Einstieg in die Welt des CNC-Plasmaschneidens - Teil 2

Es gibt viele Möglichkeiten, eine Vielzahl von Materialien zu schneiden. Beim Schneiden von leitfähigen Metallen wird jedoch das Plasmaschneiden zur bevorzugten Wahl. Ob Ihr Metall von Hand oder CNC (Computer Numeric Control) geschnitten wird, das Plasmaschneiden steht anderen Schneid- und Stanzverfahren weit voraus. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Plasmaschneiden ist, wie es funktioniert und welche Schneidfähigkeiten es hat.

Was ist Plasmaschneiden?

Plasmaschneiden ist das Verfahren zum Schneiden von leitfähigem Metall mit einem hochintensiven Plasmalichtbogen. Dieser Strahl schmilzt durch das Werkstück und schiebt das geschmolzene Material weg, das den Schnitt erzeugt. Die Hauptkomponenten eines Plasmaschneiders sind die Stromversorgung , Lichtbogenstarter , und die Fackel . Das Netzteil ist dafür verantwortlich, während des gesamten Schnitts eine konstante Gleichspannung zu liefern. Der Lichtbogenstarter erzeugt dann den Lichtbogen im Inneren des Brenners, um den Schneidprozess zu beginnen. Der Hauptzweck des Brenners, ob handgeführt oder CNC-gesteuert, besteht darin, den beabsichtigten Schnitt bereitzustellen und die Verschleißteile im Inneren des Brenners zu kühlen. Diese Teile werden als Verbrauchsmaterialien bezeichnet, da sie nach einer bestimmten Lebensdauer ersetzt und je nach Schnittbedingungen geändert werden müssen. Die Hauptverbrauchsmaterialien in der Taschenlampe sind der Wirbelring , Elektrode und Düse . Darüber hinaus wird ein elektrisch leitfähiges Gas benötigt, um den Schneidprozess zu unterstützen und dazu beizutragen, das Werkstück zu durchdringen und als Schutz für die Brenner-Verschleißteile zu wirken. Alle diese Komponenten arbeiten zusammen, um einen Plasmalichtbogen zu erzeugen, der dann verwendet wird, um das leitfähige Metall zu durchtrennen. Es gibt viele Unternehmen, die Plasmaschneider verkaufen und die Verbrauchsmaterialien liefern, die Sie für den Betrieb Ihres Schneidegeräts benötigen. Diese Fräser können handgeführt oder in Verbindung mit einer CNC-Maschine verwendet werden. Abhängig von Ihrem Verwendungszweck und der Materialstärke wird bestimmt, welcher Plasmaschneider für Sie der richtige ist. Wenn Sie sich Plasmaschneider ansehen, lesen Sie unbedingt die Spezifikationen des Herstellers. Hier erfahren Sie, welche Voraussetzungen für den Betrieb des Schneideplotters erforderlich sind, und empfiehlt die Verwendung des Plasmaschneiders. Die Spezifikationen des Herstellers geben Ihnen auch die elektrischen Anforderungen an, wie z. Darüber hinaus haben die meisten Hersteller Listen empfohlen, die angeben, welche Düsen und Verstärker für ein bestimmtes Material und eine bestimmte Dicke zu verwenden sind.

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Wie funktioniert Plasmaschneiden?

Um zu verstehen, wie Plasmaschneiden funktioniert, müssen Sie zunächst wissen, was Plasma ist. Plasma ist der vierte Aggregatzustand. Dies tritt auf, wenn eine Materie einem zunehmenden Energieniveau ausgesetzt ist. Die drei gängigen Aggregatzustände sind fest, flüssig und gasförmig. Sobald genügend Energie zugeführt wird, tritt der vierte Zustand ein, der Plasma erzeugt. Dieses Plasma ist technisch überhitztes elektrisch ionisiertes Gas. Der grundlegende Vorgang des Plasmaschneidens findet statt, wenn mittels Erdung ein elektrischer Kanal vom Schneidegerät zum Material und zurück zum Schneidegerät hergestellt wird. Daher muss das zu schneidende Material förderlich sein, um diesen Stromkreis zu schließen. Der Plasmaschneider benötigt nicht nur einen elektrischen Stromkreis, sondern auch elektrisch leitfähiges Gas, um die Energie des Plasmas auf das Werkstück zu übertragen. Dies erfolgt üblicherweise in Form von entweder Druckluft, Stickstoff, Sauerstoff oder Argon-Wasserstoff-Gemischen. Dieses Zwangsgas wird in Verbindung mit dem Brenner und seinen Komponenten arbeiten, um den hochintensiven Lichtbogen zu erzeugen. Der Brenner hat einen Drallring, eine Elektrode und eine Düse im Inneren. Auf der Außenseite sitzt das Schild. Wenn das Gas eingeführt wird, erzeugt der Wirbelring einen Gaswirbel nach unten um die Elektrode zwischen den Düsen, wodurch eine ordnungsgemäße Lichtbogenbefestigung erzeugt wird. Ohne den Wirbelring kann es zu einer unsachgemäßen Gasmischung kommen, wodurch das heißeste Gas die Düse berührt und diese verbrennt. Darüber hinaus hilft der Wirbelring, Wärme von der Elektrode abzuziehen. Somit können ohne den Drallring zwei Primärkomponenten sehr schnell verbrennen. Wenn der Funke vom Lichtbogenstarter erzeugt wird, wird das Gas an diesem Punkt im Inneren ionisiert und erzeugt einen Strom von der Elektrode hinunter zur Düse, der den Plasmalichtbogen erzeugt. Von hier aus springt der Bogen dann zu dem Werkstück, das den Schnitt erzeugt. Die Aufgabe der Düse besteht darin, den Lichtbogen zu fokussieren und die Lichtbogendicke zu bestimmen. Für dickeres Material wird eine breitere Düse benötigt und für dünneres Material und präzisere Schnitte wird eine dünnere Düse bevorzugt. Jetzt, wo das Teil geschnitten wird, wird ein heißes geschmolzenes Material durch die Rückseite des Teils gesprengt, was zu extrem heißen Bedingungen für Ihre Verbrauchsmaterialien führt. Hier kommt der Schild ins Spiel. Die Hauptaufgabe des Schildes besteht darin, die Verbrauchsmaterialien Ihrer Taschenlampe zu schützen. Dies geschieht, indem Gas entlang der Düse strömen kann, wodurch eine Wärmebarriere entsteht und der Lichtbogen des Plasmas noch stärker fokussiert wird, um einen sichereren und präziseren Strahl zu erzeugen.

