เทคโนโลยีเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี Plasma Cutting CNC Machine เหตุด้วยงานอุตสาหกรรม

[pla456789]

ในช่วงปัจจุบันการตัดโลหะแบบแผ่นมีอยู่ด้วยกันหลายวิธีเช่นการตัดโลหะด้วยเลื่อย( Saw Cutting ), การตัดด้วยเครื่องเลเซอร์ ( Laser Cutting ), 
การตัดด้วยแก๊ส( Gas Cutting ), และการตัดด้วยเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) ซึ่งโดยจำนวนมากแล้ววิธีการตัดโลหะจะมีกระบวนการและวิธีการตัดแบบง่ายๆ คือ 
ร่างแบบ(Layout) ลงบนแผ่นโลหะนั้นๆ แล้วจึงทำการตัดตามแบบที่ได้ร่างไว้ หรืออาจจะมีวัสดุอุปกรณ์ช่วยในการตัดบ้างตามความจำเป็น จึงทำให้มีผู้คิดค้นการออกแบบและ
เพิ่มพูนเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี (Plasma Cutting CNC Machine) โดยเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี ( Plasma Cutting CNC Machine ) นี้ควบคุมการทำงานโดยเครื่องคอมพิวเตอร์ 
สามารถตัดชิ้นงานโลหะได้หลากหลายระบอบ หรืองานตัดที่มีความยุ่งยากซับซ้อน หรือต้องตัดชิ้นงานซ้ำๆ เป็นจำนวนมาก
การตัดโลหะโดยใช้เครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )  เป็นกระบวนการหนึ่งที่มีบทบาทเอ้ในวงการอุตสาหกรรม ไม่เฉพาะแต่งาน อุตสาหกรรมหนักเท่านั้น งานอุตสาหกรรมขนาดย่อม
 หรืองานภายในครอบครัวก็มีความขาดไม่ได้มากเช่นกัน การตัดโลหะที่มีประสิทธิภาพยังช่วยให้งานอื่นๆ เช่น การออกแบบ ทั้งที่เป็นชิ้นส่วนของเครื่องจักร เครื่องมือ และโครงสร้างรูปแบบต่างๆ มีอิสระในการออกแบบมากยิ่งขึ้น 
เพราะไม่ต้องคำนึงถึงขอบเขตของรอยตัดต่างๆ ต่อไป นอกจากนั้นยังช่วยให้งานซ่อมแซม ดัดแปลงหรืองานอดิเรกอื่นๆ สำเร็จลงได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งปัจจุบันการตัดโลหะด้วยอาร์คพลาสม่าเป็นที่นิยมมากขึ้น
เนื่องจากมีความสะดวกรวดเร็วและงานออกมางาม ดังนั้นในบทความนี้จะขอกล่าวถึงทฤษฎีพลาสม่า และหลักการพื้นฐานของเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )   ซึ่งทฤษฎีของพลาสม่า 
นั้นจะกล่าวถึงว่าพลาสมาคืออะไร เกิดขึ้นได้อย่างไรและมีส่วนประกอบใดบ้างที่ทำให้เกิดอาร์คพลาสม่า ส่วนหลักการพื้นฐานของ เครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )  จะอธิบายถึงส่วนประกอบต่างๆ 
และแนวทำงานของเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )  และส่วนสุดท้ายจะกล่าวถึงข้อได้เปรียบในการใช้งานเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )   
ในการตัดโลหะ และวิธีคิดถึงในการพัฒนาเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )  ให้เป็นระบบซีเอ็นซี ( CNC System ) ดังนี้




หลักการปฏิบัติราชการของเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )
หลักการขั้นต้นของการเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine )  นี้จะใช้การอาร์คระหว่างอิเลคโตรด (electrode) และชิ้นงานที่ตัด ผ่านช่องเล็กๆที่ทำด้วยทองแดง (copper nozzle) 
ซึ่งจะทำให้เกิดพลาสม่า( plasma ) ซึ่งมีอุณหภูมิและความเร็วสูงเพิ่มขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ออกมาจากหัว nozzle โดยที่อุณภูมิจะอยู่ที่ประมาณ 20,000 องศาเซลเซียส และความเร็วเข้าใกล้ความเร็วเสียง 
ซึ่งลำของพลาสม่าจะตัดทะลุผ่านชิ้นงานที่หลอมเหลวแล้วถูกสังหารให้ไหลออกไป ทางด้านล่างของชิ้นงาน




ข้อแตกต่างระหว่างกระบวนการตัดแก๊ส และ กระบวนการตัดพลาสม่านั้น เป็น กระบวนการตัดพลาสม่าจะใช้การอาร์คจนกระทั่งโลหะหลอมเหลว ในขณะที่กระบวนการตัดด้วยแก๊สนั้น 
ออกซิเจนจะออกซิไดซ์โลหะและความร้อนที่ได้รับจากปฏิกิริยาจะทำการละลายโลหะ




