เทคโนโลยีของเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี

ในปัจจุบันการตัดโลหะแบบแผ่นมีอยู่ด้วยกันหลายวิธีเช่นการตัดโลหะด้วยเลื่อย ( Saw Cutting ), การตัดด้วยเครื่องเลเซอร์ ( Laser Cutting ), การตัดด้วยแก๊ส ( Gas Cutting ), และการตัดด้วยเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้ววิธีการตัดโลหะจะมีกระบวนการและวิธีการตัดแบบง่ายๆคือร่างแบบ (Layout) ลงบนแผ่นโลหะนั้นๆแล้วจึงทำการตัดตามแบบที่ได้ร่างไว้หรืออาจจะมีอุปกรณ์ช่วยในการตัดบ้างตามความจำเป็นจึงทำให้มีผู้คิดค้นการออกแบบและพัฒนาเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี (Plasma Cutting CNC Machine) โดยเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี ( Plasma Cutting CNC Machine ) นี้ควบคุมการทำงานโดยเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถตัดชิ้นงานโลหะได้หลากหลายรูปแบบหรืองานตัดที่มีความยุ่งยากซับซ้อนหรือต้องตัดชิ้นงานซ้ำๆเป็นจำนวนมาก

การตัดโลหะโดยใช้เครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) เป็นกระบวนการหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในวงการอุตสาหกรรมไม่เฉพาะแต่งานอุตสาหกรรมหนักเท่านั้นงานอุตสาหกรรมขนาดย่อมหรืองานภายในครอบครัวก็มีความจำเป็นมากเช่นกันการตัดโลหะที่มีประสิทธิภาพยังช่วยให้งานอื่นๆเช่นการออกแบบทั้งที่เป็นชิ้นส่วนของเครื่องจักรเครื่องมือและโครงสร้างรูปแบบต่างๆมีอิสระในการออกแบบมากยิ่งขึ้นเพราะไม่ต้องคำนึงถึงขอบเขตของรอยตัดต่างๆต่อไปนอกจากนั้นยังช่วยให้งานซ่อมแซมดัดแปลงหรืองานอดิเรกอื่นๆสำเร็จลงได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วยิ่งขึ้นซึ่งปัจจุบันการตัดโลหะด้วยอาร์คพลาสม่าเป็นที่นิยมมากขึ้นเนื่องจากมีความสะดวกรวดเร็วและงานออกมาเรียบร้อยดังนั้นในบทความนี้จะขอกล่าวถึงทฤษฎีพลาสม่าและหลักการพื้นฐานของเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) ซึ่งทฤษฎีของพลาสม่านั้นจะกล่าวถึงว่าพลาสมาคืออะไรเกิดขึ้นได้อย่างไรและมีส่วนประกอบใดบ้างที่ทำให้เกิดอาร์คพลาสม่าส่วนหลักการพื้นฐานของเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) จะอธิบายถึงส่วนประกอบต่างๆและหลักการทำงานของเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) และส่วนสุดท้ายจะกล่าวถึงข้อได้เปรียบในการใช้งานเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) ในการตัดโลหะ และแนวคิดในการพัฒนาเครื่องตัดพลาสม่า ( Plasma Cutting Machine ) ให้เป็นระบบซีเอ็นซี ( CNC System ) ดังนี้

หลักการทำงานของเครื่องตัดพลาสม่า( Plasma Cutting Machine )

หลักการพื้นฐานของการเครื่องตัดพลาสม่า (Plasma Cutting Machine) นี้จะใช้การอาร์คระหว่างอิเลคโทรด (electrode) และชิ้นงานที่ตัดผ่านช่องเล็กๆที่ทำด้วยทองแดง (copper nozzle) ซึ่งจะทำให้เกิดพลาสม่า (plasma) ซึ่งมีอุณหภูมิและความเร็วสูงเพิ่มขึ้นเมื่อไหลออกมาจากหัว nozzle โดยที่อุณภูมิจะอยู่ที่ประมาณ 20,000 องศาเซลเซียส และความเร็วเข้าใกล้ความเร็วเสียง ซึ่งลำของพลาสม่าจะตัดทะลุผ่านชิ้นงานที่หลอมเหลวแล้วถูกกำจัดให้ไหลออกไป ทางด้านล่างของชิ้นงาน ข้อแตกต่างระหว่างระหว่างกระบวนการตัดแก๊ส และ กระบวนการตัดพลาสม่านั้น คือ กระบวนการตัดพลาสม่าจะใช้การอาร์คจนกระทั่งโลหะหลอมเหลว ในขณะที่กระบวนการตัดด้วยแก๊สนั้น ออกซิเจนจะออกซิไดซ์โลหะและความร้อนที่ได้รับจากปฏิกิริยาจะทำการหลอมละลายโลหะ

ข้อดีของกระบวนการตัดพลาสม่า
1. ใช้แรงในการจับยึดชิ้นงานน้อยกว่า
2. อุณหภูมิในการตัดสูงกว่าแบบ OFC (Oxy-Fuel Cutting หรือ การตัดแก๊ส) จึงทำให้มีความสามารถในการตัดได้เร็วกว่า
3. สามารถเริ่มทำการตัดได้ทันที่โดยไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนเพื่ออุ่นชิ้นงานก่อน (Preheat)

ข้อจำกัดของกระบวนการตัดพลาสม่า มีดังนี้
1. อาจเกิดอันตรายจากความร้อน , ไฟฟ้าช๊อต , แสงที่จ้า , ควันที่เกิดจากการตัด และระดับเสียงที่มากกว่าการตัดด้วยวิธีอื่น นอกจากนี้ยังควบคุมขนาดของการตัดได้ยากกว่าการตัดโดยใช้เครื่องมือตัด
2. อุปกรณ์มีราคาแพงเมื่อเทียบกับ OFC (Oxy-Fuel Cutting หรือ การตัดแก๊ส)
3. ใช้พลังงานมากกว่า