Panduan Mendalam Mesin Potong Plasma CNC: Fitur, Manfaat, dan Aplikasi
A mesin potong plasma CNC, juga dikenal sebagai CNC plasma cutter, biasanya digunakan untuk memotong logam untuk berbagai tujuan. Mesin plasma CNC adalah mesin yang menerapkan pendekatan pemotongan plasma dalam pemesinan CNC. Dalam operasi pemesinan CNC konvensional, bor atau alat pemotong digunakan untuk memotong workpiece atau menghapus bagian yang tidak diinginkan dari workpiece oleh gaya fisik dari piercing, penetrating, atau slicing. Di sisi lain, mesin plasma CNC tidak menggunakan alat pemotong konvensional tetapi jet plasma panas.
Tipe mesin ini sangat cocok untuk operasi pemesinan yang melibatkan material konduktif listrik. Misalnya, material seperti baja, stainless steel, aluminium, kuningan atau tembaga semuanya dapat dipotong oleh plasma torch . Ada lebih banyak material logam yang dapat dipotong dengan mesin plasma CNC. Pemotongan plasma juga dapat diterapkan di pengaturan industri lain seperti fabrikasi, perbaikan dan restorasi otomotif, konstruksi, dll.
Plasma dianggap sebagai keempat negara materi selain padat, cair dan gas. Seperti yang kita tahu, materi mengubah negaranya dari satu ke yang lain melalui perubahan suhu, pemanasan atau pendinginan. Sifat perubahan suhu adalah dinamika energi. Aturan dasarnya seperti ini, ketika materi padat dipanaskan, ia secara bertahap meleleh dan berubah menjadi cair. Ketika dipanaskan lebih lanjut, cairannya menguap menjadi gas. Jadi di mana plasma di dalamnya?
Untuk menyatakannya dengan sederhana dan langsung, ketika gas atau uap dipanaskan lebih lanjut, gas terionisasi dan konduktif listrik dan berubah menjadi plasma. Plasma cutter mentransfer energi dari gas konduktif listrik ke materi konduktif listrik, workpiece logam. Proses yang mentransfer energi dari plasma ke workpiece menyebabkan penghapusan bagian yang plasma kontak.
Cara bagian workpiece dihilangkan atau diseleksi oleh plasma lebih mirip dengan electrical discharge machining atau laser cutting daripada pemesinan CNC tradisional. Alih-alih secara fisik dissecting bagian workpiece, plasma meleleh atau menguapkan bagian tersebut. Pemotongan plasma dianggap sebagai salah satu ukuran pemotongan presisi dalam pemesinan CNC.
Ada tiga komponen penting dari mesin plasma CNC: power supply, plasma arc starting console, dan plasma torch. Power supply dari plasma cutter mengubah AC voltage menjadi DC voltage konstan yang berkisar dari 200 hingga 400 VDC. DC voltage harus konstan untuk mempertahankan plasma arc selama proses pemotongan. Sistem power supply juga mengontrol output current berdasarkan jumlah yang dibutuhkan untuk memotong melalui tipe dan ketebalan material tertentu. Semakin tebal atau kaku workpiece, semakin besar output arus listrik yang diperlukan.
Mesin plasma CNC biasanya membawa plasma torch, dan torch dapat digerakkan dalam jalur yang diarahkan oleh komputer. Istilah "CNC" merujuk pada "Computer Numerical Control", yang berarti komputer digunakan untuk mengarahkan gerakan mesin berdasarkan kode numerik dalam program.
Torch dari mesin potong plasma CNC dapat memotong ke dalam baja, stainless steel, aluminium, kuningan, dan tembaga, serta logam konduktif lainnya. Torch sering digunakan di bengkel fabrikasi, bengkel perbaikan dan restorasi otomotif, konstruksi industri, atau operasi salvaging dan scrapping.
Dengan kecepatan dan sifat presisi dari pemotong ini, penggunaan pemotongan plasma telah meluas dari aplikasi CNC industri skala besar hingga bengkel hobi kecil. Namun ada komponen penting lainnya yang layak untuk dilihat:
- Torch and Torch Controller: Untuk memotong bagian dari lembar logam, CNC mengarahkan gerakan torch. Sebuah part program kemudian bertanggung jawab untuk memberitahu torch kapan menyala dan mati. Program bagian ini biasanya dibuat oleh perangkat lunak yang disebut "post-processor", yang dapat mengambil geometri bagian dari file CAD dan menerjemahkannya menjadi bahasa (biasanya disebut M-codes dan G-codes) yang dapat dibaca oleh CNC.
