Plazmové rezačky

Plazmové rezanie patrí k najmodernejšiemu deleniu materiálov. Rezať sa dajú ako všetky elektricky vodivé materiály ako napr. hliník, nerezová oceľ, meď, bežné druhy ocele a ďalšie, tak je možné aj rezať materiály nevodivé. Princípom tohto druhu rezania je využitie tenkého lúča plazmy. Elektrický oblúk sa dostane vysokou rýchlosťou von a vznikne lúč, materiál je vyfúknutý z reznej škáry a to vďaka narastajúcemu tlaku a rýchlosti plazmového plynu.

Plazmová rezačka je určená na rezanie elektricky vodivých materiálov.

Ide o prúd horúceho plynu, ten je navyše ionizovaný elektrickým oblúkom, a následne pretláčaný plazmovým horákom v nesmiernej rýchlosti. Pretože teplota plazmy je veľmi vysoká (dosahuje hodnoty až 20 000 °C), pri jej kontakte s rezaným materiálom vznikne elektrický obvod a plazma prenikne elektricky vodivým materiálom ľahko ako nôž kuchynským maslom.Plazmové rezačky sú skvelým prístrojom na rezanie stredne hrubých elektricky vodivých materiálov. Zanechávajú po sebe elegantné rezy a nijako výrazne nenarušujú teplotu rezaného materiálu.

Plazmové rezačky sú jednoduché na použitie a používajú sa na rýchle delenie kovov s hrúbkou do max. 30 mm. V priemysle sa CNC plazmy využívajú už dlho a svoje miesto postupne nachádzajú ručné plazmy aj v menších dielňach. Ručné rezačky sú vhodné na rezanie plazmou aj v zle dostupných miestach, čím často predčia rezanie kotúčom. Ich výhodou je predovšetkým rýchlosť a flexibilita pri rezaní rôznych tvarov.

Plazmové rezanie ponúka zjavné výhody, kvôli ktorým sa čoraz viac uplatňuje nielen v priemysle, ale aj v dielňach:

• vysoká rýchlosť rezania – vyššia produktivita, v porovnaní s rezaním kyslíkom je plazmové rezanie omnoho rýchlejšie (až 5x),

• jednoduché ovládanie rezačky,

• rezanie všetkých kovových materiálov, aj vysoko legovaných a farebných kovov, vďaka vysokej teplote v pracovnej oblasti,

• rezanie rôznych geometrických tvarov,

• relatívne malé tepelné ovplyvnenie rezaného materiálu,

• mobilita ručnej rezačky,

• pri ručnom rezaní sa nepoužívajú žiadne špeciálne plyny - používa sa stlačený vzduch, čo zvyšuje aj bezpečnosť (nepoužívajú sa horľavé plyny),

• na manuálne plazmové rezanie nie je potrebná vysoká kvalifikácia.

  
  

• nižšia kvalita povrchu rezu

• obmedzená hĺbka rezu – bežne do 30 mm, pre hrubšie materiály je rezanie plazmou neekonomické. Pri strojných CNC rezačkách sa preto kombinuje technológia rezania plazmou napr. s rezaním plameňom, ktorý umožňuje hlbšie rezy.

• vyššia šírka reznej škáry – dosahuje až niekoľko milimetrov,

• vyššia hlučnosť – rastie so zvyšovaním intenzity prúdu,

• pri priemyselnom použití majú CNC plazmy relatívne nižšiu zvislú rovnomernosť rezu,

• odsávanie spalín odsávacími a filtrovacími zariadeniam pri priemyselných rezačkách.

Rezačky podľa spôsobu zapálenia oblúka

Pneu-mechanické (bezkontaktné)

Najčastejšie sa stretnete s pneu-mechanickým typom, u ktorého odpadá starosť s tryskami.

