CNC Plasma Cutter: Aplikasi dan Manfaat dalam Fabrikasi Modern

Apa Itu CNC Plasma Cutter?

Pemotongan plasma CNC adalah proses yang memotong melalui bahan listrik konduktif dengan cara jet plasma panas yang dipercepat. Bahan umum yang dipotong dengan lampu plasma meliputi baja, aluminium, kuningan dan tembaga, meskipun logam konduktif lainnya juga dapat dipotong. CNC plasma cutter sering digunakan di bengkel fabrikasi, perbaikan dan restorasi otomotif, konstruksi industri, dan operasi recovery dan pengurangan skrap. Karena kecepatan tinggi dan potongan presisi yang digabungkan dengan biaya rendah, CNC plasma cutter digunakan secara luas dari aplikasi CNC industri skala besar hingga bengkel hobi kecil.

Proses Dasar Pemotongan Plasma CNC

Proses pemotongan plasma CNC dasar melibatkan pembuatan saluran listrik dari gas superpan, listrik terionisasi yaitu plasma dari CNC plasma cutter itu sendiri, melalui benda kerja yang akan dipotong, sehingga membentuk rangkaian listrik yang lengkap kembali ke CNC plasma cutter melalui klem grounding. Ini dicapai oleh gas terkompresi (oksigen, udara, iners, dan lainnya tergantung pada bahan yang dipotong) yang ditiup melalui nozul fokus dengan kecepatan tinggi menuju benda kerja. Kemudian busa listrik terbentuk dalam gas, antara elektrode di dekat atau terintegrasi ke dalam nozul gas dan benda kerja itu sendiri. Busa listrik mengionisasi sebagian gas, sehingga menciptakan saluran konduktif listrik dari plasma. Seperti listrik dari torch cutter berjalan melalui plasma ini, ini memberikan cukup panas untuk meleleh melalui benda kerja. Pada saat yang sama, sebagian besar plasma berkecepatan tinggi dan gas terkompresi meniup logam cair panas jauh, sehingga memisahkan yaitu memotong melalui benda kerja.

Aplikasi CNC Plasma Cutter

Karena CNC plasma cutters menghasilkan "kon" yang sangat panas dan sangat lokal untuk dipotong, mereka sangat berguna untuk memotong lem logam dalam bentuk melengkung atau ber Sudut.

Plasma cutter analog, biasanya memerlukan lebih dari 2 kilowatt, menggunakan transformator frekuensi jaringan berat. Inverter plasma cutters merectifikasi pasokan jaringan ke DC, yang disalurkan ke inverter transistor berfrekuensi tinggi antara 10 kHz hingga sekitar 200 kHz. Frekuensi switching yang lebih tinggi memungkinkan transformator yang lebih kecil menghasilkan pengurangan ukuran dan bobot keseluruhan.

Transistor yang digunakan awalnya adalah MOSFETs, namun kini semakin menggunakan IGBTs. Dengan MOSFET paralel, jika salah satu transistor aktif terlalu awal, hal ini dapat menyebabkan kegagalan runtuh satu kuartal inverter. Penemuan lebih lanjut, IGBTs, tidak rentan terhadap mode kegagalan ini. IGBTs umumnya ditemukan dalam mesin arus tinggi di mana tidak mungkin untuk memasang cukup MOSFET transistor.

Topologi switch mode disebut dual transistor off-line forward converter. Meskipun lebih ringan dan lebih kuat, beberapa inverter plasma cutter, terutama yang tanpa koreksi faktor daya, tidak dapat dijalankan dari generator (yang berarti produsen unit inverter melarang melakukannya; hanya berlaku untuk generator portabel kecil dan ringan). Namun model baru memiliki sirkuit internal yang memungkinkan unit tanpa koreksi faktor daya berjalan pada generator daya ringan.

Beberapa produsen CNC plasma cutter membangun meja pemotongan CNC, dan beberapa memiliki cutter terintegrasi ke dalam meja. Meja CNC memungkinkan komputer untuk mengontrol kepala torch menghasilkan potongan yang tajam dan bersih. Peralatan CNC plasma modern mampu pemotongan multi-sumbu pada bahan tebal, memberikan kesempatan untuk sambungan las kompleks yang tidak mungkin dilakukan sebaliknya. Untuk bahan tipis, pemotongan plasma CNC digantikan secara bertahap oleh pemotongan laser, terutama karena kemampuan pemotongan lubang laser cutter yang lebih unggul.

Penggunaan khusus CNC Plasma Cutters ada di industri HVAC. Perangkat lunak memproses informasi saluran udara dan membuat pola datar untuk dipotong pada meja pemotongan oleh lampu plasma. Teknologi ini telah meningkatkan produktivitas secara enorm dalam industri sejak diperkenalkan pada awal tahun 1980-an.

Apa yang Digunakan CNC Plasma Cutter?

Plasma cutter adalah alat yang biasanya digunakan untuk memotong logam untuk berbagai fungsi. Plasma cutter handheld adalah alat yang bagus untuk dengan cepat memotong lem, plat logam, gelang, baut, pipa, dll. Lampu plasma handheld juga membuat alat gouging yang bagus, untuk back-gouging sambungan las atau menghapus las yang cacat. Plasma cutter handheld biasanya digunakan untuk memotong bentuk kecil dari plat, namun tidak mungkin untuk mendapatkan akurasi atau kualitas tepi yang cukup untuk banyak fabrikasi logam. Itulah sebabnya CNC plasma cutter penting.

CNC plasma cutter adalah mesin yang membawa lampu plasma, dan dapat menggerakkan lampu tersebut dalam jalur yang diarahkan oleh komputer. Istilah "CNC" merujuk pada "Computer Numerical Control", yang berarti komputer digunakan untuk menggerakkan mesin didasarkan pada kode numerik dalam program.

CNC Plasma Cutters juga digunakan di banyak bengkel untuk membuat logam hias. Contohnya, papan tanda komersial dan perumahan, seni dinding, papan alamat, dan seni taman luar ruangan.

CNC Plasma Cutter vs Plasma Cutter Tangan

CNC plasma cutters biasanya menggunakan sistem plasma yang berbeda dari aplikasi pemotongan tangan, yang dirancang khusus untuk pemotongan "mekanis" alih-alih pemotongan tangan. CNC plasma cutters menggunakan torch batang lurus yang dapat dibawa oleh mesin, dan memiliki antarmuka yang dapat dikontrol secara otomatis oleh CNC. Ada beberapa mesin level pemula yang dapat membawa torch yang dirancang untuk pemotongan tangan, seperti mesin PlasmaCAM. Namun setiap mesin yang dirancang untuk manufaktur atau fabrikasi serius akan menggunakan torch dan sistem plasma mekanis.

Bagian CNC Plasma Cutter

CNC juga merupakan pengontrol aktual yang dirancang untuk mesin perkakas, dengan panel antarmuka proprietary dan konsol manajemen yang dirancang khusus, seperti kontrol Fanuc, Allen-Bradley, atau Siemens. Atau itu bisa semudah komputer laptop berbasis Windows yang menjalankan program khusus dan berinteraksi dengan drive mesin melalui port LAN. Beberapa mesin level pemula, mesin HVAC, dan bahkan beberapa mesin unit presisi menggunakan komputer laptop atau personal computer sebagai pengontrol.

Untuk memotong komponen dari plat, gerakan torch dikontrol oleh CNC. Program lokal, kadang-kadang hanya file komputer dengan "M-codes" dan "G-codes", menjelaskan kontur bagian dan kapan menyalakan dan mematikan torch. Program bagian biasanya dibuat oleh perangkat lunak yang disebut "post-processor", yang dapat mengambil geometri lokal dari file CAD dan menterjemahkannya menjadi M-codes dan G-codes yang dapat dibaca CNC.

CNC plasma cutter juga membutuhkan sistem drive, yang terdiri dari amplifier drive, motor, enkoder, dan kabel. Akan ada minimal 2 motor, satu untuk sumbu koordinat dan satu untuk sumbu koordinat. Ada perangkat elektronik drive untuk setiap motor, yang mengambil sinyal daya rendah dari CNC dan mengubahnya menjadi sinyal daya lebih tinggi untuk menggerakkan motor. Setiap sumbu memiliki mekanisme umpan balik, biasanya enkoder, yang menciptakan sinyal digital yang menunjukkan sejauh mana sumbu telah bergerak. Kabel membawa daya dari perangkat elektronik ke motor, dan membawa sinyal posisi dari enkoder kembali ke CNC.

CNC membaca program bagian lalu mengeluarkan sinyal ke sistem drive mesin yang menggerakkan torch dalam arah yang diinginkan dengan kecepatan yang diprogram. CNC membaca umpan balik enkoder dan melakukan koreksi pada sinyal drive sesuai kebutuhan untuk menjaga gerakan torch tetap pada jalur yang diprogram. Semua fisika dalam CNC dan sistem drive bekerja dan berkomunikasi sangat cepat, biasanya mengukur dan mengubah data posisi setiap beberapa milidetik. Ini memungkinkan gerakan mesin untuk halus dan cukup akurat untuk menghasilkan komponen pemotongan plasma dengan kualitas tepi yang halus, lurus, dan konsisten, serta dimensi bagian yang presisi.

Sistem CNC plasma dapat memiliki beberapa jenis "sistem I/O", sistem listrik yang menangani Input dan Output. Ini adalah cara CNC mengaktifkan plasma pada waktu yang sesuai, dengan menyalakan output yang menutup relai, misalnya. CNC menggunakan input untuk tahu kapan busa plasma telah dimulai, dan siap untuk bergerak. Itulah Input dan Output paling dasar yang diperlukan, namun jelas seringkali ada lebih banyak.

Banyak sub-sistem dan opsi lain dapat ditambahkan, seperti sistem kontrol ketinggian tegangan busa, sistem bevel plasma, sistem manajemen plasma terintegrasi, dan sebagainya. Namun dasar-dasar CNC plasma cutter yang dijelaskan di atas akan umum bagi semua mesin semacam itu, dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks.

Dalam beberapa tahun terakhir ada pengembangan yang lebih banyak. Tradisionalnya meja pemotongan mesin horizontal, namun sekarang mesin pemotongan plasma CNC vertikal tersedia, yang menyediakan jejak lebih kecil, fleksibilitas yang ditingkatkan, keamanan optimum, dan operasi lebih cepat.