PLAZMA

Kesim İşlemi

Plazma kesim yöntemi, burada sunulan üç yöntemin en yaygın olanıdır. Yüksek enerjili plazma jeti, kesilecek malzemenin lokal olarak eritilmesinde kullanılır. Torç geometrisinde, önceden etkisiz olan gaz elektro-iyonizasyon ile sıcak plazmaya dönüştürülür. Ardından oluşan yüksek kinetik enerji, elektrot ile işlenen parça arasında torçun ön ucundaki dar, çoğunlukla suyla soğutulmuş dairesel delikten yanan bir elektrik arkı olarak ortaya çıkar. Kesim plazması, plazmanın fiziksel dönüştürülme işlemi ile 30.000°C düzeyinde sıcaklıklara ulaşır.
Plazma gazı olarak temelde nitrojen, nitrojen-hidrojen karışımları, argon-hidrojen karışımları ve genellikle basit sıkıştırılmış hava kullanılır. Elektriksel olarak iletken malzemelerin tümü plazma ile kesim işlemine uygundur. Bu işlemin özel varyasyonlarında ise plastik gibi iletken olmayan yalıtım malzemeleri de kesilebilir.
Sıcak plazma ışını malzemeyi eritir ve eriyiğin buharlaşmayan kısmını işlenen parçanın üzerindeki plazma torçunun ileri hareketi ile eklemden çıkarır. Kesim akımı, dairesel delik, kesim hızı, gaz kompozisyonu, plazma torçunun işlenen parçaya uzaklığı gibi birçok parametreye sahip olan bu süreç farklı şekillerde ayarlanabilir. Ancak oldukça karmaşık olan bu yöntem, operatörlerin deneyimli olmasını gerektirir.
Plazma kesim sistemi, genelde basit biçimiyle manuel olarak kullanılabilir, elektrikli tahrik etme değişkenleri sayesinde mükemmel bir şekilde kontrol edilebilir ve parametrelerle açıklanabilir. Böylelikle CNC kesim portallarında ve özellikle 100A üzerindeki kesim akımlarında otomatik kullanımı norm olarak kabul edilir.
Manuel plazma kesim işlemi; hurda ayıklama, kimyasal tesisleri devreden çıkarma ve el sanatlarının yanı sıra küçük seri üretimlerde ve gemi yapımında yaygın olarak kullanılır. Manuel ve otomatik olarak gerçekleştirilen işlem, yeniden üretime hazırlık olarak aşınmış işlevsel katmanların yüzey oluklarına uygulanır. İşlemin otomatik versiyonu, tersane, konteyner yapımı, genel çelik yapımı ve ağır mekanik mühendisliği gibi metalik malzemelerin yarı işlenmiş ürünler şeklinde kesildiği her yerde bulunabilir.


