Omówienie procesu cięcia

Istnieją trzy ogólne kategorie cięcia przemysłowego: termiczne, erozyjne i mechaniczne.

Termiczne

W procesie termicznym do cięcia i topienia materiału jest używane ciepło. Przykładami może być cięcie paliwowo-tlenowe, plazmą i laserem.

Sposoby działania:

  • Cięcie paliwowo-tlenowe tworzy chemiczną reakcję między tlenem a stalą, która nagrzewa się do tak wysokiej temperatury (około 1800°F), że metal mięknie, a następnie się topi
 Cięcie paliwowo-tlenowe
  • Plazma wykorzystuje wysoką temperaturę zjonizowanego gazu do wytwarzania bardzo gorącego łuku o wysokiej gęstości energetycznej, który może ciąć każdy materiał przewodzący prąd
 Plazma
  • Laser wytwarza wiązkę skoncentrowanego światła o dużej energii, która ogrzewa i topi materiał, a gaz zdmuchuje stopione resztki
 Laser

Erozyjne

W procesie erozji do usuwania materiału jest wykorzystywane powietrze, woda oraz inne środki neutralne. Do tej kategorii można zaliczyć cięcie strumieniem wody.

  • Cięcie strumieniem wody polega na skierowaniu na obrabiany materiał strumienia wody pod wysokim ciśnieniem, który wypływa przez bardzo mały otwór. W zastosowaniach z udziałem wyłącznie wody ten strumień o wysokiej prędkości eroduje cięty materiał. W cięciu z udziałem ścierniwa strumień wody o wysokiej prędkości przyspiesza ścierniwo (zwykle garnet), które miesza się z wodą za otworem. Taka mieszanina wody ze ścierniwem eroduje cięty materiał. Cięcie strumieniem wody z udziałem ścierniwa jest wymagane w przypadku takich twardszych materiałów, jak metal i kamień.
 Cięcie strumieniem wody

Mechaniczne

Narzędzia mechaniczneW tym procesie do cięcia obiektu jest stosowana siła fizyczna. Przykłady tego typu cięcia to piłowanie, cięcie nożycami i wiercenie.

  • Narzędzia mechaniczne tną poprzez przyłożenie mechanizmu cięcia, na przykład ostrza, do ciętego obiektu.

Niektóre z tych procesów cięcia mogą być ręczne albo zautomatyzowane:

Cięcie ręczne

W tym trybie palnik lub głowica tnąca są kontrolowane ręcznie.  Bez konieczności intensywnego szkolenia użytkownik może po prostu podnieść narzędzie i rozpocząć cięcie.

 Cięcie ręczne

Cięcie zautomatyzowane

Cięcie zautomatyzowane wykorzystuje oprogramowanie, komponenty elektroniczne i inne programowalne nośniki nadzorujące proces cięcia. Cięty obiekt może być fragmentem metalu, kawałkiem pianki, kamiennym blatem, rurą — praktycznie wszystkim. Typowe przykłady systemów cięcia zautomatyzowanego to stoły cięcia CNC, przecinarki rur i roboty przemysłowe.

 

 Cięcie zautomatyzowane

 

Komponenty systemu

Mimo że cięcie przy użyciu robotów staje się coraz bardziej popularne, najczęściej używaną metodą cięcia zautomatyzowanego są nadal stoły cięcia X-Y. W połączeniu z systemami komputerowego sterowania numerycznego (CNC, Computer Numeric Control) stoły są zwykle wykorzystywane w środowisku przemysłowym do cięcia takich materiałów, jak blachy stalowe, pianka i kamienne płyty.

System cięcia zautomatyzowanego składa się z kilku komponentów. Poniżej przedstawiamy główne komponenty podstawowego systemu cięcia:

Zasilacz, narzędzie tnące i materiały eksploatacyjne — Jak wskazuje nazwa, zasilacz — zarówno plazmowy, laserowy, jak i strumienia wody — to element, który zasila cały system cięcia. Dostarcza energię i moc wymaganą do ruchu narzędzia tnącego, czyli palnika lub głowicy tnącej. Palnik lub głowica tnąca to ręka i dłoń Twojego systemu. To właśnie te elementy wykonują właściwe cięcie. Materiały eksploatacyjne to elementy zamontowane wewnątrz narzędzia tnącego, które zużywają się w miarę eksploatacji. Może to być na przykład miedziana dysza palnika plazmowego albo diamentowa końcówka głowicy cięcia strumieniem wody.

System CNC – System CNC to główny interfejs komunikacji między operatorem a maszyną. Informuje inne komponenty — a czasami również operatora — co należy zrobić.

System CNC:

  • Konwertuje program części na sygnały sterujące, które precyzyjnie kontrolują kierunek, szybkość i procesy cięcia maszyny
  • Wysyła i odbiera sygnały kontrolujące proces cięcia oraz takie funkcje maszyny, jak ruch, kontrola wysokości oraz działanie komponentów bezpieczeństwa
  • Może służyć do programowania części online lub wykorzystywać programy części przygotowane offline w oprogramowaniu CAD/CAM

Przewody i kable – Wszystkie stoły cięcia są wyposażone w przewody i kable łączące system CNC z zasilaczem i pozostałymi komponentami.

Silnik napędu i zębatki – Przesuwanie narzędzia tnącego w górę, w dół oraz wokół stołu wymaga zastosowania wzmacniaczy napędu, silników oraz zębatek, które przekształcają polecenia z systemu CNC na ruch fizyczny.

Rama stołu i listwy – Rama stołu i listwy fizycznie wspomagają ruch narzędzi tnących.

Kontroler wysokości palnika (THC) – Kontroler wysokości (lub kontroler wysokości palnika) gwarantuje, że narzędzie tnące nie znajdzie się zbyt blisko ani zbyt daleko elementu obrabianego.

Kontroler THC:

  • Wykonuje wykrywanie wysokości początkowej (IHS, initial height sensing), rozpoczynając pracę od ostatniej wysokości wycofania, zbliżając się do płyty w celu ustalenia jej położenia, a następnie wycofując na wysokość przebijania
  • Reguluje wysokość narzędzia tnącego w całym procesie cięcia, aby uzyskać wymaganą jakość cięcia
  • Zwiększa trwałość materiałów eksploatacyjnych poprzez utrzymywanie palnika z dala od stopionego metalu podczas przebijania oraz wykrywa kolizje i zatrzymuje proces cięcia

Nie wiesz, jakiego procesu lub metody użyć?

Przydatne informacje: