Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt plasma cnc

Máy cắt plasma cnc là loại máy được sử dụng phổ biến trong ngành công nghệ cơ khí. Loại máy này có tốc độ gia công cực nhanh và độ chính xác rất cao, tích hợp cùng hệ thống cắt plasma giúp tạo ra những sản phẩm gia công có chất lượng tốt nhất.

Điểm cộng của dòng máy này là thiết kế nhỏ gọn nhằm mục đích đáp ứng các yêu cầu về diện tích hẹp, thời gian lắp đặt nhanh, dễ dàng vận hành và sử dụng.

Plasma là một quá trình vật chất trong đó các chất bị ion hóa mạnh, các bộ phận phân tử hay nguyên tử chỉ còn lại hạt nhân hoạt động, các electron chuyển động một cách tự do giữa các hạt nhân.

Máy cắt plasma cnc đã dựa vào nguyên lý hoạt động của loại khí plasma để thực hiện quá trình gia công kim loại. Nguyên lý gia công plasma dựa trên nhiệt độ cao và tốc độ di chuyển lớn của dòng khí phun từ miệng của đầu cắt plasma để cắt đứt vật liệu bằng kim loại.

Chất lượng sản phẩm tạo ra từ phương pháp cắt plasma phụ thuộc vào cường độ dòng điện, lượng khí sử dụng, tốc độ cắt nhanh chậm và khoảng cách từ vật tới đầu cắt.

Cấu tạo hệ thống máy cắt plasma CNC

Cấu tạo của máy cắt plasma CNC bao gồm các bộ phận sau: bộ nguồn cung cấp năng lượng cho máy, một mạch khởi động và phần đầu cắt. Các hệ thống cung cấp năng lượng điện, mức độ ion hóa và quy trình điều khiển là điều cần thiết để tạo ra những đường cắt có chất lượng cao và nâng cao năng suất gia công trên nhiều loại kim loại khác nhau.

Bộ nguồn cung cấp năng lượng của máy là một nguồn điện có cấu tạo một chiều hoạt động liên tục và có điện áp trong khoảng từ 240 đến 400 VDC. Dòng điện được phát ra từ bộ nguồn có tốc độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ dày vật liệu gia công. Nhiệm vụ chính của bộ nguồn là để cung cấp nguồn năng lượng chính xác nhằm mục đích để duy trì hồ quang plasma sau khi ion hóa.

Mạch khởi động hồ quang là một bộ phận để phát ra tần số cao giúp điện áp xoay chiều từ 5000 đến 10000 volt. Điện áp này được sử dụng nhằm tạo ra một hồ quang với cường độ cao bên trong đầu cắt để ion hóa và tạo ra khí plasma.

Đầu cắt có nhiệm vụ là giữ cố định các chi tiết như vòi phun và điện cực, cung cấp chất làm mát (dạng khí hoặc dạng nước) đến các bộ phận này. 

>>> Xem thêm: Mái che – Mái hiên hiện đại thông minh bảo vệ ngôi nhà của bạn

Loại khí tạo ra Plasma là loại khí nào?

Môi trường khí tạo ra plasma phải đảm bảo các điều kiện: bề mặt cắt đảm bảo chất lượng cao; khả năng truyền nhiệt hữu hiệu vào bề mặt kim loại gia công hay cắt; mỏ cắt phải đảm bảo tuổi thọ cao; bổ sung thêm nguồn nhiệt cắt thông qua việc  phản ứng tỏa nhiệt và đảm bảo an toàn, có tính kinh tế cao. 

Các khí để tạo ra plasma được sử dụng phổ biến và hữu hiệu nhất là: khí nitơ, argon, khí hidro, khí oxi và khí nén:

+ Sử dụng khí nitơ để gia công cho bề mặt cắt sạch đẹp nhất, thích hợp cho việc cắt kim loại màu. 

+ Khí oxy có tác dụng cải thiện việc truyền năng lượng vào hồ quang cho vật cắt thông qua cơ chế phân ly – tái hợp. Khí oxy được sử dụng có hiệu quả năng lượng cao khi cắt, tạo phản ứng tỏa nhiệt của oxi với vật liệu cắt, cho năng suất cao. 

