Laserové a plazmové řezání (84, 83) Dělení materiálů je stále velmi důležitou nepominutelnou výrobní operací. Používá se k tomu celá řada metod, každá z nich si vytvořila svoji oblast optimálního použití. Každá z nich má ale nějaký závažný nedostatek, který brání jejímu univerzálnímu používání, a tak přicházejí stále další a modernější postupy. Tato práce si klade za cíl, seznámit čtenáře s dvěmi metodami dělení materiálu, a to dělením materiálu laserem a plazmou. Tepelné dělení materiálů lze v rámci strojírenské výroby zařadit mezi operace přípravy materiálu. Pod tímto pojmem rozumíme technologii řezání, pracující na principech lokálního tavení, spalování nebo odpařování, případně kombinace těchto jevů, kdy energie potřebná k inicializaci procesu a jeho průběhu je dodávaná různými tepelnými zdroji. Obecně lze tepelné dělení materiálů aplikovat na celou škálu konstrukčních materiálů: nelegované a nízkolegované oceli, vysokolegované oceli a slitiny na bázi niklu, neželezné kovy a jejich slitiny (hliník, měď, …), vysoce reaktivní materiály a jejich slitiny citlivé na kyslík (hořčík, titan, …), nekovové materiály (plasty, kompozity, dřevo, papír, sklo, …). První materiál, který byl v historii zpracováván postupem tepelného řezání (kyslíkem), byly nelegované oceli. Řezání za pomoci elektrického oblouku umožnilo dále řezat všechny elektricky vodivé materiály, s nástupem laserových technologií přišla možnost tepelného dělení prakticky jakéhokoliv druhu materiálu včetně elektricky nevodivých materiálů s extrémně vysokou afinitou ke kyslíku nebo dusíku, jako je titan nebo zirkonium v inertní ochranné atmosféře. V průmyslové praxi jsou používány tři základní metody tepelného řezání kyslíkem, plazmou a laserem. [6] S používáním laseru se dnes setkáváme ve všech odvětvích života a všude jeho aplikace přinášejí významný pokrok v lidské činnosti. I ve strojírenství patří v současné době laserové technologie mezi nejprogresivnější způsoby působení člověka na materiál ve výrobním procesu. S jejich pomocí je možné podstatně zvýšit kvalitu, technickou úroveň i produktivitu práce. Díky jim je dnes možno při inovačních cyklech výroby dosahovat takové parametry výrobků, na které při dosavadních technologiích není možno dosáhnout.
1
Laserové řezání - 84
Obrábění a opracování materiálů laserem je založeno na přeměně světelné energie na energii tepelnou. Slovo laser je složené z počátečních písmen anglického názvu popisující jeho funkci: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, což by se dalo přeložit jako zesílení světla pomocí vynucené (stimulované) emise záření.
1.1
Princip laseru
Laser pracuje na principu indukované emise, tj. vynuceného záření. Indukovaná emise je vyvolána dopadem záření na atom prvku, kdy záření donutí elektron obíhající kolem jádra přijmout energii a tím vystoupat na vyšší oběžnou dráhu. Další příjem energie a rovnováha sil 1
v atomu přinutí elektron vrátit se na svoji původní oběžnou dráhu a vyzářit přijatou energii do prostoru. Vzniklé záření je monochromatické (tzn. má jednu, přesně definovanou vlnovou délku) a koherentní, což znamená, že příslušné částice (fotony) se ve svazku pohybují jedním směrem a jsou v jeho průřezu buď stejnoměrně, nebo alespoň velmi pravidelně rozděleny. [2]
1 – laserová hlavice, 2 – rezonátor, 3 – laserové médium, 4 – polopropustné zrcadlo, 5 – výstup paprsku, 6 – zdroj energie buzení, 7 – budicí zařízení, 8 – chladicí systém, 9 – nepropustné zrcadlo Obr. 1. Schéma zařízení pro obrábění laserem [2]
1.2
Rozdělení laserů
Podle aktivního prostředí rozlišujeme tři základní typy laserů - plynové, pevnolátkové a polovodičové (známější jako laserové diody). Pro dělení materiálu se dnes stále ještě nejčastěji používají výkonové plynové CO2 lasery a pevnolátkové Nd:YAG lasery, ale své místo nacházejí už i výkonové polovodičové (diodové) lasery. V porovnání s ostatními typy jsou nejsilnější CO2 lasery s vlnovou délkou záření 10,6µm vhodné zvláště k dělení klasické, legované nebo korozivzdorné oceli až do tloušťky kolem 25mm a pevnolátkové Nd:YAG se zářením na vlnové délce 1,064µm pak především ke zpracování slabších kovových i nekovových či speciálních materiálů. Kratší vlnová délka pevnolátkových laserů umožňuje zmenšit stopu dopadu fokusovaného laserového svazku, což dovoluje podstatně zmenšit rozměry řezu, snižuje se tepelný zásah do materiálu v okolí řezu a klesá spotřeba energie. 1.2.1
Plynové lasery
U plynových laserů vzniká paprsek v plynném prostředí, kterým je nejčastěji argon, helium nebo neon. Světelná emise vzniká po přivedení dostatečně vysokého napětí na elektrody, umístěné uvnitř trubice s plynem. Plynové lasery pro průmyslové využití mohou dosahovat i velmi vysokých výkonů, jejich nevýhodou je nutnost složitého chlazení i relativní nákladnost. 2
Vybrané druhy plynových laserů: •
heliumneonový laser – aktivní prostředí je tvořeno vybuzenými atomy neonu. Budí se v elektrickém výboji ve směsi plynů helia a neonu. Tento laser vyzařuje infračervené záření o vlnové délce 1,15 μm, 3,39 μm a 0,633 μm. Používá se v měřicí technice, holografii a geodézii;
•
argonový laser – aktivní prostředí tvoří ionty argonu. Budí se elektrickým výbojem. Vlnové délky záření jsou: 457,9 nm, 465,7 nm, 472,7 nm, 488,0 nm, 496,5 nm a 514,5 nm;
•
excimerový laser – aktivním prostředím jsou excimery. Excimer je nestabilní molekula, která vzniká jen na přechodnou dobu v důsledku vzájemného působení vybuzeného atomu s atomem v základním stavu. Buzení excimerových laserů se provádí elektrickým výbojem nebo svazkem rychlých elektronů. Používají se v selektivní laserové fotochemii, při technologických aplikacích (např. při popisování součástí, vrtání), v medicíně a ve fyzikálním a biologickém výzkumu;
•
CO2 laser (obr. 2) – aktivním prostředím jsou molekuly oxidu uhličitého. Buzení je elektrickým výbojem, který zapaluje směs plynů CO2, N2 a He. Používají se pro řezání, svařování, vrtání, popisování součástí, nanášení povlaků a tepelné zpracování.
Obr. 2. Konstrukce CO2 laseru [2]
1.2.2
Pevnolátkové lasery
Druhou skupinu laserů tvoří pevnolátkové lasery. Zde je aktivním prostředím pečlivě vypěstovaný homogenní krystal s příměsí cizorodé látky. Světelná emise vzniká vystavením krystalu silnému stálému externímu světelnému výboji. Nejčastěji používaným typem pevnolátkového laseru je Nd:YAG. Vybrané druhy pevnolátkových laserů: ∑
rubínový laser – aktivním prostředím je krystal generující záření o vlnové délce 0,6943 μm. Pracuje většinou v pulzním režimu. Je vhodný pro vrtání tvrdých materiálů, v lékařství v dermatologii a v laserové lokaci družic. Nyní se nahrazuje především Nd:YAG laserem; 3
∑ ∑
∑ ∑
Nd:sklo laser – pracuje v pulzním režimu. Používá se pro vysokoenergetické pulzní režimy práce s malou opakovací frekvencí, např. pro velké termonukleární systémy; Nd:YAG laser (obr. 3) – je dnes nejvíce používaným typem pevnolátkového laseru. Aktivním prostředím je krystal yttriumaluminumgranát dopovaný neodymem. Tento laser pracuje jak v pulzním, tak kontinuálním režimu. Dosahuje výkonů 100 až 4 000 W. Paprsek pevnolátkových laserů má vlnovou délku 1,06 μm. Je vhodný pro vrtání, svařování, řezání a žíhání. V lékařství se používá kontinuální Nd:YAG laser jako skalpel (v chirurgii) a pulzní Nd:YAG laser v oční mikrochirurgii. Dále pak v radarové technice a ve spektroskopii; Nd:YLF laser – aktivním prostředím je lithiumyttriumfluorid (LiYF4). Paprsek má vlnovou délku 1,053 μm; Er:YAG laser – aktivní prostředí pro Er iont tvoří YAG. Vlnové délky generovaného záření jsou 1,56 a 2,94 μm. Záření Er:YAG laseru 1,56 μm se používá v laserových dálkoměrech.
