Rezanie plazmou / Technológie
Plazma je z fyzikálneho hľadiska zionizovaný plyn zložený z iónov, elektrónov a tiež z neutrálnych častíc. Vzhľadom na to, že sa v plazmovom oblúku dosahujú veľmi vysoké teploty používa sa plazma v priemysle na tepelné delenie kovových materiálov.
Princíp rezania plazmou spočíva v tom, že sa neutrálny plyn, môže to byť napr. aj stlačený vzduch, vženie vysokou rýchlosťou cez dýzu do elektrického oblúka, ktorý sa zvyčajne vytvára vysokonapäťovou iskrou, čím sa tento plyn zionizuje, uzatvorí sa elektrický obvod s povrchom kovového materiálu, vytvorí sa plazmový oblúk vysokej teploty, ktorý roztaví kov určený na rezanie a plyn prúdiaci vysokou rýchlosťou zároveň odstráni roztavený kov z reznej medzery.
Firma MicroStep spolupracuje v oblasti plazmového rezania s firmami:Čo je to plazma?
Plazma sa nazýva aj štvrtým skupenstvom hmoty (ostatné tri sú známe pevné, kvapalné a plynné skupenstvo). Ide o ionizovaný plyn skladajúci sa prevažne z kladných iónov a elektrónov (záporných častíc). Keďže východiskovým materiálom bol plyn bez elektrického náboja, plazma obsahuje približne rovnaký počet častíc s kladným a záporným nábojom, takže sa navonok javí ako elektricky neutrálna. Vďaka svojej štruktúre však výborne vedie elektrický prúd.
Plyn sa dá ionizovať dodaním dostatočného množstva energie na to, aby sa valenčné elektróny (zjednodušene povedané – elektróny vo vonkajšej vrstve) dokázali odtrhnúť od atómov či molekúl. Atómy ochudobnené o elektrón majú kladný náboj a nazývajú sa katióny (častice s elektrónom „navyše“ sa nazývajú anióny). Keď dodávka energie ustane, katióny s elektrónmi sa opäť skombinujú na plyn. Najčastejšie sa používa tepelná energia.
Princíp funkcie plazmového horáka
Hlavnou funkciou plazmového horáka je generovanie orientovaného prúdu plazmy, ktorý odtavuje materiál v mieste rezu. Ako zdroj energie na ohrev plynu sa používa jednosmerný alebo striedavý elektrický prúd, prípadne iný druh výboja. Najčastejšie sú horáky s jednosmerným prúdom, lebo v porovnaní so striedavým prúdom poskytujú stabilnejší plameň, sú tichšie, ľahšie ovládateľné, majú nižšiu spotrebu elektród a elektrickej energie a o niečo menšie tepelné opotrebenie.
V horáku sa nachádza tryska, z ktorej prúdi inertný plyn, prípadne vzduch. Táto tryska obsahuje katódu. Anódou môže byť rezaný materiál, ak je vodivý, prípadne sa tiež nachádza v horáku. Medzi elektródami sa vytvorí elektrický oblúk, ktorý zahreje prúdiaci plyn na vysokú teplotu a časť z neho premení na plazmu. Vysoká rýchlosť prúdiaceho plynu zabezpečuje odvod roztaveného materiálu z miesta rezu.
Plazmové horáky bývajú spravidla chladené vodou. Základná konštrukcia má niekoľko variánt. Okrem konvenčných horákov sa používajú aj duálne horáky, kde okolo prúdu plazmy prúdi sekundárny pomocný ochranný plyn, ktorý oddeľuje miesto rezania od atmosféry, čím umožňuje čistejší rez. Pomocný plyn je možné nahradiť aj vodou, ktorá okrem ochrany miesto rezu aj ochladzuje. Ďalej sa používajú špeciálne konštrukcie na vysoko presné rezanie tenších materiálov a iné.
Využitie plazmového rezania
Najčastejšie sa plazmou režú pláty a plechy z ocele a iných kovov, hoci je možné rezať aj iné materiály vrátane nevodivých. Bežne sa používa do hrúbky okolo 150 mm. Je možné nou rezať ručne, alebo sa používa v CNC rezacích strojoch, ako sú tie, ktoré ponúka firma MicroStep.
