Плазменный раскройщик

Плазменная резка — вид плазменной обработки материалов, при котором в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя плазмы. Между электродом и соплом аппарата, или между электродом и разрезаемым металлом зажигается электрическая дуга. В сопло подаётся газ под давлением в несколько атмосфер, превращаемый электрической дугой в струю плазмы с температурой от 5000 до 30000 градусов и скоростью от 500 до 1500 м/с. Толщина разрезаемого металла может доходить до 1500 мм. Первоначальное зажигание дуги осуществляется высоковольтным импульсом или коротким замыканием между анодом и катодом в случае косвенной дуги, и форсункой и разрезаемым металлом в случае прямой дуги. Форсунки охлаждаются потоком газа (воздушное охлаждение) или жидкостным охлаждением. Воздушные форсунки как правило надежнее, форсунки с жидкостным охлаждением используются в установках большой мощности и дают лучшее качество обработки.

Данный прибор предназначен для высокоточной обработки и изготовления деталей. Плазменные станки относятся к оборудованию, способному справиться с наиболее сложными задачами. Такие устройства являются незаменимыми на современных промышленных предприятиях.

Классификация и предназначение

Плазморезы используются для работы с электропроводящими материалами. Основное назначение плазморезов — изготовление деталей из металла. В некоторых случаях оборудование используется для плазменной резки с ЧПУ заготовок из древесины и пластика.

Основные отличия среди плазменных станков имеются по способу зажигания дуги и мощности, с которой работает система охлаждения.

В зависимости от способа применения станочные приборы делятся на устройства, работающие с

защитными восстановительными газами;

окислительными газами, насыщенными кислородом;

смесями;

газожидкостными стабилизаторами;

водной и магнитной стабилизацией.

По типу оборудования станки плазменного типа бывают:

инверторными;

трансформаторными.

Инверторное оборудование включает бюджетные устройства, предназначенные для плазменной резки металла с максимальной толщиной 3 сантиметра. Оборудование отличается небольшим весом и стабильным горением дуги. КПД инверторных плазморезов превосходит аналогичный показатель трансформаторных аналогов. Но такие приборы могут применяться только частными мастерскими и небольшими предприятиями.

Трансформаторные устройства стоят дороже, но способны обрабатывать металлические заготовки толщиной до 8 сантиметров. Они потребляют больше электричества, чем инверторные устройства, но имеют надежный сигнал, устойчивый к перепадам напряжения в сети.

По виду контакта станочные устройства также делятся на две категории:

контактную;

бесконтактную.

Плазморезки с числовым программным управлением контактного типа требуют соприкосновения плазмы с металлической поверхностью, и не способны резать на глубину больше 1,8 сантиметра. Устройства второго типа могут обрабатывать детали с максимально допустимой глубиной.

Для плазмореза, используемого в бытовых целях, требуется электрическая сеть с напряжением 220 Вольт. Для промышленных аналогов требуется трехфазная питающая сеть, имеющая напряжение 380 Вольт. Но даже бытовые плазморезы оказывают большую нагрузку на электропроводку, поскольку вместе со станком-плазморезом работает система охлаждения. Поэтому перед использованием устройства необходимо убедиться в том, что электрическая проводка находится в исправном состоянии, и может выдерживать большие нагрузки. Для этого существует специальное оборудование, подающее сигнал в случае перегрузки.

Характеристика и преимущества оборудования

Востребованность плазмореза связана с комплексом преимуществ, которым обладает данное устройство:

возможность автоматической обработки в автономном или полуавтономном режиме;

высокая точность выполнения поставленных задач;

длительный эксплуатационный период;

наиболее высокий показатель производительности среди аналогичных устройств;

простота использования.

Для серийного производства на самодельном станке с ЧПУ достаточно одного человека выполняющего функции оператора.

Благодаря управляющей программе станок с ЧПУ способен изготовлять подряд большое количество деталей с идентичными параметрами. Несмотря на высокую мощность сигнала, в сравнение с другими станками плазморез потребляет минимальный объем электричества. Это позволяет экономить на работе с плазменным станком.

Комплектующие самодельного станка редко выходят из строя. Чаще всего поломки возникают с плазменным резаком. На современных устройствах об этом может сообщать специальный сигнал. Данная деталь стоит относительно дорого, но способна прослужить длительное время.

Плазменная резка является одним из самых скоростных видов обработки. Станочный прибор имеет сложную конструкцию, в состав которой входит электронное оборудование. Но обучение по его использованию занимает минимум времени.

