Co to jest cięcie plazmowe?

Cięcie plazmą ma długą historię, która zaczyna się w latach 50. ubiegłego wieku. Jest to jedna z uznanych technik cięcia materiałów przewodzących prąd elektryczny. Aby zrozumieć działanie systemów cięcia plazmowego, warto poznać podstawowe elementy tego procesu.

Jak działa cięcie plazmowe?

Łuk plazmowy, zwany również strumieniem plazmy, to zjonizowana materia w stanie gazopodobnym. Obecność jonów o różnych ładunkach i wolnych elektronów sprawia, że plazma staje się doskonałym przewodnikiem prądu elektrycznego, a jej opór maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Intensywność prądu płynącego w plazmie umożliwia rozróżnienie trzech stanów. Przy niskim natężeniu prądu nie widać światła (czarny prąd). Wraz ze wzrostem natężenia plazma zaczyna generować światło, tworząc w szczytowym momencie łuk plazmowy. Jest to wykorzystywane w cięciu plazmą CNC.

Co wpływa na jakość cięcia

Cięcie plazmowe wykorzystuje różne rodzaje gazów. W przypadku podstawowych urządzeń jest to powietrze, ale urządzenia o wysokiej wydajności (High Definition Plasma) wymagają użycia: Tlenu, Azotu, Wodoru, Argonu lub mieszanek tych gazów. Każdy z tych gazów jest używany zgodnie z wymaganiami:

• Tlen – najczęściej używany w cięciu stali niskowęglowych i niskostopowych. Zastosowanie tlenu pozwala na uzyskanie czystego, gładkiego cięcia z minimalną ilością żużlu, co jest kluczowe w obróbce metali niskostopowych, wykorzystywanych w budownictwie i przemyśle motoryzacyjnym.
  
  

• Azot – idealnie nadaje się do znakowania i cięcia materiałów nieżelaznych, takich jak aluminium, miedź czy stopy tytanu. Azot jest gazem obojętnym, co sprawia, że nie wchodzi w reakcje chemiczne z materiałem, zachowując jego pierwotne właściwości.
  
  

• Argon – powszechnie stosowany do znakowania plazmowego. Ze względu na swoje właściwości chemiczne i fizyczne, argon jest preferowany w procesach, gdzie istotna jest dokładność i kontrola nad procesem znakowania.
  
  

• Mieszanki argonu z wodorem oraz mieszanki azotu z wodorem – stosowane do cięcia aluminium i stali nierdzewnej. Wodór, będący gazem o wysokiej reaktywności, w połączeniu z argonem lub azotem tworzy mieszankę, która pozwala na precyzyjne cięcie materiałów o większej grubości, takich jak stal nierdzewna czy stopowe aluminium.
  
  

Kolejnym czynnikiem wpływającym na wynik cięcia przecinarkami plazmowymi jest natężenie prądu. Wpływa ono na wysoką temperaturę i siłę łuku plazmowego. Napięcie odpowiada za to, że łuk plazmowy określa prawidłowy przebieg procesu obróbki.

Ważną rolę odgrywa również średnica dyszy, która odpowiada za zwężenie łuku plazmowego. Pozycja palnika (palnika plazmowego) w stosunku do materiału, rodzaj, ciśnienie i intensywność gazu, a także rodzaj i struktura elektrody również mają ogromny wpływ na wynik osadzania.

Co to jest cięcie plazmowe — charakterystyka technologii

W cięciu plazmowym materiał jest cięty wysoko skoncentrowanym łukiem plazmowym i wyrzucany ze szczeliny przy użyciu energii kinetycznej. Pozwala to na cięcie wszystkich materiałów, które dobrze przewodzą prąd elektryczny. Rozwój i ciągłe doskonalenie tej technologii znacznie zwiększyło zarówno zakres materiałów, które można ciąć, jak i ich grubość, a także wysoką prędkość cięcia. Przykładowo, różnica w szybkości spalania plazmy i tlenu jest tak duża, że przy grubości 3 mm plazma może zastąpić 5 palników tlenowych (Cięcie płomieniowe za pomocą paliwa tlenowego). Przy grubości 10 mm różnica ta zmniejsza się 2-3-krotnie. Rozwój technologii plazmowej sprawił, że w pewnych warunkach wycinanie plazmowe stało się konkurencyjne w stosunku do procesów takich jak cięcie laserowe. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu plazmy o wysokiej rozdzielczości. Cięcie  plazmą CNC odbywa się w osłonie wirujących gazów, które ograniczają łuk plazmowy. Wiązka jest bardziej skupiona, dzięki czemu krawędzie ciętych detali są mniej ścięte. Ponadto podczas cięcia powstaje mniej żużlu, a części są cięte szybciej i dokładniej. Ponadto technologia HD wykorzystuje palniki chłodzone cieczą, co zapewnia dłuższą żywotność części, które szybko się zużywają.

Cięcie plazmowe CNC – zalety:

• Wysoka prędkość cięcia

• Szeroki zakres grubości cięcia

• Bardzo wąska strefa wpływu ciepła

• Cięcie bez podgrzewania

• Mała szczelina cięcia

• Niskie koszty inwestycyjne

• Możliwość cięcia cienkich materiałów bez nadpalania

• Bardzo dobra jakość powierzchni cięcia po procesie obróbki

Systemy cięcia plazmowego w akcji. Jakie materiały można ciąć plazmą?

Łuk plazmowy, który odpowiada za cięcie plazmą CNC, może być wykorzystywany do obróbki materiałów przewodzących prąd elektryczny (np. stal czarna, stal nierdzewna i aluminium). Cięcie plazmowe może być wykonywane ręcznie lub w sposób zmechanizowany. Systemy plazmowe są przygotowane do cięcia blachy o grubości do 75 mm (systemy ręczne) i do 160 mm w przypadku systemów zmechanizowanych. Systemy cięcia plazmowego są wykorzystywane nie tylko do cięcia, ale także do znakowania.

Jako producent maszyn do cięcia CNC polecamy różne rodzaje naszych przecinarek plazmowych, takich jak np. przecinarki plazmowe z zapłonem pilotowym! Sprawdź też inne nasze maszyny CNC:

• plazmy do cięcia metalu
• plazma do cięcia blach
• cięcie aluminium plazmą
• plazma CNC do profili

FAQ: