Plasmaschneiden: Alles, was Sie wissen müssen

Das Plasmaschneiden ist eine der präzisen Schneidmethoden, bei der ionisiertes Gas (Plasma genannt) zum Schneiden beliebiger Profile durch leitfähige Metalle verwendet wird. Zu den gängigen Materialien, die mit Plasmalichtbogen geschnitten werden können, gehören Eisen, Edelstahl, Kupfer, Messing, Titan und andere leitfähige Metalle und Legierungen. Dieser Artikel wird diskutieren Plasma, das Plasmaschneidverfahren, Vor- und Nachteile, Anwendungen und andere Aspekte.

Was ist Plasma?

Plasma ist der höchste thermische Zustand der Materie, der nach Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen auftritt. Wenn Gase auf 11,000° – 30,000° C erhitzt werden, wandelt es sich in Plasma um. Das im Plasmaschneider verwendete Gas kann Druckluft, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Wasserstoff oder eine beliebige Kombination davon sein.

Der Plasmaschneidprozess

Da es sich beim Plasmaschneiden um einen thermischen Ansatz handelt, wird ein strenger Hochtemperaturplasmastrahl verwendet. Gleichzeitig übernimmt eine düsenartige Struktur die Aufgabe, den Schnittpunkt gezielt mit einem hochkonzentrierten Plasmastrahl anzusprechen. Die Handhabung von Plasmapistolen könnte manuell oder automatisiert erfolgen. Beispielsweise kann fortschrittliche Plasmaschneidtechnologie wie CNC das Plasmaschneiden gemäß dem hochgeladenen Design und den Computeranweisungen durchführen.

Funktionsprinzip des Plasmaschneidens

Arbeitsprinzip (Hatala)

Die Erzeugung von Plasma erfolgt durch die Durchleitung elektrischer Gase (Stickstoff, Argon, Wasserstoff). Wenn ein Lichtbogen das Gas erhitzt, gewinnen die Moleküle Energie und bewegen sich zufällig, was zur Kollision der Atome führt. Durch die Kollision werden die Restelektronen abgetrennt und Ionen gebildet. Das Gleichgewicht ionisierter Teilchen im Gas erzeugt Plasma. Die Druckluft drückt das Plasma in Form eines verengten Strahls kraftvoll in Richtung der Öffnung der Düse.

Die Plasmapistole (oder Plasmabrenner) besteht aus der Elektrode über der Düse, die nach Anschluss an die Stromquelle den elektrischen Lichtbogen für das Gas liefert. Darüber hinaus kühlt ein Kühlsystem die Plasmapistole über Gas oder Wasser.

Komponenten des Plasmaschneiders

Es gibt drei Hauptkomponenten der Plasmaschneideausrüstung; eine Stromquelle, eine Arc-Startkonsole und ein Plasmabrenner.

Häufige Fehler beim Plasmaschneiden und wie man sie vermeidet?

Kleinere Fehler beim Plasmaschneiden können zu verschiedenen Qualitätsmängeln und Materialverschwendung führen. Sehen wir uns einige der typischen Fehler und Vermeidungsstrategien beim Plasmaschneiden an.

1. Niedrige Einstichhöhe

Sie müssen die Loch- und Schnitthöhe im Steuerungssystem einstellen. Die geringe Einstichhöhe führt zum Aufschmelzen des Plasmabrenners. Dies führt außerdem zu Fehlzündungen und zu Schäden durch Verbrauchsmaterialien im Prozess.

2. Unangemessene Schnittgeschwindigkeit

Schwankungen in der Schnittgeschwindigkeit wirken sich auf den Materialverbrauch aus und führen zu einer verminderten Qualität. Entweder ist die Schnittgeschwindigkeit zu langsam oder zu schnell, die Formstabilität des Schnitts wird beeinträchtigt.

3. Gas- und Inhaltsfluss

Jede Störung im vordefinierten Gas- und Inhaltsfluss beeinträchtigt die Schnittqualität. Es wird empfohlen, den Gasfluss, den Kühlmittelfluss und andere Betriebsparameter regelmäßig zu überwachen.

4. Ungeeignetes Verbrauchsmaterial

In der Plasmabrennerbaugruppe gibt es verschiedene Verbrauchsmaterialien, wie etwa eine Elektrode, eine Düse, eine Schutzkappe und einen Wirbelring. Diese Verbrauchsmaterialien müssen basierend auf der Dicke des Werkstücks, dem Material und den erforderlichen Spezifikationen ausgewählt werden.