Obr. 3. Konstrukce Nd:YAG laseru [2] 1.2.3
Polovodičové lasery
Poslední a nejnovější skupinou laserů jsou polovodičové lasery, obecně známé jako laserové diody. Zde světelná emise vzniká v tenké přechodové vrstvě na hranici mezi polovodiči typu P a N. Atomy v přechodové vrstvě jsou schopny absorbovat energii z elektrického proudu procházejícího diodou a přecházet tak do vyšších energetických hladin. Při sestupu na své původní hladiny nadbytečnou energii vyzáří, obecně v podobě tepla a světla. Použitelnost a kvalita laserové diody závisí na správném výběru materiálů obou polovodičů (často sendvičové konstrukce) a na udržení přesné tloušťky přechodové vrstvy. Ta musí být totiž velmi tenká, abychom dosáhli monochromatičnosti záření. Typickými představiteli polovodičových laserů jsou: ∑
polovodičový laser buzený svazkem elektronů, tzv. diodový laser (obr. 4) – aktivní prostředí je tvořeno blokem polovodičů. Laser může být buzen fotony, elektrickým polem nebo častěji svazkem elektronů. Rychlé elektrony procházejí polovodičovým blokem a iniciují přechody z pásu valenčního do pásu vodivostního. Mezi takto buzené aktivní materiály patří galiumarsenidový (GaAs) polovodičový laser, 4
∑
kadmiumsulfidový (CdS) a kadmiumselenidový (CdSe) polovodičový laser. Generují záření o vlnové délce v rozsahu 808 až 940 nm. Lasery mají výstupní výkon 30 W až 8 kW. U vysoce výkonných diodových laserů má vystupující paprsek tvar obdélníkové plochy. Laser o výstupním výkonu 150 W má po zaostření rozměr stopy 0,6 x 1,2 mm. Lze jej zaostřit i na 1,3 x 1,3 mm nebo na stopu ve tvaru kruhu o průměru 1,5 mm; injekční polovodičové lasery – aktivní materiál je složen z polovodiče typu P a N. Polovodiče vytvářejí tzv. P-N přechod. Buzení je v tomto případě prováděno přiložením elektrického pole k polovodičovému přechodu. Rezonátor je tvořen vybroušenými stranami polovodičového materiálu. V P-N přechodu elektrony a díry rekombinují při současné emisi záření. Odrazem od zrcadel otevřeného rezonátoru a mnohonásobným přechodem oblastí přechodu vzniká laserové záření. Nejznámější je GaAs polovodičový laser.
