Pemotongan Plasma

Pemotongan plasma adalah proses pemotongan termal menggunakan jet plasma konduktif listrik untuk memotong logam konduktif seperti baja, baja tahan karat, aluminium, dan tembaga. Plasma sebenarnya adalah pancaran gas terionisasi berkecepatan tinggi yang digunakan untuk melelehkan material, dan banyak digunakan dalam fabrikasi logam karena efektivitas biaya dan keserbagunaannya.

 

Keterangan

 

Plasma itu sendiri menghantarkan arus listrik, dan busur plasma terus menerus selama daya dialirkan ke elektroda dan plasma tetap bersentuhan dengan benda kerja. Pemotongan plasma adalah teknologi pemotongan logam yang sangat efisien yang menggunakan busur plasma bersuhu tinggi sebagai sumber panas, dan prinsip intinya adalah menggunakan busur frekuensi tinggi untuk mengionisasi gas untuk membentuk plasma sambil melelehkan logam benda kerja pada suhu tinggi di atas 3.000 derajat, dan menggunakan aliran udara supersonik untuk meniup logam cair untuk mencapai pemotongan. Tekanan aliran gas ini secara efektif mengontrol radius berkas plasma. Dengan mengarahkan materi bermuatan listrik yang terkontrol melalui nosel yang terfokus, Anda dapat dengan mudah memotong material seperti material baja, baja tahan karat, dan aluminium.

 

Opsi Asisten Gas

 

Mesin pemotong plasma dapat bekerja dengan berbagai gas yang meliputi udara terkompresi, nitrogen, argon, hidrogen, dan oksigen, atau campuran dua atau tiga gas berbeda. Fungsinya sangat mirip dengan gas pelindung, masing-masing menunjukkan hasil yang berbeda, dan berikut ringkasan singkatnya:

 

√Udara terkompresi, gas ini sangat serbaguna dan murah, serta dapat bekerja dengan baik dengan baja ringan, baja tahan karat, dan aluminium hingga 30mm.

√Oksigen, ini adalah gas populer yang banyak digunakan untuk baja karbon dalam aplikasi yang memerlukan pemotongan bersih dan kecepatan pemotongan cepat, dan biasanya dapat memotong baja ringan hingga 35mm dengan panas lebih tinggi yang berarti memerlukan lebih banyak pendengaran. Akibatnya, lebih banyak energi panas dapat merusak benda kerja, ditambah lagi, oksigen tidak ramah terhadap baja tahan karat dan aluminium, dan permukaan potongan teroksidasi sepenuhnya karena jumlah oksigen dan panas yang digunakan.

√Nitrogen, banyak digunakan untuk-aplikasi tugas berat pada logam tebal hingga 80 mm, dan dapat menghasilkan potongan berkualitas baik untuk sebagian besar material termasuk baja tahan karat, baja karbon, dan aluminium. Biasanya nitrogen sering digunakan dengan beberapa gas sekunder, seperti udara, karbon dioksida, dan argon untuk pelat yang lebih tebal.

√Argon, merupakan gas inert yang tidak bereaksi dengan pemotongan suhu tinggi, dan bukan gas pembantu standar karena konduktivitasnya rendah. Oleh karena itu, sering kali dicampur dengan hidrogen untuk menghasilkan api pemotongan plasma-terpanas untuk pemotongan yang rapi.

 

 

Pertimbangan Investasi untuk Plasma vs Fiber Laser

 

Mesin plasma bekerja dengan mengarahkan gas pemotongan (udara, oksigen, nitrogen, udara, argon, dll) melalui nosel dengan bukaan sempit, kemudian gas tersebut terionisasi untuk menghasilkan busur plasma. Sedangkan gas pelindung digunakan untuk mengelilingi busur plasma untuk membantu membentuk busur, dan busur plasma dengan suhu yang sangat tinggi dapat menembus bahan logam.

Sementara itu, laser serat menggunakan cahaya yang dihasilkan oleh dioda dan mengarahkannya ke sepanjang-kabel serat optik & komponen optik, lalu berkas cahaya tersebut kemudian difokuskan dan diperkuat untuk memotong benda kerja logam. Laser serat juga memerlukan gas pemotongan yang disuntikkan ke kepala pemotongan di bawah komponen optik dan keluar dari nosel bersama dengan sinar laser. Menurut pengalaman Fabmann, pelat yang lebih tipis <12mm, pipa atau profil yang memerlukan toleransi dimensi tinggi, mesin laser serat adalah pilihan yang lebih baik. Meskipun biaya akuisisi dan pengoperasian umumnya lebih tinggi dibandingkan mesin plasma, rata-rata dibutuhkan waktu sekitar 5 tahun untuk mencapai titik impas. Pemotong plasma memiliki tingkat produktivitas yang relatif lebih tinggi, jangkauan pemotongan yang luas, dan biaya perolehan yang relatif rendah dengan waktu pengembalian rata-rata 3 tahun. Bagan di bawah memberi Anda beberapa pemahaman dasar tentang fitur utamanya.