• oblúk vzniká bezkontaktne

• lepšia životnosť trysiek

• vyššia produktivita

Vysokofrekvenčná (HF)

Najpohodlnejšie je vysokofrekvenčné zapaľovanie. Oblúk sa vytvára bezkontaktne pomocou vysokofrekvenčného impulzu medzi katódou a anódou v tryske.

• vytvárajú vysokofrekvenčný impulz

• vysokofrekvenčný impulz zapaľuje elektrický oblúk bezkontaktne

• presnejšie a rýchlejšie rezanie

• vysoká obstarávacia cena

Kontaktné

V minulosti sa na zapaľovanie rezačiek využíval kontaktný spôsob. Je nutné, aby sa vyfukovacia tryska horáka dotýkala rezaného materiálu, inak sa nevytvoril elektrický oblúk. Problém tohto typu zapaľovania tkvie v rýchlom opotrebovaní trysiek kvôli častému kontaktu s materiálom.

• starší spôsob zapaľovania

• vyfukovacia tryska sa dotýka rezaného materiálu

• problém s rýchlym opotrebovaním trysiek

Ručné plazmové rezačky

Rezačky pre ručné rezanie plazmou sú určené pre remeselníkov do dielne, domácich majstrov, ale aj umelcov, ktorí režú rôznorodé tvary. Vďaka malým rozmerom a nízkej hmotnosti sú ručné rezačky prenosné, čo je ich hlavnou výhodou. Sú známe aj pod názvom plazmová fréza. Ručnou plazmovou rezačkou sa výborne dostaneme do ťažko prístupných miest, kam by sme sa s klasickým rezným kotúčom nedostali. Pri rezaní plazmovou rezačkou nevzniká trieska ako pri rezaní kotúčmi, ale troska.Ručné plazmové rezačky sa používajú na delenie materiálu menších hrúbok od 2 mm až po 30 mm, výkonnejšie rezačky zvládnu aj hrúbku 40 mm, čo je však zvyčajne neekonomické. Rezný výkon rezačiek je do 100 ampérov.

Automatické CNC plazmové rezačky

Automatická plazmová rezačka je zariadenie s automatizovanými rezacími hlavami. Ide o tzv. portálové rezacie hlavy, ktoré sú pripevnené k ramenu a sú riadené konzolou. Takéto plazmové rezačky majú samostatný softvér – CNC. Majú vysoký výkon a využívajú sa v profesionálnych dielňach alebo v hutníckom priemysle na obrábanie veľkých kusov vodivých materiálov. Sú stacionárne, pretože majú väčšie rozmery, pre rezanie využívajú horľavé plyny.

Hrúbka materiálu rezaného plazmou je do 40 mm, pri rezaní plameňom až 300 mm. Strojové plazmové rezačky sú určené pre sériovú výrobu a dajú sa len ťažko prenášať. Sú samozrejme neporovnateľne výkonnejšie a presnejšie než ručné rezačky. Strojové plazmové rezačky sa používajú pre sériovú výrobu a dajú sa len ťažko prenášať. Sú samozrejme výkonnejšie a presnejšie než ručné rezačky. Plazmové rezačky sa využívajú v strojárskej výrobe, vo výrobe oceľových konštrukcií, v automobilovom, železničnom, lodnom, stavebnom priemysle aj v agrotechnike.

Hobby rezačky- rezačky na stlačený vzduch

Hobby ručné rezačky na rezanie ako plyn využívajú klasický stlačený vzduch. Ten do rezačky vháňajú pomocou zabudovaného kompresora

alebo častejšie ako samotné zariadenie.

Profi rezačky - rezačky na inertné plyny a ich zmesi

Pri profi automatických rezačkách sa stretnete so stlačeným špeciálnym inertným plynom, ktorý sa určuje podľa rezaného materiálu.

Výber plynu záleží od hrúbky materiálu, žiadanej kvalite rezu, použitého plazmového zdroja a horáka, aj na nákladoch na plyn.

• Argón – určený na rezanie ľahkých a farebných kovov, využíva sa aj na kompozitné materiály

• Kyslík – rezanie ocele (konštrukčná aj legovaná) a kompozitných materiálov

• Dusík – rezanie vysokolegovanej ocele

Prvým dôležitým faktorom pri výbere je možnosť zabudovaného kompresora priamo v plazme . U výrobcov takéto stroje spoznáte tak, že majú v názve písmeno “K”. Jedná sa o stroje s nižším výkonom, ktoré sú určené skôr na hobby využitie.

Rezanie plazmou nevyhnutne vyžaduje chladenie.

• Hobby alebo poloprofesionálne modely - používa sa chladenie vzduchom. Vzniknuté teplo sa odvádza do okolitého priestoru, pričom vnútorné kanály sa ochladzujú pomocou kyslíka alebo inertného plynu, súčasťou chladenia je ventilátor. Tento spôsob chladenia má ale svoje limity, preto je dôležité vykonávať pravidelné prestávky, v opačnom prípade hrozí roztavenie dýzy.

• Strojové plazmové rezačky - používané vo výrobe, je nevyhnutné použiť účinnejšie chladenie prostredníctvom kvapaliny, ktorá prúdi v kanáloch plazmového horáku pomocou vodného čerpadla. Tento spôsob odvádza teplo omnoho rýchlejšie a vďaka tomu umožňuje nepretržitú alebo minimálne obmedzenú prevádzku.

Pri niektorých výkonných, ale aj hobby plazmových rezačkách výrobca môže uvádzať takisto dĺžku pracovného cyklu. Ide o časový údaj, počas ktorého je plazmová rezačka schopná nepretržite – neobmedzene vykonávať rezací cyklus. Pri bežných kompaktných rezačkách je potrebné dodržiavať prestávky a nerezať nepretržite, aby nedošlo k prehriatiu.

Udáva, ako dlho rezačky pracuje a aká dlhá je nutná prestávka na vychladnutie rezačky. Dĺžka pracovného cyklu sa uvádza v percentách. Napríklad pri pracovnom cykle 60 % a 10 minútovej práci počítajte s tým, že 6 minút rezačka pracuje na plný výkon a 4 minúty sa chladia.

Ovplyvňuje hrúbku rezaného materiálu. Na rezanie 1 mm hrúbky nelegovanej ocele sa uvádza zhruba 3-5A výkonu. Napríklad pre rezanie plechov hrúbky 5 mm by sme teda mali zvoliť plazmový rezací stroj najmenej s výkonom 20A . V prípade rezania hliníka alebo nerezovej ocele musíme počítať ešte s zhruba o 20% vyšším výkonom .

Plazmové rezanie je vhodnejšie pre tenké a stredne hrubé materiály. Použitie sa obmedzuje do 180 mm pri suchom rezaní a 120 mm pri rezaní pod vodou v závislosti od typu materiálov. Naopak, autogén môžeme odporučiť pre väčšie hrúbky. Pri materiáloch pod 5 mm ale musíme počítať s veľmi zlou kvalitou rezu.

Pre tenké materiály je vhodné použitie lasera, kde pri rezaní konštrukčnej ocele dochádza k obmedzeniu na 20 mm hrúbky materiálu, pri vysokolegovanej oceli je to 15 mm a pri hliníku iba 10 mm .

Medzi ďalšie výhody rezania plazmou oproti autogénu patrí veľmi malé tepelné ovplyvnenie materiálu. V oblasti vysoko legovanej ocele a hliníka v strednej a väčšej hrúbke je plazma bezkonkurenčná .

Nevýhodou okrem väčších obstarávacích nákladov je širšia rezná škára. Pre veľmi presné rezy u slabších a stredných hrúbok, a taktiež pre rezanie malých otvorov či úzkych pásikov je oveľa vhodnejšie laserov, u ktorého je rezná škára iba ( 0,2 - 0,4 mm )