Obr. 4. Konstrukce polovodičového laseru [2]
1.3
Metody řezání laserem
Metody řezání laserem je možno rozdělit na tavné, oxidační, sublimační 1.3.1
Tavné řezání
U tavného řezání laserem se dělený materiál lokálně nataví a vzniklá tavenina se od základního materiálu odděluje proudem čistého inertního plynu, který se do místa řezu přivádí, ale na vlastním procesu řezání se nepodílí. Ve srovnání s ostatními metodami řezání laserem lze u tohoto způsobu docílit jen nižší řezné rychlosti. Maximální řezná rychlost stoupá lineárně s výkonem laseru a snižuje se přibližně lineárně s tloušťkou řezaného materiálu a s jeho teplotou. Laserový paprsek je jen velmi málo absorbován. Tento způsob je vhodný především k vytváření nezoxidovaných řezů kovových materiálů, jako např. nerezových ocelí, hliníku, mosazi, mědi a pozinkovaného plechu. Použijeme-li jako inertní plyn dusík s vysokou čistotou a vysokým tlakem 1-2 MPa na trysce, jsou výsledkem řezání kovové lesklé řezné plochy, které nevyžadují žádné finální úpravy. V závislosti na kvalitě řezaného materiálu se mohou na spodní hraně řezu objevit otřepy, které je nutno odjehlit. 1.3.2
Oxidační řezání
Oxidační řezání laserem se od tavného řezání liší pouze použitím kyslíku jako řezného plynu. Vzájemným účinkem kyslíku s roztaveným povrchem kovu vzniká exotermní reakce, 5
která má za následek další ohřívání materiálu. V důsledku tohoto efektu lze dosáhnout u konstrukčních ocelí vysokých rychlostí řezu, řez je však širší a horší kvality, s vyšší drsností a s větším tepelně ovlivněným pásmem. Tento způsob není proto vhodný pro zhotovování ostrých geometrických tvarů, malých otvorů, apod. Určitým východiskem je přechod na pulzní provoz laseru, kdy se řezaný materiál v mezeře mezi jednotlivými pulzy ochladí a nenastává exotermní reakce. Další vylepšení kvality řezu je možné dosáhnout regulací výkonu laseru, který musí být optimalizován dle tloušťky materiálu. Řezná rychlost je pak omezena sníženým výkonem laseru. 1.3.3
Sublimační řezání
Sublimační způsob řezání, při kterém se materiál v místě řezu odpařuje, se v dnešní době velmi málo používá. Pro minimalizaci tavné zóny, která vzniká na hraně řezu, je nutná vysoká hustota energie laserového paprsku. Zároveň se musí kontrolovat tloušťka řezaného materiálu, která nesmí překročit průměr paprsku, aby páry materiálu znovu nezkondenzovaly a nesvařily řez. Tato omezení platí u materiálů, u nichž vzniká tekutá fáze. U materiálů, které se netaví, např. dřevo, keramika apod., omezovací faktor tloušťky neplatí. Sublimační řezání vyžaduje pečlivé nastavení optiky v závislosti na tloušťce materiálu. Maximální řezná rychlost je nepřímo úměrná odpařovacímu teplu materiálu a přímo úměrná rychlosti proudění řezného plynu.
1.4
Základní charakteristika procesu řezání laserem
Řezatelnost laserem závisí především na světelné absorpci materiálu. Nekovové materiály, jako např. umělé hmoty, pryž, keramika, dřevo apod. absorbují svazek laserového záření poměrně dobře, kdežto kovové materiály už podstatně v menší míře. V uvedeném případě podporuje proces řezání přidávaný kyslík. Materiály se silnou odrazivostí světelného záření, jako např. měď a hliník se laserem dají řezat obtížně. [5] Řezání laserem je v současnosti nejrozšířenější aplikace výkonových laserů ve strojírenství. Vysoká koncentrace energie umožňuje dělit všechny technické materiály bez ohledu na jejich tepelné, fyzikální a chemické vlastnosti. Fokusovaný laserový svazek fotonů při dopadu na materiál ohřeje místo kontaktu na teplotu varu, přičemž okolní materiál je v úzké zóně nataven. Řezání materiálů je umožněno odstraněním par kovů a taveniny z místa řezu pomocí pracovního plynu. Plyn proudí pod vysokým tlakem výstupní řezací tryskou kolem svazku fotonů. Vzdálenost řezací trysky od povrchu materiálu je velmi malá - do 1mm a je sledována kapacitním nebo dotykovým čidlem. [1] Mezi základní charakteristiky procesu řezání laserem patří: ∑ ∑ ∑