ข้อดีของกระบวนการตัดพลาสม่า
1. ใช้แรงในการจับเหนี่ยวชิ้นงานน้อยกว่า
2. อุณหภูมิในการตัดสูงกว่าแบบ OFC (Oxy-Fuel Cutting หรือ การตัดแก๊ส) จึงทำให้มีกระแสความเชี่ยวชาญในการตัดได้เร็วกว่า
3. สามารถเริ่มทำการตัดได้ทันที่โดยไม่จำเป็นต้องต้องใช้ความร้อนเพื่ออุ่นชิ้นงานก่อน (Preheat)




ข้อห้ามของกระบวนการตัดพลาสม่า มีดังนี้
1. อาจเกิดอันตรายจากความร้อน , ไฟฟ้าช๊อต , แสงที่จ้า , ควันที่เกิดจากการตัด และระดับเสียงที่มากกว่าการตัดด้วยวิธีอื่น นอกจากนี้ยังควบคุมขนาดของการตัดได้ยากกว่าการตัดโดยใช้เครื่องมือตัด
2. อุปกรณ์มีราคาแพงเมื่อเปรียบพร้อม OFC (Oxy-Fuel Cutting หรือ การตัดแก๊ส)
3. ใช้พลังงานมากกว่า
เครดิต :engineerknowledge.blogspot.com




แนวคิดในการเจริญเครื่องตัดให้เป็นซีเอ็นซี CNC
      เครื่องจักร CNC เป็นเครื่องจักรที่ทำงานอย่างอัตโนมัติ เป็นได้ผลิตชิ้นงานที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาด หรือรูปทรงบ่อยๆ ได้ดี เพราะสามารถแก้ไขข้อมูลต่างๆ โดยตรงที่โปรแกรม 
ดังนั้นจึงเหมาะกับการผลิตชิ้นงานต้นแบบ (Prototype) หรือผลิตชิ้นงานในระบบสายงานการผลิตที่มีกำลังการผลิตปานกลาง ซึ่งควรกับอุตสาหกรรมขนาดกลาง 
ความแตกต่างในการใช้เครื่องจักรซีเอ็นซี เมื่อเทียบกับเครื่องจักรที่ใช้ทั่วไปก็คือ การตัดสินใจในการกำหนดขั้นตอนการทำงานต่างๆจะกระทำเพียงครั้งเดียวกล่าวคือจะกระทำในขั้นตอนของการวางแผน 
และสร้างโปรแกรมสำหรับควบคุมเครื่องจักรเท่านั้น หลังจากนั้นโปรแกรมจะถูกนำไปใช้ในการทำงานของเครื่องจักร สำหรับผลิตชิ้นงานที่ต้องการ โดยสามารถทำการผลิตซ้ำๆ กันกี่ครั้งก็ได้ตามต้องการ
นอกเหนือจากโปรแกรมการทำงาน ซึ่งเปรียบเสมือนการวางแผนการทำงานที่ได้จัดเตรียมขั้นตอนการทำงานทุกขั้นตอน เพื่อป้องกันความหายนะที่อาจเกิดขึ้นได้ การผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องจักรซีเอ็นซียัง
ช่วยลดเวลาในการทำงานอื่นๆ ที่จำเป็นด้วย เช่น ลดเวลาการวิเคราะห์ขนาดของชิ้นงาน ลดเวลาในการทำงานโดยการปรับความเร็วรอบของ Spindle เพิ่มขึ้น เป็นต้น




วิวัฒนาการอุปกรณ์เครื่องตัดพลาสม่ายังคงมีการวิวัฒน์ขึ้นเรื่อยๆและจะเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกับกระบวนการตัดโลหะ เหลือกว่าการตัดด้วยวิธีอื่นๆ เช่น การตัดด้วยเลเซอร์ ตัดด้วยแก๊ส ตัดด้วยน้ำแรงดันสูง 
ซึ่งมีทุนในการผลิตที่สูงกว่า และ อาจต้องใช้เวลาในการตัดชิ้นงานมากกว่า 
เดิมการตัดพลาสม่ามือถือมีการใช้งานกันอย่างแพร่ขยาย เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่ราคาไม่แพง ในขณะที่ระบบซีเอ็นซี (CNC) มีซอฟต์แวร์การออกแบบ ต่างๆมากมาย จึงมีแนวคิดที่จะนำระบบซีเอ็นซี 
มาใช้ร่วมกับการตัดพลาสม่า ซึ่งปรู๊ฟได้ว่าช่วยประหยัดเวลาและงบประมาณในการทำงาน ขณะที่เพิ่มความแม่นยำ และ ชิ้นงานมีความเหมือนกันทุกชิ้น 
ทำให้มีการนำ เครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี ( Plasma Cutting CNC Machine ) ของการตัดโลหะในอุตสาหกรรม ในครัวเรือน ไปจนถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่กันอย่างกว้างขวางทั่วโลก