Vorteile

• Dicke Bleche

Ein wesentlicher Vorteil ist die Dicke des Werkstücks, das mit der Plasmaschneidtechnologie bearbeitet werden kann. Es kann mitteldicken Stahl, Kupfer, Messing, Aluminium und andere hochleitfähige Metalle und Legierungen schneiden. Es ist mit bis zu 100 mm kompatibel. Für präzises Schneiden liegt der obere Bereich bei Stahl jedoch bei 25 mm.

• Komplexe Formen

CNC-Plasmaschneider für komplexe Schnitte

Beim Plasmaschneiden mit komplexen Formen und Profilen kann ein hohes Maß an Genauigkeit eingehalten werden. Das erhitzte Plasma verbraucht beim thermischen Schneiden weniger Material und entfernt das überschüssige Material selbst.

Plasmaschneiden ist die beste Option, wenn Ihr Design komplexe Geometrien wie Kurven, sich überschneidende Schnitte oder andere seltsame Formen enthält. Stellen Sie sich das wie eine Bleistiftzeichnung auf Blech vor.

• Sichere Handhabung

Da beim Plasmaschneiden Edelgase zum Einsatz kommen, besteht ein vernachlässigbares Risiko einer unbeabsichtigten Entzündung. Es ist viel sicherer, wenn man es mit anderen thermischen Schneidmethoden vergleicht, wie zum Beispiel dem Autogen-Verfahren.

• Materialoptionen

Plasmaschneidanlagen eignen sich gut für eine breite Palette von Fertigungsmaterialien, wie z. B. Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Baustahl, Kupfer, Aluminium und Titan (zugehörige Bearbeitungstechniken umfassen das Plasmaschneiden von Edelstahl). Plasmaschneiden von Titan(z. B. Plasmaschneiden von Aluminium usw.). Es ist in der Lage, komplizierte Schnitte in diesen Materialien durchzuführen.

• Kleine Kerbe

Die Schnittfuge stellt eine Einschränkung für klingenbasierte Schneidtechniken dar, während das thermische Schneiden von Plasma eine deutlich kleinere Schnittfuge hinterlässt.

• Hohe Schnittgeschwindigkeit

Die Schnittgeschwindigkeit von Plasma liegt zwischen 350 und 800 mm/min (Plasmarohrschneiden – die Grundlagen)Es handelt sich um eine der schnellsten Methoden zum Metallschneiden, und die hohe Schnittgeschwindigkeit verringert die Gefahr des Metallabriebs.

Nachteile

Da beim Plasmaschneiden mitteldicke leitfähige Metalle und Legierungen geschnitten werden können, ist das Schneiden von hochdichten und dicken Materialien wie Chrom nicht möglich. Eine Größenumwandlung von Blöcken und Stäben ist beim Plasmaschneiden nicht möglich.

• Schädliche Dämpfe

Die thermischen Schneidprozesse sind mit der Entstehung von Rauch verbunden und Plasmaschneiden ist kein Ausnahmefall. Der Betriebszustand mit zu hohen Temperaturen erzeugt Lärm und Dämpfe und beansprucht die von Dell entwickelten Lüftungssysteme. Unsachgemäßer Umgang mit Dämpfen kann zu Gesundheitsschäden führen.

Anwendungen

Das Plasmaschneiden findet in verschiedenen Branchen Anwendung, darunter die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Industrie- und Schiffbauindustrie und viele mehr. Lassen Sie uns dies im Detail besprechen.

• Automobilindustrie

Plasmaschneiden wird in der Automobilindustrie häufig für die Montage, Reparatur und Herstellung verschiedener Teile wie Boden, Dach, Innenraum und vielem mehr eingesetzt.

• Flugzeuge

In der Flugzeugindustrie werden Plasmaschneider zum Schneiden, Formen und Schweißen verschiedener Teile verwendet. Es bietet präzise Schnitte und Profile für viele Verteidigungsflugzeuge, Verkehrsflugzeuge und Militärhubschrauber.

• Industriebauten

Die Installation verschiedener mechanischer Geräte erfordert das Formen, Schneiden und Verbinden metallischer Komponenten. Daher spielt das Plasmaschneiden im Industriebau eine bedeutende Rolle. Darüber hinaus sind auch Bergungs- und Verschrottungsarbeiten möglich.

