플라즈마 절단에 대해 알아야 할 사항

플라즈마 절단은 수십 년 동안 사용되어 왔으며, 여전히 전기 전도성 재료를 절단하는 가장 효율적인 방법 중 하나입니다. 기계 공장이나 제조 공장에서 일했거나 차고에서 금속을 만져본 적이 있다면 플라즈마 절단을 경험해 보셨을 것입니다. 플라즈마는 신뢰할 수 있고 빠르며 놀라울 정도로 정밀한 금속 절단 방법입니다. 플라즈마 절단이 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 다른 절단 방법과 비교했을 때 플라즈마 절단이 어디에 적합한지 살펴보겠습니다.

플라즈마 절단이란?

플라즈마 절단은 이온화된 가스인 플라즈마를 고속으로 분사하여 금속을 절단하는 공정입니다. 특히 강철, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 구리와 같은 소재에 유용합니다. 플라즈마는 단순히 금속을 녹이는 것이 아니라 정밀하고 빠른 속도로 금속을 날려버린다는 점에서 차별화됩니다.

플라즈마 절단기는 산업 제작소, 자동차 수리소, 폐차장, 심지어 일부 가정 작업장에서도 자주 볼 수 있습니다. 두꺼운 금속과 얇은 금속을 모두 절단할 수 있어 선호되며, 기존 방식처럼 예열 과정이 필요하지 않습니다.

작동 방식

기본 아이디어는 다음과 같습니다. 가스(보통 압축 공기)를 통해 전기 아크를 보내면 됩니다. 이렇게 하면 가스가 전기 전도성이 있는 과열 상태의 물질인 플라즈마로 변합니다. 이 플라즈마는 작은 노즐을 통과하여 금속에 닿으면 금속을 녹이고 용융된 금속을 힘으로 날려버림으로써 금속을 절단합니다.

대부분의 기계는 전기, 압축 공기, 제어 전자 장치를 조합하여 사용합니다. 전원은 아크를 전달하고, 공기는 플라즈마를 생성하며, 노즐은 더 깨끗하고 좁은 절단을 위해 물줄기를 형성하는 데 도움을 줍니다.

간단히 말해, 튜브에서 번개와 함께 금속을 절단하는 것입니다.

플라즈마 커팅의 구성 요소

플라즈마 커터는 겉으로 보기에는 단순해 보이지만, 내부에는 각 부품이 제 역할을 하는 잘 조정된 시스템입니다. 어느 한 부분이 제 역할을 하지 못하면 깔끔하고 단순한 절단이 이루어지지 않습니다.

먼저 전원 공급 장치가 있습니다. 이것이 바로 근육입니다. 일반 전기를 플라즈마 아크를 만드는 데 필요한 고전압 전류로 바꾸는 역할을 합니다. 그런 다음 점화 플러그와 같은 아크 시동 콘솔이 있습니다. 이 콘솔은 아크에 불을 붙이는 고주파 스파크를 쏘아 아크를 시작합니다.

토치는 핸드피스로, 절단하는 동안 잡고 안내하는 부분입니다. 내부에서는 전극과 노즐이 함께 작동하여 플라즈마 제트를 발사하고 모양을 만듭니다. 전극은 아크에 전류를 전달하며, 일반적으로 커터와 용도에 따라 하프늄 와이어, 지르코늄 와이어 또는 구리 와이어와 같은 견고한 전도성 재료로 만들어집니다. 노즐은 흐름을 좁혀 플라즈마 흐름을 집중시켜 깨끗하고 정확하게 절단할 수 있도록 합니다. 전면에 장착된 쉴드 캡은 노즐을 튄 자국으로부터 보호하고 가스 흐름을 올바르게 유도합니다.

가스 공급도 잊지 마세요. 대부분의 사람들은 압축 공기만 사용하지만, 절단 대상에 따라 질소나 산소를 사용할 수도 있습니다. 이 가스는 이온화되어 플라즈마가 되고 용융된 금속을 절단 부위에서 날려버립니다.

마지막으로 접지 클램프가 필요합니다. 이것으로 전기 루프가 완성됩니다. 클램프가 없으면 아크도 없습니다.