 

Parameter	Serat Laser	Plasma HD
Pilihan Bahan	Baja Ringan, Baja Tahan Karat, Aluminium, Tembaga	Semua Logam Konduktif
Rentang Ketebalan	Hingga 30 mm	Hingga 50 mm
Kuadrat Tepi	ISO 1	ISO 2 - 4
Potong Toleransi	0,05-0,1 mm tergantung ketebalan bahan	0,2 mm - 0.5 mm tergantung ketebalan bahan
Lebar Goresan	0.15 - 0.4 mm	0,5 – 2,2 mm
HAZ	Lebih sempit	Lebih luas
Kecepatan Pemotongan (<10 mm)	Lebih cepat	Lebih lambat
Cutting Speed (>10 mm)	Lebih lambat	Lebih cepat
Harga Pembelian	Tinggi	25-35% Laser
Biaya Operasional	Rendah	Rendah
Pemeliharaan	Sedang	Sedang
Kerangka Waktu Impas	4-6 tahun	3-4 tahun

 

Untuk membuat keputusan investasi yang obyektif, ada beberapa faktor penting yang perlu Anda pertimbangkan:

 

√Jenis bahan mentah dan mesin split, plasma, dan laser sangat mirip dalam hal jenis bahan, dan perbedaan utamanya adalah kisaran ketebalan pemotongan dan kualitas potongan. Keduanya dapat memotong semua bahan konduktif seperti baja ringan, baja tahan karat, kuningan, tembaga, dan aluminium. Jika sebagian besar material Anda berukuran kurang dari 10 mm, dan profil rumit termasuk pipa, mungkin akan lebih-efektif biaya untuk berinvestasi pada mesin pemotongan laser serat dan melakukan outsourcing pemotongan plasma.

 

√Kualitas potongan mencakup beberapa elemen penting seperti kuadrat, sampah, tepi potong, HAZ (Heat Affected Zone). Untuk laser Fiber, kualitas pemotongan sangat bergantung pada daya, kecepatan pemotongan, tekanan gas & gas, dan ukuran nosel. Biasanya, pengaturan daya yang populer akan bebas sampah-untuk laser serat seperti laser 4mm untuk 2 KW, 6mm untuk laser 6 KM. Di bawah ini adalah ringkasan singkat dari masalah kualitas pemotongan yang populer:

 

● Bentuk persegi, laser serat mampu menghasilkan potongan hampir persegi dan dapat dikategorikan ke dalam ISO 1. Pemotongan plasma tipikal biasanya memiliki bentuk agak cekung pada tepi potongan, dan sudut kemiringannya berada pada kisaran ISO 3-5.

●Dross, didefinisikan sebagai limbah logam yang tidak diinginkan yang belum dikeluarkan dari garitan yang terbentuk di bagian bawah potongan. Mesin pemotong plasma dapat mencapai kualitas tepi potong yang baik, namun operator perlu memutuskan apakah kualitas potongan atau kecepatan potong adalah prioritasnya. Pemotongan rendah dapat mengakibatkan banyak kotoran di bagian bawah benda kerja, sedangkan pemotongan terlalu cepat dapat menyebabkan manik-manik logam berjejer di bagian bawah potongan, dan cukup sulit untuk menghilangkan manik-manik tersebut.

●Tepian, pemotong plasma dapat menghasilkan tepian potongan yang lebih halus karena ukuran titiknya yang lebih besar, namun tentu saja hal ini juga bergantung pada cara operator mengatur parameter pemotongan untuk mencapai kualitas pemotongan yang optimal.

●HAZ, hal ini sangat bergantung pada keluaran daya mesin dan kecepatan pemotongan, dan baik laser serat maupun pemotong plasma menghasilkan HAZ. Namun biasanya fiber laser menghasilkan HAZ yang lebih kecil.

 

 

√Toleransi potongan & kualitas lubang, disebut juga kualitas bagian potong, terutama kualitas lubang sering dianggap sebagai ukuran presisi, yang dinilai dari seberapa silindris suatu lubang. Derajat ketelitian sering kali dinilai dari lebar garitan, semakin lebar garitan maka semakin kasar kepresisiannya. Garitan menentukan seberapa kecil kontur bagian dalam yang dapat dipotong, sedangkan distorsi panas dapat mengubah dimensi benda kerja. Laser fiber mempunyai toleransi yang lebih tinggi dibandingkan dengan pemotong plasma.

 

√Biaya, laser serat umumnya lebih mahal dibandingkan mesin plasma, baik dalam biaya pembelian awal maupun biaya operasional.

 

Singkatnya, laser adalah pilihan yang lebih baik saat memotong baja tipis ringan, baja tahan karat, dan aluminium dengan kisaran ketebalan antara 0,5 mm dan 10 mm, serta presisi, kecepatan, dan kemampuannya yang lebih tinggi untuk memotong bentuk rumit membuatnya lebih diminati dibandingkan mesin plasma. Dalam kisaran 10-15mm, laser serat cukup sebanding dengan mesin plasma. Untuk pelat tugas berat yang berukuran di atas 15mm, mesin plasma CNC modern mungkin merupakan pilihan yang lebih baik.

 

Bahan Baja Berbeda Dengan Pemotongan Plasma

 

Fitur Pemotongan Plasma

 

Mesin plasma mulai mendapatkan popularitas besar karena investasinya yang lebih rendah dan kualitas pemotongan yang sebanding meskipun tidak sebaik mesin pemotongan laser yang memotong bahan logam yang lebih tipis, dan memiliki fitur berikut:

 

 

Oleh karena itu, plasma sering digunakan untuk memotong logam tebal seperti untuk pembuatan prototipe cepat‌ dan desain artistik. Kesimpulannya, pemotongan plasma adalah pemotongan logam yang terjangkau (terutama untuk baja tahan karat, aluminium, dan pelat tebal) dengan presisi lebih rendah dibandingkan pemotongan laser, dan sangat populer untuk fabrikasi struktur tugas berat seperti pembuatan kapal dan konstruksi.