rychlost řezání - závisí na způsobu řezání, výstupním výkonu paprsku laseru, požadované kvalitě řezu, tloušťce a druhu řezaného materiálu; kvalita řezu - hodnotí se podle jakosti řezané plochy (dosahuje se Ra 3,6 až 12 mm) a tloušťky tepelně ovlivněné oblasti (bývá 0,05 až 0,2 mm); šířka řezné spáry - je dána druhem laseru, druhem a tloušťkou řezaného materiálu (bývá 0,02 až 0,2 mm). [3]
6
1.5
Výhody a nevýhody laserového řezání Výhody a nevýhody při řezání laserem jsou uvedeny v následující tabulce: Výhody
Nevýhody
Vysoká přesnost řezaných dílů u slabých Vysoké investiční a provozní náklady. a středních tloušťek materiálu. Omezení tloušťky materiálu: konstrukční ocel: 25 Řezání velmi malých otvorů, úzkých pásků, tvarů mm, vysokolegovaná ocel: 15 mm, hliník: 10 mm. s ostrými úhly; výroba komplexních obrysových Nutné přesné řízení vzdálenosti k povrchu dílů. obrobku. Pravoúhlá řezná hrana. Omezení stability paprsku u řezání konstrukční Velmi malé přivedené teplo, žádné deformace oceli s normálním obsahem Si a P. obráběného předmětu. Snížení stability procesu u řezání lesklých povrchů. Velmi malá šířka řezné spáry (0,2 - 0,4 mm). Vysoká řezná rychlost.
Menší účinnost (CO2-laser max. 25%)
Lze řezat téměř všechny technické materiály.
1.6
Ukázky laserového řezání Na obrázku č. 5a je zobrazeno klasický zařízení pro laserové řezání.
Obr. 5. Zařízení pro řezání laserem.
Obr. 6. Pohled do pracovního prostoru.
Obr. 7. Mechanické rameno s laserovou řezací hlavicí pro 3D řezání.
7
Obr. 8. Finální výrobky zhotovené laserovým řezáním.
2
Plazmové řezání - 83
Základem obrábění plazmatem je ohřev nebo tavení materiálu za extrémně vysokých teplot, které vznikají rozkladem molekul plynu při jejich průchodu elektrickým obloukem. Oblouk hoří mezi netavící se katodou vyrobenou z wolframu a anodou, která je tvořena opracovávaným materiálem nebo tělesem hořáku.
2.1
Princip řezání
Pojem plazma byl zavedený v roce 1923 (I. Langmuir) pro speciální stav plynů, někdy bývá označovaný, jako čtvrtý stav hmoty viz obr. 9. Plazma je tepelný vysoce žhavý, elektricky vodivý plyn, z pozitivních a negativních iontů, elektronů a také vybuzených a neutrálních atomů a molekul.
Obr. 9. Schématické znázornění jednotlivých skupenství látky. Jako plazmový plyn může být používán jednoatomový argon a nebo dvouatomové plyny vodíku, dusíku, kyslíku a vzduchu. Tento plazmový plyn se ionizuje a disociuje energií plazmového oblouku. Rekombinací atomů a molekul mimo plazmovou trysku systému plazma prudce uvolní přijatou energii a umocňuje tepelný účinek paprsku plazmatu na obráběný předmět.
8
Obr. 10. Schematické znázornění řezného procesu.
a)
b) Obr. 11.
Existují dvě možnosti vedení oblouku
a) nepřenášený (nepřímý) oblouk, b) přenášený (přímý) oblouk
2.2
Zařízení pro řezání plazmou Každé technologické zařízení pracující s plazmatem tvoří:
∑ ∑ ∑ ∑
plazmový hořák; zdroj elektrického proudu; řídicí jednotka; manipulační zařízení, tj. souřadnicový pracovní stůl, manipulátor nebo robot.
