozpatrzyć przeznaczenie przecinarki plazmowej – czy będzie wykorzystywana do świadczenia usług, czy może tylko własnej produkcji. W zależności od planów co do grubości ciętych materiałów należy dobrać odpowiedni agregat. Oczywiście wszystkie elementy, z których złożona jest przecinarka plazmowa, wpływają na cenę zestawu. Powinno się wziąć pod uwagę cenę agregatu oraz maszyny CNC, która w powtarzalny sposób i z wykorzystaniem programu będzie umożliwiać cięcie elementów z rysunków technicznych. W przypadku maszyny konieczne jest zapewnienie kompresora ze sprężonym powietrzem, a przy agregatach HQC również tlenu, azotu i argonu.
Agregaty plazmowe CEBORA, które oferuje STIGAL w swoich maszynach do cięcia, mają także możliwość trasowania, czyli żłobienia plazmowego. Jest to bardzo przydatne w przypadku, gdy chcemy oznaczyć miejsca np. przyszłego spawania, zaginania krawędzi lub nawiercania otworów.
Jaka jest grubość cięcia i precyzja za pomocą przecinarki plazmowej w zależności od metody cięcia?
Ręczne przecinarki plazmowe nie pozwalają na precyzyjne cięcie, nie są też szybkie. Grubość cięcia również jest niewielka, ze względu na moc agregatu i jego gabaryty, a także temperaturę powstającą przy wypalaniu oraz iskry. W przypadku ręcznych metod cięcia urządzenia do nich dedykowane są dostępne od kilku tysięcy. Grubość cięcia w sytuacji wykorzystania takich profesjonalnych wycinarek plazmowych STIGAL wynosi 80 mm. Opcja z zastosowaniem palnika tlenowego to już 300 mm. Jak widać, jest to spora różnica, aczkolwiek oba typy urządzeń znajdują swoje zastosowanie w obróbce metalu. Natomiast jakość wycinania elementów jest zgodna z normami ISO (PN-EN ISO 9013).
Przecinarka plazmowa a metody cięcia plazmowego
Wysokiej jakości specjalistyczne przecinarki plazmowe CNC pozwalają ciąć materiał na kilka różnych sposobów. Do najpopularniejszych typów cięć zaliczyć można:
- cięcie podstawowe, czyli zwykłe przecinanie materiału od krawędzi,
- cięcie szablonowe, w którym to przecinarka plazmowa przebija się przez środek materiału; następnie palnik prowadzony jest wzdłuż szablonu,
- cięcie zautomatyzowane – przy zastosowaniu systemu CNC,
- żłobienie, czyli nadtopienie materiału do pewnej grubości bez jego przepalenia na wylot; stosowane np. do znaczenia linii gięcia czy opisywania detali,
- ukosowanie – cięcie, dzięki któremu możemy uzyskać pochyloną krawędź; w tym wypadku palnik przecinarki plazmowej ustawiany jest pod odpowiednim kątem.
Wysokiej jakości przecinarki plazmowe CNC – postaw na STIGAL
Szukasz wysokiej klasy przemysłowej przecinarki plazmowej? W takim razie poznaj bliżej ofertę specjalistycznych maszyn. Wybór odpowiedniej wypalarki na plazmę to bardzo ważny element, w którym pomogą doradcy STIGAL. Aby jednak zdecydować się na odpowiednie urządzenie, istotne jest jego dopasowanie do potrzeb przedsiębiorstwa. Skala produkcji, rodzaje zamawianych elementów, dążenie do wyższej precyzji bądź większej wydajności pracy – te wszystkie czynniki posiadają istotny wpływ na wybór przecinarki plazmowej. Stąd warto znać zasady działania takich urządzeń, zanim postawi się na konkretny model.
