Плазменная резка — это процесс резки металлов, основанный на использовании высокотемпературной плазмы для расплавления и удаления материала в зоне раскроя. Установка с числовым программным управлением (ЧПУ) делает этот процесс более точным и эффективным. Технология используется в различных отраслях промышленности и продолжает набирать популярность благодаря скорости, точности и экономичности резки металлов.
Достоинства и недостатки технологии
Преимущества:
- Высокая скорость плазменной резки. Обработка металлов происходит значительно быстрее, чем при использовании других методов.
- Качество реза. Воздействие плазмы обеспечивают гладкие кромки и минимальное тепловое воздействие на материал.
- Универсальность. Технология подходит для различных видов металла, включая черные и цветные.
- Экономическая эффективность. Низкие эксплуатационные расходы, высокая производительность и сокращение отходов производства делают плазменную резку более выгодной по сравнению с другими технологиями.
- Экологичность. Метод оказывает минимальное воздействие на окружающую среду.
- Автоматизация. Станки с ЧПУ позволяют программировать сложные контуры, что уменьшает человеческий фактор и повышает точность.
Возрастающую популярность метода раскроя металлических заготовок плазмой обуславливают как простота в использовании станков с ЧПУ, позволяющая операторам легко повторять сложные задачи без необходимости постоянного контроля, так и возможность быстрого изменения настроек для разных материалов и размеров заготовок.
К минусам технологии плазменной резки можно отнести:
- Повышенный уровень шума при обработке металлов.
- Высокая стоимость станков с ЧПУ.
- Потребность в специально обученном персонале.
- Ограничения по толщине металла для обработки.
- Метод не подходит для работы с высоколегированной сталью толще 100 мм и с заготовками из титана.
Описание технологии
В качестве резца используется струя плазмы — раскаленного до нескольких тысяч градусов потока ионизированного газа, вырывающегося из сопла плазмотрона на огромной скорости.
Виды плазменной резки:
- Воздушно-плазменная. В этом процессе формируется струя высокотемпературной плазмы, которая расплавляет и выдувает металл из зоны реза. В качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух.
- Газоплазменная. В ходе резки электрическая дуга ионизирует газ, подаваемый в область реза. Это создает плазменную струю, способную расплавлять металл и выдувать его из зоны реза. Используются такие газы, как аргон, азот, водород, а выбор того или иного элемента зависит от конкретного металла, который необходимо обработать.
- Лазерно-плазменная. Это комбинированный метод. Сочетание двух технологий позволяет использовать сильные стороны обеих: высокую точность лазерной резки и возможность работы с толстыми материалами при помощи плазмореза.
При использовании первого или второго вида обработки металлов электрическая дуга ионизирует воздушный или газовый поток, а сопло резака направляет напор в зону реза. Струя разогревает металл и выдувает раскаленный материал, оставляя ровный и эстетичный разрез. Оба метода могут использоваться для раскроя заготовок до 200 мм толщиной.
Лазерное оборудование воздействует на металл световым пучком, проходящим точно по контуру, нагревая только совсем маленький участок и оставляя минимальное количество отходов. А плазменный способ воздействия на заготовку дает ровную гладкую кромку, не требующую дальнейшей обработки.
Обработка металлов плазмой на станках с программным управлением
Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) для плазменной резки — это высокотехнологичное оборудование, которое позволяет точно и быстро производить резку металлов с использованием плазменного метода.
Такие установки улучшают качество выпуска металлических деталей и конструкций в строительстве, автомобиле- и самолетостроении, в других высокотехнологичных отраслях.
Основные компоненты станка с ЧПУ для плазменной резки:
- Система управления (ЧПУ). Компьютерная система, управляющая движением резака для обеспечения высокой точности и повторяемости операций. Оператор установки задает необходимые параметры резки и загружает программу, которая управляет движением резака.
- Плазморез. Главный рабочий элемент, состоящий из сопла для формирования плазменной струи, электрода для создания дуги и системы охлаждения. Плазменная головка распыляет газ и создает ионизированный поток (плазму) для резки металла.
- Система подачи газа. Отвечает за контроль давления и расхода газа, необходимого для формирования плазмы.
- Рабочая поверхность. Чаще всего это стол с системой закрепления заготовки, который может иметь функции автоматической подачи и перемещения материала. Стол может быть оборудован системой сбора и удаления газов и частиц, возникающих в процессе резки.
- Приводы и механизмы перемещения. Шаговые или серводвигатели, управляющие движением плазменной головки по осям. Обеспечивают точное перемещение и позиционирование инструмента относительно заготовки.
- Система охлаждения. Предназначена для охлаждения плазменной головки и других компонентов, чтобы предотвратить перегрев и продлить срок службы.
- Датчики и системы безопасности. Помогают в контроле процесса резки и обеспечивают безопасность оператора и механизма.
Алгоритм плазменного раскроя металла на станках с ЧПУ
Чтобы оборудование работало в автоматическом режиме, оператор плазморезательного станка с программным управлением должен предварительно настроить программу. Затем плазмотрон самостоятельно выполнит поставленные задачи, сотрудник будет лишь следить за ходом операции.
Процесс раскроя металлической заготовки на станке плазменной резки с ЧПУ состоит из ряда последовательных этапов:
- Создание программы резки с помощью CAD/CAM-систем или специальных программ, которые описывают траекторию движения плазменной головки, скорость и параметры резки.
- Настройка станка и закрепление заготовки на рабочей поверхности, выбор скорости, силы тока, давления газа и других параметров.
- Процесс резки — работа станка с ЧПУ согласно заданной программе, управляющей движением плазменной головки
- Мониторинг — система отслеживает параметры, обеспечивая стабильное качество реза и реагируя на возможные неполадки.
- Завершение операции — исполнив программу, станок может автоматически отключить плазменный резак и переместить головку в исходное положение.
Станки с ЧПУ для плазменной резки все больше интегрируются в современные производственные процессы обработки металлов, поскольку обеспечивают высокую точность и результативность работы.
Их использование позволяет предприятиям предоставлять своим заказчикам качественные услуги по изготовлению конструкций и деталей из металла с заданными параметрами и необходимым уровнем сложности, снижать стоимость партий благодаря минимизации отходов, скорости и большому количеству изделий.
