Sự phát triển trong quá khứ và hiện tại dẫn đến quá trình linh hoạt trong công nghệ cắt plasma

Cắt plasma đã trải qua một chặng đường dài kể từ khi nó được phát triển lần đầu tiên vào cuối những năm 1950 bởi các kỹ sư tại Union Carbide Corp. Ngày nay, đây là một trong những quy trình cắt tấm kim loại được sử dụng rộng rãi nhất cho nhiều ngành công nghiệp được sử dụng chủ yếu để cắt tấm thép không gỉ và nhôm dày từ 0,5 đến hơn 6 inch. Các hệ thống này, nguyên thủy theo tiêu chuẩn thiết kế ngày nay, là phương pháp thiết thực nhất để cắt các tấm kim loại màu nặng. Hầu hết được gắn trên các máy kiểu pantograph cắt XY sử dụng bộ theo dõi ô ảnh để sao chép các bản vẽ kỹ thuật đường màu đen lớn của các bộ phận cần cắt hoặc bộ theo dõi từ tính để đi theo đường của mẫu thép.

Các kỹ sư đã liên tục làm việc với quy trình này trong suốt những năm 1960 với mục tiêu cải thiện chất lượng vết cắt và tuổi thọ của các đầu phun và điện cực tiêu hao trong mỏ cắt. Plasma bắt đầu đạt được đà phát triển trong giai đoạn này khi quy trình được cải thiện và khi người dùng nhận thức được khả năng cắt các hình dạng phức tạp trong vật liệu kim loại màu ở tốc độ rất cao.

Năm 1968, hệ thống phun nước xuyên tâm được giới thiệu. Công nghệ vòi phun đã được cấp bằng sáng chế này sử dụng nước tinh khiết được bơm xung quanh tia plasma để hạn chế hồ quang, tăng mật độ năng lượng của nó đồng thời cải thiện khả năng làm mát vòi phun và do đó cho phép tốc độ cắt nhanh hơn, vết cắt chất lượng cao hơn và khả năng cắt thép carbon ở tốc độ từ 4 đến 6 nhanh hơn nhiều lần so với quy trình cắt bằng nhiên liệu oxy.

Vào khoảng thời gian đó, công nghệ máy cắt truyền động trục tọa độ XY đã được cải tiến. Công nghệ điều khiển bộ vi xử lý bắt đầu trở thành bộ não của các máy điều khiển chuyển động XY, cho phép độ chính xác cao hơn, tốc độ cắt cao hơn (cần thiết cho các hệ thống plasma công nghệ mới) và mức độ tự động hóa và năng suất cao hơn trong phân xưởng.

Trong suốt những năm 1970, công nghệ cắt plasma đã thay thế nhiều ứng dụng cắt thép dựa trên oxyfuel có độ dày từ 0,25 đến 1 inch, trong khi vẫn duy trì vị trí vững chắc trên thị trường nhôm và thép không gỉ. Mặc dù plasma có thể cắt thép dày hơn 1 inch, nhưng quy trình nhiên liệu oxy vẫn là một giải pháp thay thế chi phí thấp hơn cho thép tấm nặng hơn.

Dòng thời gian của những đột phá kỹ thuật lớn

Với nền tảng về lịch sử ban đầu của plasma đã được thiết lập, chúng ta hãy xem xét một số đột phá kỹ thuật chính với công nghệ này:

1957 Quy trình cắt plasma được phát triển và cấp bằng sáng chế bởi Union Carbide như một phần mở rộng của quy trình hàn hồ quang vonfram khí (GTAW).

1962-1967 Một số phát triển mới đã được hoàn thành trong thiết kế vật tư tiêu hao, và mỏ cắt dòng chảy kép được thiết kế để giúp cải thiện tuổi thọ vật tư tiêu hao và chất lượng cắt trên vật liệu kim loại màu.

1968 Quá trình phun nước được thương mại hóa. Quá trình này cho phép cắt với các cạnh cắt vuông vức và sạch sẽ với tốc độ nhanh hơn, cũng như cắt thép cacbon với chất lượng cắt chấp nhận được.