V plazmovém hořáku dochází k přeměně elektrické energie na tepelnou energii usměrněného proudu plazmatu. Důležitým parametrem plazmového hořáku je stabilizace elektrického oblouku. Podle druhu použitého stabilizačního média se plazmové hořáky (viz obr. 12) dělí na plazmové hořáky s plynovou stabilizací a plazmové hořáky s vodní stabilizací. V plazmovém hořáku dochází k přeměně elektrické energie na tepelnou energii usměrněného proudu plazmatem. Důležitým parametrem plazmového hořáku je stabilizace elektrického oblouku. Podle druhu použitého stabilizačního média se plazmové hořáky (viz 9
obr. 12) dělí na plazmové hořáky s plynovou stabilizací a plazmové hořáky s vodní stabilizací.
Obr. 12. Plazmové hořáky s plynovou stabilizací: a) s transferovým obloukem, b) s plynovou stabilizací s netransferovým obloukem, c) s vodní stabilizací (1 – těleso hořáku, 2 – katoda, 3 – přívod plynu (argon), 4 – chlazení hořáku, 5 – paprsek plazmatu, 6 – obrobek, 7 – přívod vody) Plazmový hořák s plynovou stabilizací může být v provedení: ∑
∑
s transferovým obloukem – elektrický oblouk hoří mezi vnitřní elektrodou umístěnou v hořáku a obráběným materiálem. Používá se pro opracování elektricky vodivých materiálů, například pro řezání ocelí a neželezných kovů. s netransferovým obloukem – elektrický oblouk hoří mezi vnitřní elektrodou umístěnou v hořáku a výstupní tryskou, která tvoří anodu. Používá se pro obrábění elektricky nevodivých materiálů (např. keramiky) a k nanášení povlaků.
Řezací tryska plazmového hořáku s vodní stabilizací má přídavné kanálky, kterými se přivádí voda do plazmového hořáku. Tyto hořáky se používají pro řezání ocelí a neželezných kovů a k nanášení povlaků. Výhodou je možnost řezat pod vodou, čímž se snižuje hlučnost, prašnost a vliv UV záření na obsluhu. Řezací tryska plazmového hořáku s vodní stabilizací má přídavné kanálky, kterými se přivádí voda do plazmového hořáku. Tyto hořáky se používají pro řezání ocelí a neželezných kovů a k nanášení povlaků. Výhodou je možnost řezat pod vodou, čímž se snižuje hlučnost, prašnost a vliv UV záření na obsluhu.
2.3
Používané plyny U plazmových technologií se používají tyto druhy plynů:
∑
∑ ∑
plazmové plyny – jsou přiváděny do elektrického oblouku, kde dochází k jejich ionizaci a disociaci. Jako plazmový plyn může být používán jednoatomový argon anebo dvouatomové plyny vodíku, dusíku, kyslíku a vzduchu; fokusační plyny – zaostřují paprsek plazmatu po jeho výstupu z trysky hořáku. Používá se argon, dusík nebo směs argonu a vodíku, popř. argonu a dusíku; asistentní plyny – obklopují paprsek plazmatu a pracovní místo na obrobku a chrání je před účinkem atmosféry. Používá se argon a dusík.
10
Volba plazmového a asistentního plynu je závislá na typu řezaného materiálu a jeho tloušťce. Kombinace obou plynů je doporučována výrobcem zařízení. Volba plazmového a asistentního plynu je závislá na typu řezaného materiálu a jeho tloušťce. Kombinace obou plynů je doporučována výrobcem zařízení. Plazmový plyn se volí pro: ∑ ∑ ∑ ∑
konstrukční ocel: kyslík, vzduch; vysoce legovanou ocel: argon/vodík, argon/vodík/dusík, argon/dusík, vzduch, dusík; neželezné kovy: argon/vodík, vzduch; kompozitní materiály: argon/vodík, argon/vodík/dusík, vzduch, kyslík.