Fähigkeiten zum Schneiden von Plasma.

Wenn es um andere Schneidoptionen geht, steht der Plasmaschneider durch Einfachheit und Kosteneffizienz über anderen Operationen. Das macht das Plasmaschneiden so beliebt. Es gibt jedoch einige Nachteile, die das Plasmaschneiden mit sich bringt. Die erste Einschränkung, wie oben erwähnt, besteht darin, dass es nur leitfähige Metalle richtig schneiden kann. Im Gegensatz zu einem Wasserstrahl, der eine Vielzahl von Materialien durchschneiden kann, da nur Hochdruckwasser und Schleifmittel verwendet werden. Die zweithäufigste Einschränkung ist die Schnittqualität. Zwei wichtige Dinge, auf die Verbraucher bei einem Schnitt achten, ist die Kratze und Fase . Krätze ist die Ansammlung des geschmolzenen Materials, wo der Schnitt gemacht wird. Dies macht die Schnittkante gezackt und dicker als die anderen Teile des Materials. Die schnelle Lösung besteht darin, die Schlacke einfach abzuschleifen, um eine glatte Kante zu erhalten. Die Fase ist der Winkel, in dem die fertige Kante liegt. Ein hochwertiger Schnitt hinterlässt eine perfekte flache Kante. Plasma hinterlässt jedoch eine abgeschrägte Kante, diese kann ebenso wie die Schlacke je nach Materialstärke variieren. Je dicker das Material ist, desto schwerwiegender können diese Attribute auftreten. Viele dieser negativen Schnittattribute können durch geeignete Stromstärke- und Düsenkombinationen gelöst werden. Zusammen mit dem Testen, was für Ihre Maschine und das verwendete Material am besten funktioniert. Testschnitte werden normalerweise beim Einrichten Ihres Plasmaschneiders durchgeführt, um die beste Kombination aus Brennerhöhe, Stromstärke und Düse zu ermitteln. Ein weiteres wichtiges Attribut, das hilfreich sein kann, ist die Art des verwendeten Gases. Je nach Schnitt unterscheidet sich die verwendete Gasart. Die häufigste Gasform ist Luft. Der Materialdickenbereich wird jedoch begrenzt und erfordert andere Gase für dickeres Material. Bei vollständiger Optimierung können Handbrenner bis zu 1,5 Zoll und Industriebrenner bis zu 15 Zoll schneiden. Wenn Sie Ihren Plasmaschneider zum ersten Mal in Betrieb nehmen, führen Sie unbedingt Tests durch und finden Sie die besten Kombinationen von Gas, Stromstärke und Düsen heraus, um die besten Schnitte zu ermöglichen.

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Schlussfolgerung.

Das Plasmaschneiden hat sich im Laufe der Jahre exponentiell entwickelt und selbst mit den oben erläuterten Schnittbeschränkungen steht das Plasmaschneiden mit anderen Schneidvorgängen auf Augenhöhe. Bei der Betrachtung von Schnittqualität und Preis ist klar, dass das Plasmaschneiden für die meisten Schneidanwendungen der beste Vorgang ist. Jetzt sollte klar sein, was Plasmaschneiden ist und wie es funktioniert. Mit diesem Wissen sollten Sie sich sicher sein, den richtigen Plasmaschneider für Ihre Bedürfnisse zu kaufen und sicher zu arbeiten.

Nicholas Kinney,
Nicholas ist als Maschinenbauingenieur bei der Diamond Manufacturing Company beschäftigt. Zu seinen Aufgaben/Erfahrungen gehört die CNC-Programmierung ihrer Revolver und Faserlaser. Außerhalb der Arbeit macht ihm das Zerspanen, Plasmaschneiden und die Arbeit an seiner Erfindung eines elektromechanischen Streckschutzsystems für Sattelzugmaschinen Spaß.