자동화를 사용하는 경우 CNC 컨트롤러를 추가하세요. 컨트롤러가 움직임을 관리하므로 추측 없이 계획한 대로 정확하게 절단할 수 있습니다.

모든 부품이 중요합니다. 부품을 깨끗하게 유지하고 자주 점검하면 매번 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

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플라즈마 커팅의 장점

간단하게 정리해 봅시다. 플라즈마 절단에는 몇 가지 분명한 강점이 있습니다:

• 속도: 특히 얇고 중간 두께의 금속에서 산소 연료 절단보다 빠릅니다. 1/2인치 철판? 좋은 플라즈마 절단기는 몇 초 만에 절단할 수 있습니다.
• 깨끗한 절단: 가장자리가 매끄럽고 많은 연마나 청소가 필요하지 않습니다.
• 다용도성: 대부분의 전도성 금속에 사용할 수 있습니다. 강철, 알루미늄, 스테인리스 등 무엇이든 가능합니다.
• 사용의 용이성: 많은 최신 플라즈마 커터는 휴대가 간편하고 비교적 저렴하며 작동하기 쉽습니다.
• 열 왜곡 감소: 속도가 빠르기 때문에 공작물에 열이 덜 축적됩니다.

플라즈마 커팅의 응용 분야

빠르고 정확한 금속 절단이 필요한 곳이라면 어디든 사용할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 제조 및 제작: 부품용 판금 절단.
• 자동차: 손상된 패널을 제거하거나 맞춤형 부품을 제작합니다.
• 건설: 현장에서 구조용 철골 절단.
• 예술 및 디자인: 복잡한 금속 간판과 조형물 제작.
• 유지보수 및 수리: 오래된 장비를 빠르게 해체하는 데 적합합니다.

일반적으로 아연 도금 강판을 빠르고 정확하게 절단하는 HVAC 덕트 제작에 사용됩니다. 정밀도도 중요하지만 속도도 마찬가지로 중요한 조선 및 항공 우주 분야에서도 흔히 사용됩니다.

플라즈마 절단과 레이저 절단, 산소 연료 절단 비교

이러한 절단 방법에는 각각 고유한 장점이 있습니다. 플라즈마의 장점은 다음과 같습니다:

• 레이저 커팅: 특히 얇은 소재에 매우 높은 정밀도를 제공합니다. 하지만 두꺼운 소재에는 더 비싸고 속도가 느립니다. 고급 제조 라인에서 볼 수 있습니다.
• 산소 연료 절단: 매우 두꺼운 강철(1인치 이상)에 가장 적합하지만 속도가 느리고 슬래그가 더 많이 발생합니다. 또한 알루미늄이나 스테인리스 스틸은 효과적으로 절단할 수 없습니다.
• 플라즈마 절단: 중간에 적당히 위치합니다. 1.5인치 미만의 모든 작업에서 산소 연료보다 빠르고 대부분의 작업에서 레이저보다 저렴합니다. 거칠고 페인트가 칠해져 있거나 녹슨 금속도 큰 어려움 없이 처리할 수 있습니다. 자세한 내용은 Stanford Advanced Materials (SAM)에서 확인하세요.

예를 들어 현장에서 녹슨 3/4인치 강판을 절단하는 경우 플라즈마가 적합합니다. 클린룸에서 1/8인치 스테인리스를 엄격한 공차로 다듬는다면 레이저가 더 좋을 수 있습니다. 그리고 무거운 제작 공장에서 3인치 강판을 절단하는 경우 산소 연료로도 작업을 완료할 수 있습니다.

결론

플라즈마 절단은 빠르고, 다재다능하며, 실용적이라는 점에서 그 가치를 인정받습니다. 가장 멋진 방법은 아니지만, 실제 환경에서 실제 재료로 작업할 때 이보다 더 좋은 방법은 없습니다. 건축, 수리 또는 점심 식사 전에 무언가를 끝내야 할 때 플라즈마 커터를 사용하면 번거로움을 덜고 더 빨리 끝낼 수 있습니다.

항상 가장 깨끗한 가장자리나 가장 빛나는 기계가 중요한 것이 아니라, 현재 작업에 가장 적합한 것이 무엇인지가 중요합니다. 그리고 대부분의 경우, 그것은 훌륭하고 견고한 플라즈마 커터입니다.