- Drive System: Mesin potong plasma CNC juga mencakup drive system yang terdiri dari drive amplifiers, motors, encoders, dan kabel. Ada setidaknya dua motor untuk X-axis dan Y-axis, masing-masing. Kemudian ada driver amplifier untuk setiap motor, yang mengambil sinyal daya rendah dari CNC dan mentransformasinya menjadi sinyal daya tinggi untuk memulai motor. Setiap axis mengintegrasikan mekanisme feedback, biasanya encoder, yang menghasilkan sinyal digital untuk menunjukkan sejauh mana axis telah bergerak. Kabel kemudian mengarahkan daya ke motor dari amplifier dan membawa sinyal posisi dari encoder kembali ke CNC.
- I/O System: Plasma cutter CNC akan memiliki sistem listrik yang mengurus input dan output. Ini adalah dasarnya cara plasma dinyalakan oleh CNC pada waktu yang optimal. Misalnya, ini dapat dilakukan dengan menyala output yang menutup relay. CNC plasma cutter menggunakan input sebagai prompt ketika plasma arc telah dimulai dan siap bergerak. Itulah input dan output paling dasar yang diperlukan, tetapi tentu saja dapat ada banyak lagi.
Banyak fitur lainnya dapat ditambahkan ke plasma cutter CNC, seperti arc voltage height control systems, plasma bevel systems, integrated plasma control systems, dan lain-lain. Namun, dasar-dasar plasma cutter CNC yang dijelaskan di atas akan umum untuk semua mesin semacam ini, dari yang paling sederhana hingga yang paling rumit.
Prinsip Kerja Dijelaskan
Seperti yang disebutkan di atas, plasma gas diaktifkan oleh arc yang dihasilkan oleh electrode dari sumber daya. Yang pertama adalah pilot arc dan diikuti oleh main arc.
Ketika sumber daya dioperasikan, itu akan menerapkan negative voltage ke electrode, yang adalah cathode dari pilot arc circuit. Kemudian temporary positive voltage ditempatkan pada nozzle, yang adalah anode dari pilot arc circuit, dan pilot arc akan dimulai. Saat pilot arc mengalir melalui opening nozzle ke workpiece, main arc circuit akan dihasilkan dan operasi pemotongan sebenarnya akan didorong untuk meningkat ke optimal cutting amperage.
Saat nozzle dibuka oleh main arc, plasma machine akan menghasilkan plasma hingga 20,000°C dan bergerak menuju workpiece. Setelah panas diberikan ke workpiece, localized workpiece mulai meleleh oleh vaporized plasma gas. Setelah localized workpiece sepenuhnya melemah, bagian yang diinginkan dari material pada workpiece akan mulai dihapus. Pada saat itu, current dan nozzle akan mengontrol aliran plasma gas, untuk mengejar pemotongan yang paling presisi dan mengurangi deformasi produk.
Ketika semua siap, torch dari plasma machine akan mengikuti instruksi CNC program, untuk bergerak di seluruh permukaan workpiece dengan kecepatan yang tepat dan gerakan yang diperlukan. Setelah itu, potongan yang diinginkan akan dibuat pada workpiece dengan presisi optimal dan finishing yang halus seperti yang diperlukan.
CNC controlled plasma machines memastikan presisi optimal dari bagian akhir. Selain itu, bahkan material yang lebih tebal dapat diproses dengan hanya menyesuaikan sumber daya. Oleh karena itu, mereka dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Selanjutnya, plasma cutters memungkinkan biaya peralatan dan operasional yang lebih rendah, yang menjadikannya mesin pemotongan dengan nilai dan efektivitas tinggi.
Costs
CNC plasma cutters, terutama torches, pada suatu waktu cukup mahal. Untuk alasan ini, mereka biasanya hanya ditemukan di bengkel las profesional dan garasi pribadi yang sangat lengkap dan bengkel. Namun, modern plasma torches semakin murah dan sekarang berada dalam kisaran harga banyak hobi, yang dapat kurang dari $300.
Unit lama mungkin sangat berat, tetapi masih portabel, sementara beberapa yang lebih baru dengan inverter technology hanya sedikit, namun setara atau melebihi kapasitas yang lebih lama.
Untuk memastikan keselamatan mereka yang mengoperasikan CNC plasma cutter, proper eye protection, dan face shields diperlukan untuk mencegah kerusakan mata (i.e. arc eyes) serta kerusakan dari debris.
Leather gloves, an apron, dan a jacket juga direkomendasikan untuk mencegah luka bakar dari sentulan dan logam panas. Bekerja di area bersih bebas cairan mudah terbakar, material dan gas sangat penting. Sentulan dan logam panas dari plasma cutter dapat dengan cepat menyebabkan kebakaran jika tidak diisolasi dari objek mudah terbakar.
Plasma cutters dapat mengirim sentulan panas terbang sejauh 5 kaki dalam situasi tertentu. Operator mesin biasanya buta terhadap kebakaran yang telah dimulai karena mereka di belakang face shield mereka. Terapkan langkah keselamatan untuk memastikan area kerja Anda bebas dari bahaya kebakaran.