+ Khí được sử dụng nhiều nhất là không khí nén. Nếu sử dụng phương pháp này bạn có thể bổ sung nước vào mỏ cắt để chất lượng bề mặt cắt thép được cải thiện hơn, ngoài ra nó còn giúp tăng tốc độ cắt nên đáng kể. Hoặc cũng có thể bổ sung khí cháy để tăng tốc độ cắt với nguyên liệu cắt bằng đồng và hợp kim đồng giúp cải thiện chất lượng bề mặt cắt đẹp hơn rất nhiều.

Nguyên lý hoạt động của máy cắt plasma

Trên thị trường hiện nay có hai loại thiết bị cắt plasma tiêu biểu được sử dụng phổ biến và thông dụng nhất là: máy cắt plasma bằng tay và máy cắt plasma CNC tự động.

Giai đoạn 1: Khi khởi động máy cắt, nguồn điện sẽ tác động đến bộ nguồn cung cấp, điều này có nghĩa là kích hoạt điện áp và kích hoạt dòng khí đến đầu cắt. Vòi phun được nối đến cực dương của bộ nguồn thông qua một điện trở và một Pilot arc relay, đồng thời vật liệu cần gia công sẽ được nối trực tiếp đến cực dương của bộ nguồn. Luồng khí khi đi qua vòi phun sẽ thoát ra ngoài sau khi nung chảy kim loại gia công. Trong giai đoạn này chưa có sự xuất hiện của tia hồ quang và không có dòng điện chạy qua nguồn DC.

Giai đoạn 2: Sau khi dòng khí hoạt động ổn định thì mạch khởi động hồ quang bắt đầu làm việc. Với điện áp được tạo ra khoảng từ 5000 – 10000 VAC ở tần số cao, thì các tia lửa điện sẽ được phóng qua điện cực và vòi phun bên trong đầu cắt, nơi dòng khí sẽ đi qua mới có thể thoát ra ngoài. Nguồn năng lượng được chuyển từ tia lửa điện với tần số rất cao qua dòng khí làm cho nó bị ion hóa và có tính dẫn điện. Dòng khí dẫn điện này sẽ tạo thành đường dẫn điện tới vòi phun, và tạo thành hồ quang plasma. 

Giai đoạn 3: Khi vòi phun có khoảng cách đủ gần với vật liệu cần gia công thì dòng chảy hồ quang mồi sẽ chiếu vào vật liệu được coi là đường dẫn dòng điện đến cực dương của bộ nguồn máy. Dòng điện đi qua vật liệu cắt được nhận biết bởi bộ nguồn của máy. Dòng khí ion hóa sẽ được duy trì hoạt động với năng lượng từ hồ quang của nguồn điện một chiều.

Giai đoạn 4: Nhiệt độ của hồ quang plasma sẽ làm tan chảy kim loại cắt, đi qua tấm phôi và dòng khí với tốc độ cao sẽ đánh bật vật liệu nóng chảy từ phía dưới của đường cắt và quá trình cắt bắt đầu.

Giai đoạn 5: Nếu đầu cắt Plasma được gắn trên máy cắt plasma CNC thì bộ điều khiển của máy cắt CNC sẽ phát ra tín hiệu từ bộ nguồn plasma và tự động thông báo với dòng chảy hồ quang plasma đã được thiết lập thành công

Sau đó máy cắt CNC Plasma sẽ thực hiện di chuyển đầu cắt theo hoa văn, hoạt tiết, chi tiết của bản vẽ thiết kế đã được lập sẵn. Thiết bị này sẽ tự động cảm ứng và điều khiển độ cao đầu cắt lên xuống theo độ cong vênh, kích thước của vật liệu cắt, để đảm bảo độ cao của vòi phun so với bề mặt liệu luôn ổn định.

>>> Xem thêm: Lan Can Sắt cắt CNC đẹp hiện đại giá rẻ mang tính nghệ thuật cao

Khi cần tư vấn về kỹ thuật và các phương pháp cắt plasma cnc hãy liên lạc ngay với chúng tôi để được tư vấn và hướng dẫn cụ thể để giúp các bạn chọn lựa cho mình 1 sản phẩm đạt chuẩn kỹ thuật cùng với đó là giá cả hợp lý. Với kinh nghiệm nhiều năm trong nghề cùng đội ngũ kỹ thuật sẵn sàng tư vấn giải đáp mọi thắc mắc cho quý khách hàng.