LAZER IŞINI

Kesim İşlemi


Lazer ışını; çelik, demir harici metaller, plastik, seramik ve ahşap gibi hemen hemen her malzemeyi bölmek için kullanılabilir. Ancak ekonomik kalınlık sınırı, yüksek alaşımlı çelikte en fazla 50 mm olup, düşük alaşımlı ve alaşımsız çelikte ve demir harici metallerde 25 mm’dir. Işın üretiminde CO2 gazı lazerleri, disk lazerleri, fiber lazerleri, diyot pompalı katı hal lazerleri kullanılır. Endüstriyel uygulamalarda, kesilecek malzemeye bağlı olarak üç farklı işlem versiyonu kullanılır.
Lazer ışını kesim işlemi, tıpkı oksi-yakıt kesim işlemi gibi düşük yoğunluklu ve yoğunluksuz malzemelerin yüksek viskoziteye sahip cürufa dönüştürülmesinde kesim oksijeni ışınından faydalanır. Malzemenin yanması ve kesimin cürufunun giderilmesi, alevle kesim işlemine benzer şekilde gerçekleştirilir. Ancak malzemenin tutuşma sıcaklığına gelmesi için önceden ısıtılması için lazer enerjisi gereklidir.
Lazer ışını füzyon kesim işlemi, plazma kesim işleminde olduğu gibi malzemeyi (yüksek alaşımlı çelik ve demir harici metaller) dibine kadar eritir. Ancak bu amaç için plazma arkının aksine lazer ışını enerjisini kullanır. Malzeme, kesilen parçadan çıkan gaz basıncı (inert nitrojen, nadiren inert gaz) ile sıvılaştırılır. İnert kesim gazı ile düz kesim kenarlarının oluşturulması, yüksek alaşımlı çelik malzemelerin kesimi için faydalıdır.
Plastik ve organik malzemelerde lazer ışınıyla süblimleştirme yöntemi kullanılır. Lazer ışınının yüksek enerji yoğunluğu, malzemeyi buharlaştırır (süblimleştirir). Ortaya çıkan buhar basıncı, genelde inert kesim gazının (nitrojen) desteği ile birlikte buharlaştırılan malzemeyi kesilen parçadan ayırır.
Lazer ışınıyla kesim işlemi ve bu işlemin varyasyonları, kesim kalitesi ve hassasiyeti açısından yüksek gerekliliklere sahip olan tüm alanlarda yüksek derecede otomatikleştirilmiş üretim süreçlerinde kullanılır. Plazmaya kıyasla aşınan parça maliyetlerinin oldukça düşük olması sayesinde, uygulanan bu işlem yüksek sermaye ve enerji maliyetine rağmen harcanan enerjinin karşılığını verir.


OKSİ-YAKIT

Kesim İşlemi


Bu termal kesim yöntemi, pratikte 15 mm’den başlayan kalınlıktaki malzemelerin kesilmesinde kullanılır. 35 mm kalınlıkta Oksi-yakıt dışında kullanılabilecek başka bir teknoloji yoktur.
Oksi-yakıt kesim yönteminde ısı kaynağı olarak oksi-yakıt alevi kullanılır. Bu kesim yönteminde yakıt gazı olarak asetilen, propan, doğalgaz veya bunların karışımları kullanılabilir. Kesilecek malzeme ilk olarak ısıtma veya ön ısıtma alevi ile tutuşma sıcaklığına gelene kadar ısıtılır. Bu sırada yüzeydeki pas, pullanma gibi yabancı maddeler temizlenir. Tutuşma sıcaklığına erişildiğinde, oksi-yakıt jeti çalıştırılır ve ekzotermik reaksiyon gaz jeti boyunca ve ışının ön doğrultusunda malzemeyi işlenen parçanın dibine kadar yakar.
Bu işlemde malzeme yanarak yüksek akışkanlığa ve düşük erime aralığına sahip cürufa dönüşür. Bu cüruf, kesim jetinin basıncı ile kesilen parçanın altından atılır. Bu yöntemin belirleyici unsuru, malzemenin tutuşma sıcaklığının ve cürufun erime sıcaklığının söz konusu malzemenin erime sıcaklığından daha düşük olmasıdır. Ayrıca bu yöntemin temel özelliklerinden biri, cürufun düşük viskoziteye (sıvı) sahip olması ve kesilecek malzemenin termal iletkenliğinin mümkün olduğunda düşük olmasıdır. Örneğin alüminyum ve bakır alaşımları oksi-yakıt kesim işlemi için uygun değildir. Ancak yumuşak çelik, düşük alaşımlı çelik, dökme çelik ve titanyum gibi malzemeler, bu ayırma işlemi için çok uygundur.
Ulaşılabilen kesim hızı; malzemeye, kesilecek kalınlığa ve yakıt gazının türüne bağlıdır. Kıvılcım jeti, optimum ayarda işlenen parçanın alt tarafı üzerinde dikey olarak ortaya çıkar.
Manuel oksi-yakıt kesim yöntemi; hurda ayırma işlerinde, endüstriyel tesis demontajında, el sanatlarında ve gemi yapımında yaygın olarak kullanılır. İşlemin otomatik versiyonu, genel çelik yapımı ve ağır mekanik mühendisliği gibi demir içeren malzemelerin yarı işlenmiş ürünler şeklinde kesildiği her yerde bulunabilir.