Станок плазменной резки металла с ЧПУ способен обрабатывать даже самые твердые виды стали. Минимальная толщина, на которую погружается плазменный резак, составляет 0,5 миллиметров. Максимальная может достигать 15 сантиметров. При помощи плазменного резака обеспечивается ровный срез в соответствии с заданной схемой, но при этом заготовка практически не нагревается. Преимущество рабочего инструмента заключается в крайне низкой вероятности сбоев, когда выполняется ЧПУ плазменная резка.

Конструкция

Базовая конструкция плазменного станка практически не отличается от других станочных приборов и состоит из:

основного блока;

источника подачи электричества;

рабочего механизма.

 

Рабочий механизм включает наконечник и шланг. Вместе они образуют электрическую дугу при включении. Главным инструментом, выполняющим плазморезку, выступает плазменный резак. Данный механизм также известен под названием «плазматрон». В процессе обработки он получает силу тока через источник питания, что позволяет ему работать на протяжении длительного периода. В главном блоке находится кабель-шланговый пакет и воздушный компрессор.

Плазматрон и плазморез — разные понятия.

Плазматрон, известный также под названием «плазменный резак» — рабочий инструмент станочного прибора. Плазморез — название всего станка.

Плазматрон состоит из:

сопла;

электрода;

охладителя (изолятора);

канала подачи сжатого воздуха.

Электрод возбуждает электрическую дугу, благодаря чему она приводится в рабочее состояние. Данная деталь производится по чертежам на основе различных элементов: гафний, цирконий, бериллий, торий.

Принцип работы Первоначально создаются чертежи и задается программа. Плазменный станок получает сигнал и активируется после нажатия на кнопку включения. После этого плазматрон начинает получать ток, и образует рабочую дугу. Ее температура достигает более тысячи градусов по Цельсию выше нуля, благодаря чему она свободно может резать любые металлы.

Образуется давление, посредством которого в камеру поступает воздух. Под действием высокой температуры выполняется его нагревание и ионизация, благодаря чему он приобретает функции токопроводника.

В сопле воздух превращается в плазму, и подается на поверхность заготовки. Когда ЧПУ плазма и поверхность соприкасаются, дуга рабочего инструмента загорается и начинает плавить металл, в результате чего выполняется плазморезка. Для формирования траектории заранее создается схема.

Как выбирать оборудование для плазменной резки листового проката

Если ваша деятельность связана с производством металлоконструкций, резкой стальных листов в нужный размер, то стандартные гильотины целесообразно заменить установками плазменного раскроя. Прочитав далее, вы узнаете, чем отличаются предлагаемые промышленностью станки, на какие характеристики нужно обращать внимание. Не менее важны и цены на оборудование, представленное на рынке.

На текущий момент времени плазменная резка признана наиболее эффективным методом раскроя стальных листов. Основное преимущество — экономия, недоступная для гильотин.

== Достоинства плазморезов:

==

максимальная толщина листа — 150 мм;

сталь режется быстро и точно.

В составе плазморезов с ЧПУ выделяют:

 блок питания, контролирующий непрерывную подачу тока на рабочие узлы. Стандартно устанавливается либо трансформатор, либо инвертор необходимой мощности;

функциональный блок. Его задача — непосредственный раскрой металла на заготовки;

воздушный компрессор, охлаждающий рабочие модули и подающий воздух в рабочую зону;

блок управления с возможностью программирования выполняемых операций;

шланги и кабели для соединения модулей между собой и подключения внешних устройств при необходимости.

Принцип действия оборудования

Задача станков, работающих под управлением ЧПУ — раскрой листов в соответствии с заданной программой. Рабочий элемент — не нож гильотины, а плазменная струя. После включения в электрическую сеть между стальным листом и соплом образуется электрическая дуга, температура которой может достигать 30 000 0 С. Как только станок включается, сопло подает в зону работы специальный газ. При прохождении через электрический ток газ преобразуется в плазму, прорезающую металл быстро и точно.

== Применение оборудования

==

Сфера применения плазморезов в промышленности практически не ограничена. В любом производстве, предполагающем раскрой металлических заготовок, должна быть установка плазменной резки. Благодаря быстрой и легкой перенастройке программного обеспечения установки можно применять и в серийном, и в штучном производстве металлоконструкций. На сегодняшний день без плазморезов невозможно производство:

плавсредств, кораблей, понтонов;

легковых и грузовых автомобилей, спецтехники;

станков;

вагонов, цистерн, ж/д платформ;

самолетов, летательных аппаратов;

отопительного оборудования и многого другого.

В зависимости от функционального назначения при помощи установок можно вырезать не только простые, но и сложные геометрические формы, элементы дизайна и оформления фасадов зданий, малые архитектурные формы. Правильная настройка режима — это возможность работать не только со сталью, но и с композитными материалами, сплавами и т.д.

Виды оборудования

Стандартная установка для плазменной резки практически не требует участия человека-оператора в работе. Все операции выполняются автоматически в соответствии с заданной программой. От специалиста требуется только составление программы и загрузка ее в блок управления. В зависимости от способа применения плазморезы относят к одной из следующих групп:

стационарный станок портального типа;

стационарные машины портально-консольного типа;

стационарные УВПР шарнирного типа;

мобильные установки. Их размещают непосредственно на листе металла, подлежащем раскрою.

В зависимости от возможностей блока управления установки и типа перемещения делятся на следующие виды:

линейные;

с функцией фотокопирования;

магнитно-копировальные;

с ЧПУ.

Дополнительно установки делятся на несколько подвидов в зависимости от количества операций, выполняемых в каждый момент времени. Стоимость плазморезов

== Цена оборудования для раскроя существенно разнится в зависимости от объема и характера выполняемых операций: ==

Бюджетные.

Максимальная толщина обрабатываемого металла — 20 мм.

Производитель гарантирует среднее качество реза и кромки. Не получится в час раскраивать листы под 100 автомобилей или тракторов.

Общепромышленные. 

Максимальная толщина металла ограничена 100 мм. Есть возможность проводить узкоспециальные операции при хорошем качестве реза и кромки.

Профессиональные.

 Эта группа объединяет все плазморезы универсального типа с практически неограниченным функционалом. Отличаются высокой производительностью. На деталях не остается облой (кромка). Есть возможность настраивать на изготовление деталей сложной формы со сверхмалыми отверстиями.

Кто предлагает лучшее оборудование для плазменной резки

Если вопрос денег не актуален, можно обратить внимание на продукцию концернов Hypertherm (США) и Kjellberg (Германия). Аппараты данных компания обладают высокой скоростью работы, максимально точны. Готовые изделия отличаются высочайшим качеством. Единственный недостаток — очень высокая цена. За простейшую установку придется заплатить в разы дороже, чем за аналог, произведенный в Украине или Азии.

Если речь идет о покупке бюджетного оборудования с хорошим качеством реза, стоит обратить внимание на продукцию компаний Suda Потребитель получает надежную установку   с минимумом брака.

Если требуется массовое производство, и вопрос качества заготовок не является решающим, можно приобрести станок, произведенный в Китае. Стабильность кроя и электрической дуги не гарантированы.

Выбрать плазморез, идеально сочетающий в себе низкую цену, идеальное качество, производительность и надежность, не получится. Приходится расставлять приоритеты.

== Как выбирать оборудование для раскроя металла

==

Чтобы не сделать ошибку и не потратить деньги впустую, до оформления заказа на плазморез необходимо ответить на ряд вопросов:

требуется стандартная резка типовых деталей или речь идет о производстве сложных 3D-изделий;

как планируется управлять оборудованием — при помощи программного обеспечения, фотокопирования и т. д.;

сколько одинаковых деталей требуется в час/минуту? Нужно ли одновременное изготовление нескольких однотипных изделий;

листы какой толщины предстоит обрабатывать? От этого показателя зависит мощность установки.

Наиболее важные показатели — поддерживаемые напряжение и сила тока. Если требуется быстрое изготовление партий деталей, важно учитывать длительность разового реза без перегрева оборудования. При выборе сопел предпочтение лучше отдавать образцам из меди. Тогда их придется реже менять. Изготовление деталей из металла большой толщины возможно, если в зону резки подавать азот. Резка деталей небольшой толщины Предполагает применение воздуха.

Производители поставщики, уважающие своих клиентов, предлагают приобрести не просто стандартные установки для резки металла, а предлагают ответить предварительно на ряд вопросов, характеризующих деятельность. На основании полученных данных подбирается оптимальная модель, соответствующая потребностям заказчика.

Причины выхода оборудования из строя

Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что чаще всего станки выходят из строя по следующим причинам:

напряжение в сети нестабильно, наблюдаются скачки, превышающие диапазон, установленный производителем;

выработан ресурс, детали изношены и подлежат замене;

в электросети фиксируются короткие замыкания.

Основные узлы, требующие замены — трансформаторы или инверторы, диоды и резисторы. Дополнительно приходится регулярно проверять мундштуки  и их работоспособность.