Plasmasnijden

Plasmasnijden is een thermisch snijproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een elektrisch geleidende plasmastraal om geleidende metalen zoals staal, roestvrij staal, aluminium en koper te snijden. Het plasma is eigenlijk een hoge- straal geïoniseerd gas die wordt gebruikt om materiaal te smelten, en wordt veel gebruikt bij de metaalproductie vanwege zijn kosteneffectiviteit en veelzijdigheid.

 

Beschrijving

 

Het plasma zelf geleidt elektrische stroom en de plasmaboog is continu zolang de elektrode van stroom wordt voorzien en het plasma in contact blijft met het werkstuk. Plasmasnijden is een zeer efficiënte metaalsnijtechnologie die gebruikmaakt van een plasmaboog met hoge- temperatuur als warmtebron. Het kernprincipe is het gebruik van een hoog-boog om gas te ioniseren om plasma te vormen, terwijl het werkstukmetaal wordt gesmolten bij een hoge temperatuur van meer dan 3000 graden, en waarbij een supersonische luchtstroom wordt gebruikt om het gesmolten metaal weg te blazen om snijden te bewerkstelligen. De druk van deze gasstroom regelt effectief de straal van de plasmabundel. Door een gecontroleerde, elektrisch geladen toestand van materie door een gericht mondstuk te sturen, kunt u gemakkelijk materialen zoals staal, roestvrij staal en aluminium snijden.

 

Assistent Gasopties

 

Plasmasnijmachines kunnen werken met verschillende gassen, waaronder perslucht, stikstof, argon, waterstof en zuurstof, of mengsels van twee of drie verschillende gassen. Hun functie lijkt veel op die van beschermgas. Elk van hen laat verschillende resultaten zien, en hieronder vindt u een korte samenvatting:

 

√Perslucht, dit gas is zeer veelzijdig en goedkoop, en kan goed werken met zacht staal, roestvrij staal en aluminium tot 30 mm.

√Zuurstof, het is een populair gas dat veel wordt gebruikt voor koolstofstaal in toepassingen die zuivere sneden en een hoge snijsnelheid vereisen, en het kan normaal gesproken zacht staal tot 35 mm snijden met hogere hitte, wat betekent dat er meer haar nodig is. Bijgevolg kan meer warmte-energie de werkstukken beschadigen, bovendien is zuurstof niet zo vriendelijk voor roestvrij staal en aluminium, en wordt het snijoppervlak volledig geoxideerd vanwege de hoeveelheid zuurstof en warmte die wordt gebruikt.

√Stikstof wordt veel gebruikt voor zware- toepassingen voor dikke metalen tot 80 mm, en kan sneden van goede kwaliteit genereren voor de meeste materialen, waaronder roestvrij staal, koolstofstaal en aluminium. Normaal gesproken wordt stikstof vaak gebruikt met verschillende secundaire gassen, zoals lucht, kooldioxide en argon voor dikkere platen.

√Argon, het is een inert gas dat niet reageert bij snijden bij hoge temperaturen, en het is geen standaard hulpgas vanwege de lage geleidbaarheid. Daarom wordt het vaak gemengd met waterstof om de heetste plasma-snijvlam te creëren voor een zuivere snede.

 

 

Investeringsoverweging voor plasma versus fiberlaser

 

Plasmamachines werken door het snijgas (lucht, zuurstof, stikstof, lucht, argon, enz.) door een mondstuk met een nauwe opening te leiden, waarna het gas wordt geïoniseerd om de plasmaboog te produceren. Terwijl een beschermgas wordt gebruikt om de plasmaboog te omringen om de boog vorm te geven, en de plasmaboog met een zeer hoge temperatuur kan door de metalen materialen snijden.

Terwijl fiberlasers het licht gebruiken dat wordt geproduceerd door een diode en dit langs een glasvezelkabel en optische componenten sturen, waarna de lichtbundel vervolgens wordt gefocusseerd en versterkt om door metalen werkstukken te snijden. Fiberlaser heeft ook snijgas nodig dat in de snijkop onder de optische componenten wordt geïnjecteerd en samen met de laserstraal het mondstuk verlaat. Volgens de ervaring van Fabmann zijn dunnere platen < 12 mm, buizen of profielen die hoge maattoleranties vereisen, een fiberlasermachine een betere optie. Hoewel de aanschaf- en exploitatiekosten over het algemeen hoger zijn dan die van een plasmamachine, duurt het gemiddeld ongeveer vijf jaar om break-even te draaien. Plasmasnijders hebben een relatief hogere productiviteit, een groot snijbereik en relatief lage aanschafkosten met een gemiddelde terugverdientijd van 3 jaar. Het onderstaande diagram geeft u een basisinzicht in de belangrijkste kenmerken ervan.

 

Parameters	Vezellaser	HD-plasma
Materiaalopties	Zacht staal, roestvrij staal, aluminium, koper	Alle geleidende metalen
Bereik van dikte	Tot 30 mm	Tot 50 mm
Rand haaksheid	ISO1	ISO-waarde 2 - 4
Snijtolerantie	0,05-0,1 mm afhankelijk van de materiaaldikte	0,2 mm - 0.5 mm afhankelijk van de materiaaldikte
Kerfbreedte	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Smaller	Breder
Snijsnelheid (<10 mm)	Sneller	Langzamer
Cutting Speed (>10 mm)	Langzamer	Sneller
Aankoopprijs	Hoog	25-35% van laser
Operationele kosten	Laag	Laag
Onderhoud	Gematigd	Gematigd
Break-even-tijdsbestek	4-6 jaar	3-4 jaar

 

Om een ​​objectieve beleggingsbeslissing te nemen, zijn er enkele belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden:

 

√Grondstofsoorten en split-, plasma- en lasermachines lijken qua materiaalbereik zeer op elkaar, en de belangrijkste verschillen zijn het snijdiktebereik en de snijkwaliteit. Beiden kunnen alle geleidende materialen snijden, zoals zacht staal, roestvrij staal, messing, koper en aluminium. Als het merendeel van uw materiaal kleiner is dan 10 mm en ingewikkelde profielen inclusief buizen heeft, kan het kosteneffectiever zijn- om te investeren in een fiberlasersnijmachine en het plasmasnijden uit te besteden.

 

√De snijkwaliteit omvat enkele belangrijke elementen zoals haaksheid, schuim, snijrand, HAZ (Heat Affected Zone). Bij fiberlasers is de snijkwaliteit sterk afhankelijk van het vermogen, de snijsnelheid, de gas- en gasdruk en de spuitmondgrootte. Normaal gesproken is er bij de populaire vermogensopstelling geen slak-vrij voor fiberlasers, zoals 4 mm voor lasers van 2 kW en 6 mm voor lasers van 6 km. Hieronder vindt u een korte samenvatting van de populaire problemen met de snijkwaliteit:

 

● Rechthoekigheid: fiberlasers kunnen een bijna vierkante snede produceren en kunnen worden ingedeeld in ISO 1. Typische plasmasneden hebben normaal gesproken een enigszins concave vorm op de snijrand en hun schuine hoek ligt in het bereik van ISO 3-5.

●Dross wordt gedefinieerd als het ongewenste metaalafval dat niet is uitgeworpen uit de kerf die zich aan de onderkant van de snede vormt. Met een plasmasnijmachine kan een goede snijrandkwaliteit worden bereikt, maar de operators moeten beslissen of de snijkwaliteit of de snijsnelheid prioriteit heeft. Als u te weinig zaagt, kan er veel schuim op de onderkant van het werkstuk terechtkomen, terwijl te snel snijden ervoor kan zorgen dat metalen kralen langs de onderkant van de snede liggen, en het is vrij moeilijk om deze kralen te verwijderen.

●Edge-plasmasnijder kan gladdere snijranden opleveren vanwege de grotere puntgrootte, maar het hangt natuurlijk ook af van de manier waarop de operator de snijparameters instelt om een ​​optimale snijkwaliteit te bereiken.

●HAZ hangt grotendeels af van het vermogen van de machine en de snijsnelheid, en zowel fiberlasers als plasmasnijders produceren HAZ's. Maar normaal gesproken genereert fiberlaser een kleinere HAZ.

 

 

√Snijtolerantie en gatkwaliteit, het wordt ook wel de kwaliteit van het snijonderdeel genoemd, vooral de gatkwaliteit wordt vaak beschouwd als een maatstaf voor precisie, die wordt beoordeeld aan de hand van hoe cilindrisch een gat kan zijn. De mate van precisie wordt vaak beoordeeld aan de hand van de kerfbreedte: hoe breder de kerf, hoe ruwer de precisie. De kerf bepaalt hoe klein een binnencontour kan worden gesneden, en ondertussen kan de warmtevervorming de afmeting van het werkstuk veranderen. Fiberlaser heeft een hogere tolerantie vergeleken met plasmacuter.

 

√Kosten: fiberlasers zijn over het algemeen duurder dan plasmamachines, zowel qua initiële aanschafkosten als qua bedrijfskosten.

 

Kortom, laser is een betere optie bij het snijden van dun zacht staal, roestvrij staal en aluminium met een diktebereik tussen 0,5 mm en 10 mm, en de hogere precisie, snelheid en mogelijkheid om ingewikkelde vormen te snijden maken het wenselijker dan een plasmamachine. In het bereik van 10-15 mm is fiberlaser redelijk vergelijkbaar met een plasmamachine. Voor zware platen groter dan 15 mm kan een moderne CNC-plasmamachine een betere optie zijn.

 

Ander staalmateriaal door plasmasnijden

 

Kenmerken van plasmasnijden

 

Plasmamachine begint grote populariteit te winnen vanwege de lagere investering en vergelijkbare snijkwaliteit, hoewel niet goed als lasersnijmachine die dunnere metalen materialen snijdt, en heeft de volgende kenmerken:

 

 

Daarom wordt plasma vaak gebruikt voor het snijden van dikke metalen, zoals voor snelle prototyping‌ en artistiek ontwerp. Concluderend: plasmasnijden is een betaalbaar metaalsnijden (vooral voor roestvrij staal, aluminium en dikke platen) met een lagere precisie vergeleken met lasersnijden, en het is erg populair voor zware constructieconstructies zoals de scheepsbouw en constructie.