Zapálení elektrického oblouku se u plynových hořáků provádí pomocí vysokofrekvenčního jiskrového výboje nebo mechanicky pomocí zapalovací jehly. Zdroj stejnosměrného elektrického proudu má výkon 0,5 až 250 kW. Zapálení elektrického oblouku se u plynových hořáků provádí pomocí vysokofrekvenčního jiskrového výboje nebo mechanicky pomocí zapalovací jehly. Zdroj stejnosměrného elektrického proudu má výkon 0,5 až 250 kW. [4]
2.4
Použití metody
Plazmové hořáky se používají pro řezání, svařování, navařování a stříkání vrstev materiálů požadovaných vlastností na strojní součásti, pro obrábění těžkoobrobitelných materiálů, tavení materiálů v pecích, k vysokoteplotní chemické syntéze plynů a pro rozklad škodlivých průmyslových odpadů. Metoda je založena na využití teplotních a dynamických účinků plazmatu. Mezi elektrodou a řezaným materiálem hoří při současném dodávání plazmového plynu elektrický oblouk koncentrovaný pomocí chlazené trysky a fokusačního (ochranného) plynu, případně vody. Zkoncentrováním elektrického oblouku se výrazně zvýší hustota výkonu. Fokusační (ochranný) plyn zároveň obklopuje plazmový elektrický oblouk a chrání vytvářené řezné hrany před vlivy okolní atmosféry. Řezaný materiál je taven a tavenina a oxidy jsou vyfukovány z místa řezu plazmovým plynem. V případě použití kyslíku jako plazmového plynu je materiál rovněž spalován a reakce mezi materiálem a kyslíkem přispívá k vytváření řezné spáry.
11
2.5
Výhody a nevýhody plazmového řezání Výhody a nevýhody při řezání plazmou jsou uvedeny v následující tabulce: Výhody
Bez alternativy při řezání vysokolegované oceli a hliníkových materiálů ve střední a větší tloušťce Velký výkon při řezání do tloušťky 30 mm Řezání vysoce pevné konstrukční oceli s menším tepelným příkonem Vysoká řezná rychlost (až 10x vyšší než autogenní) V případě použití plasmy s vysokou hustou oblouku kvalita řezu srovnatelná s laserem Řezání plazmou pod vodou pro velmi malé tepelné ovlivnění řezaného materiálu a malou hladinu hluku v okolí pracoviště
2.6
Nevýhody Max řezaná tloušťka 200 mm u suchého řezání a 120 mm u řezání pod vodou Širší řezná spára Úkos na řezané hraně Zaoblení horní hrany Řezatelné pouze elektricky vodivé materiály Hlučnost 80 až 100 dB Intenzivní UV záření Obtížné propalování otvorů tloušťek nad 15 mm
Ukázky plazmového řezání Na obrázku č. 5 a je zobrazeno klasický zařízení pro laserové řezání.
Obr. 13. Zařízení pro řezání plazmou.
Obr. 14. Pohled do pracovního prostoru.
12
Obr. 15. Ukázka ručního plazmového řezání.
Obr. 16. Ukázka plazmového řezání pod vodou.
Použitá literatura [1] KUNCIPÁL, J., a kol. Teorie svařování. Praha : SNTL, 1986,. 265 s. [2] ŘASA, J., KEREČANINOVÁ, Z. Nekonvenční metody obrábění – 4. díl. In MM Průmyslové spektrum, 2008, č.3, s. 80-82. ISSN 1212-2572 [3] ŘASA, J., KEREČANINOVÁ, Z. Nekonvenční metody obrábění – 5. díl. In MM Průmyslové spektrum, 2008, č.5, s. 68-72. ISSN 1212-2572 [4] ŘASA, J., KEREČANINOVÁ, Z. Nekonvenční metody obrábění – 8. díl. In MM Průmyslové spektrum, 2008, č.10, s. 32-34. ISSN 1212-2572 [5] JANATA, M. Průmyslové lasery a jejich aplikace [online]. AIR PRODUCTS s.r.o., [cit. 2008-11-15]. Dostupný z WWW: < http://www.airproducts.cz/metalfabrication/svarovani/pdf/Lasery_clanek-MJ.pdf > [6] ROUBÍČEK, M. Kritéria volby metody a trendy tepelného dělení materiálů [online]. AIR PRODUCTS s.r.o., [cit. 2008-11-15]. Dostupný z WWW: < http://www.airproducts.cz/metalfabrication/svarovani/pdf/Lasery_clanek-MJ.pdf > 13
