Tinjauan Komprehensif Mesin Pemotong Plasma CNC

Dasar-dasar

Sebuah Mesin pemotong plasma CNC , juga dikenal sebagai pemotong plasma CNC, biasanya digunakan untuk memotong logam untuk berbagai tujuan. Mesin CNC plasma adalah mesin yang menerapkan pendekatan pemotongan plasma dalam permesinan CNC. Dalam operasi pemesinan CNC konvensional, mata bor atau alat pemotong digunakan untuk memotong benda kerja atau menghilangkan bagian yang tidak diinginkan dari benda kerja dengan kekuatan fisik menusuk, menembus, atau mengiris. Di sisi lain, mesin CNC plasma tidak menggunakan alat pemotong konvensional melainkan semburan plasma panas.

Jenis mesin ini sangat cocok untuk operasi pemesinan yang melibatkan bahan konduktif listrik. Misalnya, bahan seperti baja, baja tahan karat, aluminium, kuningan, atau tembaga semuanya dapat dipotong dengan obor plasma . Ada lebih banyak bahan logam yang dapat dipotong dengan mesin CNC plasma. Pemotongan plasma juga dapat diterapkan dalam pengaturan industri lainnya seperti fabrikasi, perbaikan dan restorasi mobil, konstruksi, dll.

Apa itu Plasma?

Plasma dianggap sebagai materi keempat selain padat, cair, dan gas. Seperti yang kita ketahui, suatu benda berubah wujudnya dari satu ke yang lain melalui perubahan suhu, pemanasan atau pendinginan. Sifat perubahan suhu adalah dinamika energi. Aturan dasarnya seperti ini, ketika zat padat dipanaskan, secara bertahap meleleh dan berubah menjadi cair. Ketika dipanaskan lebih lanjut, cairan menguap menjadi gas. Jadi di mana plasma di dalamnya?

Sederhananya dan lurus, ketika gas atau uap dipanaskan lebih lanjut, gas menjadi terionisasi dan konduktif listrik dan berubah menjadi plasma. Pemotong plasma mentransfer energi dari gas konduktif listrik ke bahan konduktif listrik, benda kerja logam. Proses yang mentransfer energi dari plasma ke benda kerja menyebabkan hilangnya bagian kontak plasma.

Cara bagian-bagian benda kerja dilepas atau dibedah oleh plasma lebih mirip dengan pemesinan pelepasan listrik atau pemotongan laser daripada pemesinan CNC tradisional. Alih-alih membedah bagian-bagian benda kerja secara fisik, plasma melelehkan atau menguapkan bagian-bagiannya. Pemotongan plasma dianggap sebagai salah satu tindakan pemotongan presisi dalam permesinan CNC.

Konstruksi dan Prinsip Kerja

Ada tiga komponen penting dari mesin CNC plasma:catu daya, konsol awal busur plasma, dan obor plasma. Catu daya pemotong plasma mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC konstan yang berkisar antara 200 hingga 400 VDC. Tegangan DC harus konstan untuk mempertahankan busur plasma selama proses pemotongan. Sistem catu daya juga mengontrol keluaran arus berdasarkan jumlah yang dibutuhkan untuk memotong jenis dan ketebalan bahan tertentu. Semakin tebal atau kaku benda kerja, semakin besar keluaran arus listrik yang dibutuhkan.

Mesin plasma CNC biasanya membawa obor plasma, dan obor dapat dipindahkan ke jalur yang diarahkan oleh komputer. Istilah "CNC" disebut sebagai "Computer Numerical Control", artinya komputer digunakan untuk mengarahkan gerakan mesin berdasarkan kode numerik dalam suatu program.

Obor mesin pemotong plasma CNC dapat memotong baja, baja tahan karat, aluminium, kuningan, dan tembaga, serta logam konduktif lainnya. Ini sering digunakan di toko fabrikasi, bengkel perbaikan dan restorasi otomotif, konstruksi industri, atau operasi penyelamatan dan pembongkaran.

Karena kecepatan tinggi dan sifat presisi dari pemotong ini, pemanfaatan pemotongan plasma telah tersebar luas dari aplikasi CNC industri skala besar hingga ke toko hobi kecil. Tetapi ada komponen yang lebih penting yang perlu diperhatikan:

Semua elektronik di CNC dan sistem penggerak bekerja dan berkomunikasi dengan sangat cepat, sering kali mengukur dan memperbarui informasi posisi setiap beberapa milidetik. Hal ini memungkinkan gerakan mesin menjadi halus dan cukup akurat untuk menghasilkan bagian potongan plasma dengan kualitas tepi yang halus, lurus, konsisten, dan dimensi bagian yang presisi.

• Pengontrol Obor dan Obor: Untuk memotong bagian dari pelat logam, CNC mengarahkan gerakan obor. Program bagian kemudian bertanggung jawab untuk memberi tahu obor kapan harus hidup dan mati. Program bagian ini biasanya dibuat oleh perangkat lunak yang disebut sebagai "post-processor", yang dapat mengambil bagian geometri dari file CAD dan menerjemahkannya ke dalam bahasa (biasanya disebut sebagai kode-M dan kode-G ) yang dapat dibaca oleh CNC.
• Sistem Penggerak: Mesin pemotong plasma CNC juga mencakup sistem penggerak yang terdiri dari amplifier penggerak, motor, enkoder, dan kabel. Setidaknya ada dua motor untuk sumbu X dan sumbu Y, masing-masing. Kemudian ada penguat driver untuk setiap motor, yang mengambil sinyal daya rendah dari CNC dan mengubahnya menjadi sinyal daya tinggi untuk memulai motor. Setiap sumbu menggabungkan mekanisme umpan balik, biasanya encoder, yang menghasilkan sinyal digital untuk menunjukkan seberapa jauh sumbu telah berjalan. Kabel kemudian mengarahkan daya ke motor dari amplifier dan membawa sinyal posisi dari encoder kembali ke CNC.
• Sistem I/O: Pemotong plasma CNC akan memiliki sistem kelistrikan yang menangani input dan output. Ini pada dasarnya bagaimana plasma dihidupkan oleh CNC pada waktu yang optimal. Misalnya, ini dapat dilakukan dengan menyalakan output yang menutup relai. CNC pemotong plasma menggunakan input sebagai petunjuk ketika busur plasma telah dimulai dan siap untuk bergerak. Itu adalah input dan output paling mendasar yang dibutuhkan, tapi jelas, bisa lebih banyak lagi.

Banyak fitur lain yang dapat ditambahkan ke pemotong plasma CNC, seperti sistem kontrol ketinggian tegangan busur, sistem bevel plasma, sistem kontrol plasma terintegrasi, dan sebagainya. Namun demikian, dasar-dasar pemotong plasma CNC yang dijelaskan di atas akan umum untuk semua mesin tersebut, dari yang paling sederhana hingga yang paling rumit.

Prinsip Kerja Dijelaskan

Seperti disebutkan di atas, gas plasma digerakkan oleh busur yang dihasilkan oleh elektroda dari sumber listrik. Yang pertama adalah busur pilot dan diikuti oleh busur utama.

Pada saat sumber listrik dioperasikan, akan memberikan tegangan negatif pada elektroda yang merupakan katoda dari rangkaian pilot arc. Kemudian tegangan positif sementara ditempatkan pada nosel, yang merupakan anoda dari rangkaian busur pilot, dan busur pilot kemudian akan dimulai. Saat busur pilot mengalir melalui lubang nosel ke benda kerja, sirkuit busur utama akan dihasilkan dan operasi pemotongan aktual akan didorong untuk meningkatkan arus pemotongan yang optimal.

Ketika nosel dibuka oleh busur utama, mesin plasma akan menghasilkan plasma hingga 20.000 ° C dan bergerak menuju benda kerja. Setelah panas diberikan ke benda kerja, benda kerja lokal mulai meleleh oleh gas plasma yang menguap. Setelah benda kerja yang terlokalisasi benar-benar melemah, bagian material yang diinginkan pada benda kerja akan mulai dihilangkan. Pada saat itu, arus dan nozzle akan mengontrol aliran gas plasma, untuk mengejar pemotongan yang paling tepat dan mengurangi deformasi produk.

Ketika semuanya sudah siap, obor mesin plasma akan mengikuti instruksi program CNC, untuk bergerak melintasi permukaan benda kerja dengan kecepatan yang sesuai dan gerakan yang diperlukan. Setelah itu, pemotongan yang diinginkan akan dilakukan pada benda kerja dengan presisi optimal dan hasil akhir yang halus sesuai kebutuhan.

Keuntungan &Biaya

Mesin plasma yang dikontrol CNC memastikan presisi optimal dari bagian akhir. Selain itu, bahkan bahan yang lebih tebal dapat diproses hanya dengan menyesuaikan sumber daya. Oleh karena itu, mereka dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Selain itu, pemotong plasma memungkinkan peralatan dan biaya operasional yang lebih rendah, yang menjadikannya mesin pemotong dengan nilai dan efektivitas tinggi.

Biaya

Pemotong plasma CNC, terutama obor, dulunya cukup mahal. Untuk alasan ini, mereka biasanya hanya ditemukan di bengkel las profesional dan garasi dan toko pribadi yang lengkap. Namun, obor plasma modern menjadi lebih murah dan sekarang berada dalam kisaran harga banyak penghobi, yang bisa kurang dari $300.

Unit yang lebih lama mungkin sangat berat, tetapi tetap portabel, sementara beberapa unit yang lebih baru dengan teknologi inverter hanya memiliki bobot yang sedikit, namun sama atau melebihi kapasitas unit yang lebih lama.

Keamanan Operator untuk Pemesinan Terkait Plasma

Untuk memastikan keselamatan mereka yang mengoperasikan pemotong plasma CNC, pelindung mata yang tepat, dan pelindung wajah diperlukan untuk mencegah kerusakan mata (yaitu mata busur) serta kerusakan akibat serpihan.

Sarung tangan kulit, celemek, dan jaket juga disarankan untuk mencegah luka bakar akibat percikan api dan logam panas. Bekerja di area bersih yang bebas dari cairan, bahan, dan gas yang mudah terbakar sangat penting. Percikan api dan logam panas dari pemotong plasma dapat dengan cepat menyebabkan kebakaran jika tidak diisolasi dari benda yang mudah terbakar.

Pemotong plasma dapat mengirim bunga api panas terbang hingga 5 kaki jauhnya dalam situasi tertentu. Operator alat berat biasanya tidak mengetahui adanya kebakaran yang dimulai karena mereka berada di balik pelindung wajah mereka. Lakukan tindakan pencegahan keselamatan untuk memastikan area kerja Anda bebas dari bahaya kebakaran.