Hoe werkt een plasmasnijmachine?

Een plasmasnijmachine bestaat uit veel verschillende onderdelen. In dit artikel bekijken we een aantal van deze onderdelen om te ontdekken welke invloed ze hebben op het productieproces, wat hun toegevoegde waarde is en hoe ze werken.

Dit artikel is onderdeel van een serie over plasmasnijden. Lees hier deel 1, deel 2 en deel 3

Een plasmasnijmachine bestaat uit een snijtafel en een portaal met een toorts of snijkop. Als de tafel beladen is met een staalplaat, kan de machineoperator het snijprogramma inladen. De locatie van de plaat wordt bepaalt, waarna de snijkop met de toorts op de juiste hoogte worden ingesteld om te snijden. Gas en elektriciteit vormen samen een plasma, de brandstof om de plaat te snijden. Door een boog tussen het werkstuk en de toorts te trekken begint het plasmasnijden.

De plasmasnijmachine

De meest gebruikte opstelling voor een plasmasnijmachine is een portaal-opstelling. De machine bestaat uit een grote tafel waarop het plaatwerk wordt neergelegd en een portaal met daaraan het snijgereedschap. Buiten de machine staat ook de bron, die de energie levert voor het hele snijproces.

Het snijbed van plasmasnijmachines staat op een vaste plek en is vaak relatief groot. Afmetingen van 10+ meter lang zijn gebruikelijk (Tosec heeft een machinebed van 16×3 meter, zie afmetingen). Over het snijbed staat een beweegbare brug geplaatst. Hierop zijn één of meerdere snijkoppen gemonteerd. Terwijl de machine aan de ene kant beladen of ontladen wordt, kan aan de andere kant gesneden worden.

De machine maakt gebruik van CNC-besturing, die de snijkoppen nauwkeurig positioneert. Het inladen van meerdere programma’s of nestingen verhoogd de productiecapaciteit.

De capaciteit van de snijmachine is in grote mate afhankelijk van de stroombron. Huidige machines hebben een grote capaciteit voor het nauwkeurig snijden van grote plaatdiktes. (Bij Tosec: staal tot 80 mm, RVS tot 120 mm, aluminium tot 100 mm, zie afmetingen)

Plasmasnijden met twee snijkoppenHet plasmasnijden met twee snijkoppen verdubbelt de productiecapaciteit en halveert de bewerkingstijd.
PlasmasnijmachineDe plasmasnijmachine bestaat uit een lange snijtafel. Het formaat van deze tafel is 16 x 4 meter.

Snijkoppen

De kwaliteit van het plasmasnijwerk wordt voor een groot deel bepaalt door de snijkoppen. Met de juiste instellingen is een hoge kwaliteit snijwerk te behalen. De machine beschikt over meerdere sets met slijtdelen en snijkoppen voor verschillende plaatdiktes en materialen.

Machines kunnen met één of met meerdere snijkoppen worden uitgerust. (Bij Tosec: twee snijkoppen, zie details). Het gevolg is een hogere productiecapaciteit.

De snijkoppen zijn voorzien van een wervelgaskap voor een extreme insnoering. De plasmaboog is extreem gefocust, zodanig kan de kwaliteit van het lasersnijden gehaald worden. De warmte beïnvloede zone is kleiner, de snede is smaller en er wordt een hogere kwaliteit snijwerk geleverd. Dit wordt ook wel HD (high definition) plasmasnijden genoemd.

Bevelcut snijden

De snijkoppen zijn voorzien van een bevelcut instelling. Zo is het mogelijk om traploos tot 45 graden te plasmasnijden. Door middel van hoeksnijden kunnen laskanten aangebracht worden.

Let op: bij het snijden onder een schuine hoek verandert de hoeveelheid materiaal die verwijdert moet worden. Snijparameters zullen aangepast moeten worden en de bron moet regelbaar zijn. Concreet betekent dit dat de maximale plaatdikte enkel recht gesneden kan worden. Bij bevelcut snijden is de snedelengte groter en moet nog binnen de capaciteit van de machine liggen en die van de snijkop liggen.

Plasmasnijden schuin contourTraploos hoeksnijden met een bevelcut snijkop.
Plasmasnijden staal plaatDe plasmasnijmachine is uitgerust met een Contour Cut 450 snijkop voor hoeksnijden.

Snijgassen en beschermgassen

Snijgassen

Bij plasmasnijden hebben gassen twee functies; er zijn snijgassen en beschermgassen. Door gebruik te maken van verschillende gascombinaties is de temperatuur te reguleren en kan deze zo nodig verhoogd worden. De temperatuur heeft o.a. invloed op de snijsnelheid en is door gasselectie te sturen. De verschillende gascombinaties moeten nauwkeurig uitgevoerd worden om oxidatie te voorkomen.

Beschermgassen

Het beschermgas is vaak een tweede gasstroom, die zorgt voor extra ondersteuning en bescherming. Beschermgas wordt gebruikt om oxidatie te voorkomen.

  • Staal, stikstof of zuurstof
  • RVS, zuurstof, stikstof of een argon/waterstof mengsel
  • Aluminium, stikstof of een argon/waterstof mengsel

Snijsnelheid

De snijsnelheid ligt erg hoog bij plasmasnijden, maar er zijn ook beperkingen. Zo wordt de snelheid sterk beïnvloedt door de dikte van het materiaal en het type bewerking. Bevelcut snijden, snijden in een rechte lijn of kleine gaten aanbrengen in de plaat; de snijsnelheden verschillen sterk. De snijsnelheid is maximaal wanneer er geen bochten of hoeken, kortom een recht contour uit de plaat gesneden moet worden.

Bij dun plaatwerk (0,5 mm) zijn snelheden van 8000 mm/min te behalen. Bij 2 mm is de snelheid al teruggezakt naar 3.500 mm/min.