CNCプラズマ切断の世界を始める-パート2

さまざまな素材をカットする方法はたくさんあります。ただし、導電性金属を切断する場合は、プラズマ切断が好ましい選択肢になりつつあります。金属を手で切断する場合でも、CNC（Computer Numeric Control）操作で切断する場合でも、プラズマ切断は他の切断およびパンチングプロセスよりも優れています。この記事では、プラズマ切断とは何か、それがどのように機能するか、そして切断能力について説明します。

プラズマ切断とは何ですか？

プラズマ切断は、高強度のプラズマアークで導電性金属を切断するプロセスです。このジェットはワークピースを溶かし、溶けた材料を押しのけてカットを作成します。プラズマ切断機の主要コンポーネントは、電源です。 、アークスターター 、およびトーチ 。電源は、カット全体を通して一定のDC電圧を供給する役割を果たします。次に、アークスターターはトーチ内にアークを作成して切断プロセスを開始します。トーチの主な目的は、ハンドヘルドで操作する場合でも、CNCで操作する場合でも、トーチ内にある消耗品を意図的にカットして冷却することです。これらの部品は、一定の寿命が経過した後に交換し、切断条件に応じて交換する必要があるため、消耗品と呼ばれます。トーチ内の主な消耗品は、スワールリングです。 、電極 およびノズル 。さらに、切断プロセスを支援し、ワークピースを貫通してトーチ消耗品のシールドとして機能するために使用される導電性ガスの必要性が必要になります。これらすべてのコンポーネントが連携してプラズマアークを生成し、これを使用して導電性金属を切断します。プラズマ切断機を販売し、切断機を操作するために必要な消耗品を供給する多くの会社があります。これらのカッターは、ハンドヘルドまたはCNCマシンと組み合わせて使用​​できます。あなたの使用目的と材料の厚さに応じて、どのプラズマ切断機があなたに適しているかを決定します。プラズマ切断機を見るときは、必ずメーカーの仕様を読んでください。これにより、カッターを操作するために必要な要件がわかり、プラズマカッターの使用が推奨されます。メーカーの仕様には、必要なガス圧とさまざまな切断長の容量に加えて、必要な供給電力やアンペアなどの電気的要件も記載されています。さらに、ほとんどのメーカーは、特定の材料と厚さに使用するノズルとアンプを指定するリストを推奨しています。

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プラズマ切断はどのように機能しますか？

プラズマ切断がどのように機能するかを理解するには、まずプラズマとは何かを知る必要があります。プラズマは物質の4番目の状態です。これは、物質が増加するレベルのエネルギーにさらされるときに発生します。物質の3つの一般的な状態は、固体、液体、気体です。十分なエネルギーが導入されると、プラズマを生成する4番目の状態が発生します。このプラズマは、技術的に過熱された電気イオン化ガスです。プラズマ切断の基本的な動作は、電気チャネルがカッターから材料に作成され、接地によってカッターに戻るときに発生します。したがって、切断される材料は、この電気回路を完成させるのに役立つ必要があります。プラズマ切断機は、電気回路を作成するだけでなく、プラズマのエネルギーをワークピースに伝達するのに役立つ導電性ガスを必要とします。これは通常、圧縮空気、窒素、酸素、またはアルゴンと水素の混合物のいずれかの形をしています。この強制ガスは、トーチとそのコンポーネントと連動して、高強度のアークを供給します。トーチの内側には、スワールリング、電極、ノズルがあります。外側には盾があります。ガスが導入されると、スワールリングがノズル間の電極の周りにガスの渦を発生させ、適切なアークアタッチメントを生成します。スワールリングがないと、不適切なガス混合が発生し、最も高温のガスがノズルに接触して燃焼します。さらに、スワールリングは電極から熱を奪うのに役立ちます。したがって、スワールリングがないと、2つの主要コンポーネントがすぐに燃え尽きる可能性があります。アークスターターから火花が発生すると、この時点で内部のガスがイオン化され、電極からノズルに流れる電流が発生してプラズマアークが発生します。ここから、アークはワークピースにジャンプしてカットを作成します。ノズルの役割は、アークの焦点を合わせ、アークの厚さを決定することです。より厚い材料の場合、より広いノズルが必要になり、より薄い材料およびより正確なカットの場合、より薄いノズルが好ましいであろう。ピースが切断されたので、高温の溶融材料がピースの背面から吹き付けられ、消耗品に非常に高温の状態を引き起こします。ここでシールドが機能します。シールドの主な役割は、トーチの消耗品を保護することです。これは、ガスがノズルに沿って移動できるようにすることでこれを実現し、熱障壁を作成し、プラズマのアークをさらに集中させて、より安全でより正確なジェットを作成します。

プラズマ切断能力。

他の切断オプションを見ると、プラズマカッターは単純さと費用効果の点で他の操作よりも優れています。これがプラズマ切断の人気の理由です。ただし、プラズマ切断に伴ういくつかの欠点があります。上記の最初の制限は、導電性金属のみを適切に切断できることです。高圧水と研磨剤のみが使用されているため、さまざまな材料を切断できるウォータージェットとは異なります。 2番目に目立つ制限はカット品質です。消費者がカットで探す2つの主要なものは、ドロスです。 および斜角 。ドロスは、カットが行われている溶融材料の蓄積です。これは作る カットエッジはギザギザで、素材の他の部分よりも厚いです。これに対する簡単な解決策は、ドロスを単純に削り取り、滑らかなエッジを作ることです。 斜角 完成したエッジが置かれる角度です。高品質のカットは完璧なフラットエッジを残します。ただし、プラズマは斜角のエッジを残します。これは、ドロスと同様に、材料の厚さによって異なります。材料が厚いほど、これらの属性が発生する可能性が高くなります。これらのネガティブカット属性の多くは、適切なアンペア数とノズルの組み合わせによって解決できます。使用しているマシンと材料に最適なものをテストするとともに。テストカットは通常、最適なトーチの高さ、アンペア、およびノズルの組み合わせを決定するプラズマカッターをセットアップするときに実行されます。役立つもう1つの重要な属性は、使用されているガスの種類です。カットによって、使用するガスの種類が異なります。ガスの最も一般的な形態は空気です。ただし、材料の厚さの範囲には上限があり、より厚い材料には他のガスが必要になります。完全に最適化すると、ハンドヘルドトーチは最大1.5インチまで切断でき、産業用トーチは最大6インチまで処理できます。プラズマカッターを初めて実行するときは、必ずテストを実行し、ガス、アンペア、およびノズルの最適な組み合わせを見つけて、最適な切断を可能にしてください。

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結論。

プラズマ切断は何年にもわたって指数関数的に発展し、上記のような切断制限があっても、プラズマ切断は他の切断操作と完全に一致します。切断の品質と価格を見ると、プラズマ切断がほとんどの切断用途に最適な操作であることは明らかです。これで、プラズマ切断とは何か、そしてそれがどのように機能するかが明確になるはずです。この知識があれば、ニーズに合った適切なプラズマ切断機を購入し、自信を持って操作できるようになるはずです。

ニコラスキニー、
Nicholasは、Diamond ManufacturingCompanyで機械エンジニアとして採用されています。彼の責任/経験には、タレットとファイバーレーザーのCNCプログラミングが含まれます。仕事以外では、機械加工、プラズマ切断、トラクタートレーラー用の電気機械式ジャックナイフ現象防止システムの発明に取り組んでいます。