1970-1979 Bảng nước và bộ giảm âm nước, được thiết kế để cung cấp khả năng kiểm soát khói và khói, ra mắt. Điều khiển độ cao dựa trên điện áp hồ quang tự động để có chất lượng cắt phù hợp hơn và tuổi thọ của các bộ phận tiêu hao lâu hơn đã xuất hiện.

1980-1984 Các hệ thống cắt plasma dựa trên oxy giúp cải thiện độ vuông góc của cạnh và luyện kim của cạnh (mềm hơn, cạnh có thể hàn được) và cho phép cắt thép carbon ở mức năng lượng thấp hơn và tốc độ cắt cao hơn (xem Hình 2) đã được giới thiệu .

1984-1990 Nhiều phát triển trong quy trình cắt plasma không khí cho phép tính di động tốt hơn và mức năng lượng thấp hơn đối với cắt tay và cắt tấm mỏng cơ giới hóa.

1990 Các thiết kế cung cấp điện tốt hơn sử dụng các đầu ra được điều chỉnh theo độ rộng xung, được điều khiển bằng dòng điện đã được phát triển. Một số hệ thống bắt đầu sử dụng các bộ nguồn công nghệ biến tần nhẹ hơn, nhỏ hơn, phù hợp với các hệ thống plasma cầm tay, di động.

1992 Công nghệ xử lý oxy tuổi thọ cao được giới thiệu. Về cơ bản, đây là một phương pháp được điều khiển bởi bộ vi xử lý để kiểm soát áp suất tăng dần của khí plasma cũng như cường độ dòng điện đầu ra của nguồn điện. Nó giúp tăng tuổi thọ của các bộ phận tiêu thụ oxy plasma điển hình lên bốn đến sáu lần; tính nhất quán của các bộ phận được cải thiện; và giúp giảm chi phí cắt plasma.

1993 Phát triển plasma độ nét cao, một kỹ thuật đòi hỏi công nghệ oxy có tuổi thọ cao trước đó phải thực hiện. Quá trình này cho phép thiết kế vòi phun mới giúp tăng mật độ năng lượng của hồ quang plasma oxy lên gấp bốn lần, cho phép cắt vuông hơn, sạch hơn ở mọi độ dày vật liệu.

1996 Hệ thống kiểm soát lưu lượng khí tự động xuất hiện. Họ giao tiếp kỹ thuật số với máy CNC của máy. Các điều khiển lưu lượng khí này đã loại bỏ một số lỗi tiềm ẩn liên quan đến người vận hành máy trong việc thiết lập các thông số cho quá trình cắt.

1996-2006 Nhiều phát triển đã xảy ra liên quan đến việc cải thiện chất lượng và năng suất cắt và tự động hóa nhiều thông số cắt của quy trình. Chúng bao gồm plasma tích hợp, một hệ thống kết hợp chặt chẽ với máy CNC, nguồn điện plasma, điều khiển lưu lượng khí, phần mềm CAM và hệ thống điều khiển độ cao để tự động hóa quy trình. Với chuyên môn này được tích hợp trong hệ thống, công việc của người vận hành máy trở nên đơn giản hơn nhiều và quy trình này ít phụ thuộc vào chuyên môn của người vận hành hơn.

Những phát triển công nghệ gần đây

Trong bảy năm qua, sự phát triển của công nghệ cắt plasma đã diễn ra với tốc độ nhanh chóng. Bản sửa đổi mới nhất trên các máy độ nét cao là sự tích hợp hoàn toàn của chúng với các máy CNC mà chúng được kết hợp với. Máy CNC mới có khả năng truy cập màn hình cảm ứng, giảm thiểu số lượng nút liên quan đến vận hành máy cắt plasma và giúp thao tác trở nên đơn giản như hầu hết mọi phần mềm dựa trên Windows®. Việc đào tạo người vận hành đã được đơn giản hóa trên cả những máy cắt plasma CNC lớn nhất, phức tạp nhất.