• Schnelles und präzises Piercing

Der gebündelte Plasmastrahl führt den Einstichvorgang sehr präzise durch. Während andere herkömmliche Ansätze bis zu 30 Sekunden dauern, kann dies beim Plasmaschneiden in zwei Sekunden erledigt werden.

• Schiffbau

Plasmaschneiden wird beim Bau von Decks, Innenräumen, Gehäusen, Druckbehältern, Motorkästen und vielem mehr eingesetzt. Neben der oben genannten Anwendung wird Plasmaschneiden häufig in den folgenden Anwendungen eingesetzt:

• Allgemeine und technische Maschinen
• Chemische Industrie
• Nuklearindustrie
• Ölbenzin
• Lebensmittelverarbeitung
• Defense

Warum Plasmaschneiden?

Vergleicht man das Plasmaschneiden mit dem Laserschneiden (Plasma vs. Laserschneiden), dem Wasserstrahlschneiden oder anderen herkömmlichen Schneidverfahren, so ist es in vielerlei Hinsicht effektiv.

Wir können daraus schließen, dass Plasmaschneiden die Methode der Wahl ist, um leitfähige Metalle und Legierungen mittlerer Dicke mit einem hohen Maß an Genauigkeit zu schneiden. Es ist kostengünstiger als Laserschneiden und präziser als Wasserstrahlschneiden. Im Vergleich zu den anderen beiden bietet es eine ausreichende Schnittgeschwindigkeit. Darüber hinaus ist die Plasmaschneidtechnologie auch ein energieeffizienter Ansatz.

Fazit

Zweifellos ist das CNC-Plasmaschneiden ideal für mitteldicke leitfähige Metalle und Legierungen. Es bietet hochpräzises Schneiden zu einem wettbewerbsfähigen Preis.

Viele Faktoren beeinflussen die Qualität der Schnitte, darunter die Fähigkeiten des Bedieners, die Automatisierung und die Auswahl der Steuerparameter. Die Qualität ergibt sich durch bedarfsgerechte Fixierung von Verbrauchsmaterialien entsprechend der Spezifikation des geforderten Schnittes.

Prolean verfügt über das gesamte Fachwissen, das Sie benötigen CNC-Plasmaschneidservice. Wir bieten den Service über einen CNC-Plasmaschneider mit automatisiertem Plasmabrenner an. Wenn Sie Plasmaschneiden oder einen anderen Fertigungsservice benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Plasmaschneiden?

Beim Plasmaschneiden handelt es sich um einen thermischen Schneidprozess, bei dem ein konzentrierter Plasmalichtbogen das Material an der Schneidstelle schmilzt, um den Schnitt oder das Profil zu erzeugen.

Welches Material kann mit Plasmaschneidern geschnitten werden?

Plasmaschneider können Metalle und Legierungen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit schneiden, wie zum Beispiel Kupfer, Stahl, Titan, Aluminium und viele mehr. Darüber hinaus ist es bis zu einer mittleren Dicke (100 mm) kompatibel.

Was sind die Gründe für die Wahl der Plasmaschneidtechnologie?

Die Plasmaschneidtechnik bietet hohe Präzision, komplexe Schnitte, hohe Produktionsgeschwindigkeit, sichere Handhabung und viele weitere Vorteile.

Aus welchen drei Komponenten besteht ein Plasmalichtbogenschneider?

Zu den drei Komponenten des Plasmalichtbogens gehören eine Stromquelle, eine Lichtbogenstartkonsole und ein Plasmabrenner. Die Stromquelle sorgt für die Versorgung. Die Arc-Startkonsole kümmert sich um die Lichtbogenerzeugung und Ionisierung von Gas, und der Plasmabrenner ist für die Bereitstellung konzentrierter Plasmastrahlen und den Umgang mit Verbrauchsmaterialien verantwortlich.

Literaturverzeichnis

1. Hatala, M. (nd). DAS PRINZIP DER PLASMASCHNEIDTECHNIK UND DES SECHSFACH-PLASMASCHNEIDENS. 5. INTERNATIONALE MULTIDISZIPLINÄRE KONFERENZ.
2. (nd). Plasma-Rohrschneiden – die Grundlagen. HGG-Gruppe.