산업용 응용 분야에서 플라즈마 기술의 역사는 잠재적인 절단 공정으로 처음 인식되었던 1950년대로 거슬러 올라갑니다. 그러나 1968년이 되어서야 획기적인 발전이 이루어졌습니다. Dick Couch는 플라즈마 아크를 수축시키는 특허받은 노즐 기술인 방사형 물 주입을 도입했습니다. 이 혁신은 에너지 밀도를 높이고 냉각 기능을 향상시켜 절단 속도를 높이고 절단 품질을 향상시킵니다.
플라즈마 절단은 고온 플라즈마 아크를 사용하여 전기 전도성 재료를 녹이는 열 절단 공정입니다. 이 공정에서는 강철, 스테인리스강, 알루미늄 등을 포함한 광범위한 금속을 절단할 수 있습니다.
플라즈마 절단기 또는 플라즈마 절단기는 좁은 노즐을 통해 가스(예: 질소, 산소, 아르곤 또는 공기)를 강제로 통과시켜 작동합니다. 그런 다음 이 가스 흐름에 전류가 추가되어 이를 이온화하고 플라즈마로 전환합니다. 그런 다음 최대 22,000°C(40,000°F)의 온도에 도달할 수 있는 이 플라즈마 아크가 작업물을 향해 전달됩니다. 플라즈마의 강렬한 열이 금속을 녹이고, 고속 가스 제트가 녹은 금속을 날려버리면서 깨끗한 절단면을 만들어냅니다.
플라즈마 절단에는 여러 가지 유형이 있으며 각각 고유한 장점이 있습니다.
일반적인 플라즈마 절단 시스템은 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.
최적의 절단 성능을 위해서는 적절한 설정 조정이 중요합니다. 주요 설정은 다음과 같습니다:
세 가지 주요 아크 시작 방법이 있습니다.
플라즈마 절단은 단순히 직선 절단이 아닙니다. 다양한 전문 절단 작업을 수행할 수 있습니다.
플라즈마 절단은 다음과 같은 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.
다른 절단 방법과 비교할 때 플라즈마가 앞서는 경우가 많습니다.
| 측면 | 플라즈마 절단 | 순산소 절단 |
|---|---|---|
| 속도 | 특히 얇은 재료에서는 더 빠릅니다. | 매우 두꺼운 재료에 더 느리고 더 좋음 |
| 정도 | 더 높은 정밀도 | 낮은 정밀도 |
| 재료 범위 | 모든 전도성 금속 | 철금속에 한함 |
| 초기비용 | 더 높은 | 낮추다 |
| 운영 비용 | 낮추다 | 더 높음(가스 비용) |
| 안전 | 더 안전함(가연성 가스 없음) | 가스를 조심스럽게 다루어야 함 |
수동 플라즈마 절단은 절단 정밀도가 중요하지 않은 반복 불가능한 작업에 탁월합니다. 휴대성이 뛰어나고 공간이 덜 필요합니다. 그러나 CNC 및 로봇식 플라즈마 절단기를 포함한 자동화 시스템은 특히 복잡하거나 반복적인 절단의 경우 더 높은 정밀도와 일관성을 제공합니다.
CNC 플라즈마 절단은 대량 생산에 매우 중요하며 정밀도와 생산성을 제공합니다. 그러나 복잡한 프로그래밍이 필요합니다. Cobot(협동 로봇) 플라즈마 절단기는 작동하기 쉽고 유연성이 뛰어나 다품종/소량 절단 및 복잡한 형상에 이상적입니다.
다음과 같은 요소를 고려하십시오.
플라즈마 절단 장비 비용은 소형 휴대용 장치의 경우 수천 달러부터 대형 산업용 CNC 시스템의 경우 $100,000 이상까지 다양합니다. 소모품, 가스, 유지 관리 등 지속적인 비용을 고려하세요.
최신 플라즈마 절단에는 설계, 배열 및 기계 제어를 위한 정교한 소프트웨어가 필요한 경우가 많습니다. CAD/CAM 배열 소프트웨어는 재료 사용과 절단 경로를 최적화할 수 있으며 CNC 제어 소프트웨어는 절단 프로세스 자체를 관리합니다.
플라즈마 절단은 다음을 포함한 모든 전기 전도성 재료에 적용됩니다.
재료 두께는 플라즈마 절단기의 성능에 따라 얇은 판금부터 1인치가 넘는 두께의 판까지 다양합니다.
시스템의 성능에 따라 플라즈마는 최대 4인치 두께의 재료를 절단할 수 있지만 가장 일반적으로 최대 1인치 두께에 사용됩니다.
플라즈마 절단은 적절한 예방 조치를 취하면 일반적으로 안전하지만 고온과 전기가 필요합니다. 항상 안전 지침을 따르고 적절한 보호 장비를 착용하십시오.
플라즈마 절단에는 전기 전도성이 있는 재료가 필요하므로 목재나 플라스틱과 같은 비전도성 재료는 절단할 수 없습니다.
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