Công việc của người vận hành cũng trở nên dễ dàng hơn với những cải tiến trong chức năng kiểm soát độ cao tự động hiệu chỉnh. Người vận hành không cần điều chỉnh vì các bộ phận tiêu hao trong mỏ cắt bị hao mòn.

Khả năng cắt lỗ đã được cải thiện với cơ sở dữ liệu thông tin lớn trong phần mềm CAM tự động nhận dạng các tính năng CAD và thực hiện các thông số cắt và đường cắt plasma tốt nhất có thể, bao gồm các thay đổi khí bảo vệ đang hoạt động gần như loại bỏ độ côn thông thường có trong plasma -khoét lỗ trên thép (xem Hình 3 ). Quá trình này minh bạch đối với người vận hành máy và lập trình viên hệ thống, giúp họ không cần phải là chuyên gia.

Những cải tiến về thời gian của chu trình từng lần cắt đã được tích hợp vào phần mềm CAM. Phần mềm tự động nhận dạng các khu vực của một tổ cắt đầy đủ (nhiều bộ phận) và sửa đổi thời gian di chuyển ngang, thời gian rút mỏ cắt và thời gian nạp khí trước để giảm thời gian sản xuất và cải thiện năng suất sản phẩm.

Phần mềm lồng ghép hiện áp dụng các điểm dẫn đầu theo cách hiệu quả nhất để tránh đi ngang qua các khu vực dễ bị va chạm với các bộ phận đã cắt trước đó.

Phần mềm vát tấm cải tiến đã đơn giản hóa việc tích hợp và vận hành đầu vát với máy cắt XY CNC. Cải tiến này, một lần nữa được kết hợp với phần mềm CAM của hệ thống, giúp tiết kiệm phần lớn quá trình kiểm tra thử và sai của người lập trình/người vận hành vốn luôn cần thiết để duy trì dung sai tốt nhất trên các ứng dụng vát mép tấm, chẳng hạn như chuẩn bị mối hàn.

Công nghệ vòi phun và trộn khí rất mới đã giúp nâng cao chất lượng cạnh inox. Các cạnh vuông hơn, sáng bóng và có thể hàn được.

Hệ thống cắt plasma không khí từ các nhà sản xuất lớn cũng được cải thiện đáng kể về chất lượng cắt, tuổi thọ tiêu hao và chu kỳ làm việc. Các hệ thống này, được thiết kế chủ yếu cho các ứng dụng cắt cầm tay di động và tại cửa hàng, hiện có sẵn với các mỏ hàn cơ giới thay đổi nhanh và giao diện dễ dàng với nhiều loại máy CNC chi phí thấp hơn. Các hệ thống có sẵn từ thiết bị 30-amp, cỡ máy nướng bánh mỳ hoạt động bằng dòng điện gia dụng 120-V để cắt vật liệu dày tới 0,5 inch, đến thiết bị công nghiệp 125-amp, chu kỳ làm việc 100 phần trăm có thể cắt 2,25 inch. nguyên vật liệu. Cả hai hệ thống di động đều có thể được sử dụng với đèn pin cầm tay hoặc có thể được cơ giới hóa cho nhiều ứng dụng cắt tự động.

Các hệ thống cơ giới hóa công nghiệp thường có chu kỳ làm việc 100 phần trăm, có sẵn mỏ hàn và được thiết kế để sử dụng nhiều loại khí nén nhằm tinh chỉnh chất lượng cắt cho các vật liệu khác nhau. Các hệ thống này có nhiều kích cỡ và công suất khác nhau từ 130 đến 800 ampe.

Nhiều cải tiến khác đã được thực hiện để cải thiện độ tin cậy, hiệu suất, tuổi thọ tiêu hao, chất lượng cắt và tính dễ sử dụng kể từ khi hệ thống plasma đầu tiên được tạo ra. Quá trình này chia sẻ thị trường cắt với cắt laze, cắt bằng tia nước mài mòn và cắt bằng oxy, tất cả đều mang lại độ chính xác, năng suất và hiệu quả chi phí lâu dài khi được sử dụng cho các ứng dụng thích hợp.

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa