Plasma Cutting itu mesin apa sih?

Teknologi cutting tools dan mesin teknik memang bergerak dengan penerapan teori ilmu material hingga berevolusi menjadi alat kerja yang bisa digunakan. Tentu saja variasi dan akurasi dari setiap metode pemotongan sangat berbeda dan seringpula membuat piihan alternatif untuk pembelian jadi membingungkan. Di artikel kali ini kita bahasa secara ringkas tentang metode cutting dengan plasma cutter atau plasma torch dengan ringkas.

PLASMA CUTTING ITU FUNGSINYA APA?

Alat kerja pemotong plasma berkualitas merupakan alat perkakas penting bagi siapa saja yang bekerja dibindang fabrikasi logam pelat maupun industri daur ulang besi tua berukuran besar. Mesin ini menghemat banyak waktu dan benar-benar cocok untuk membangun hampir semua hal yang berhubungan dengan logam.

Pemotongan plasma muncul dari pengelasan plasma pada 1960-an, dan muncul sebagai cara yang sangat produktif untuk memotong lembaran logam dan pelat pada 1980-an. Seperti peralatan mesin lainnya, teknologi CNC (computer numerical control) diterapkan pada mesin pemotong plasma pada akhir 1980-an hingga 1990-an, memberikan mesin pemotong plasma fleksibilitas yang lebih besar untuk memotong berbagai bentuk “sesuai permintaan” berdasarkan serangkaian instruksi yang diprogram. ke dalam kontrol numerik mesin. Namun, mesin pemotong plasma CNC ini umumnya terbatas pada pola dan bagian pemotongan dalam lembaran baja datar, dengan hanya menggunakan dua sumbu gerak (disebut sebagai pemotongan XY).

Pada dasarnya, plasma merupakan gas yang dipanaskan oleh busur listrik untuk membentuk berkas plasma yang mampu melelehkan logam hampir secara instan. Kombinasi panas plasma, dan tekanan aliran gas yang terkonsentrasi membentuk mekanisme pemotongan – plasma melebur melalui ketebalan material, sementara tekanan gas menghilangkan material yang meleleh.

Di berbagai industri pengolahan logam, ada banyak material keras yang digunakan dengan kebutuhan lubang yang bervariasi. Salah satu teknik permesinan yang modern dikenal dengan nama Mesin plasma cutter atau plasma torch. Metode pemotong plasma torch merupakan alat potong yang efektif untuk memotong material logam yang berpenghantar listrik dan panas seperti aluminium, baja tahan karat, tembaga, dan kuningan. Dengan memanfaatkan semburan plasma panas, Anda dapat membuat potongan lurus, meratakan permukaan ketidaksempurnaan, atau membuat lubang melalui bahan pilihan Anda. Dengan pemotong plasma yang tepat dan teknik yang tepat, alat-alat ini adalah cara yang bagus untuk memotong logam tanpa kerja fisik yang ekstrim.

PLASMA CUTTING ITU CARA KERJANYA BAGAIMANA?

Unit plasma torch (juga dikenal sebagai busur plasma, pistol plasma, pemotong plasma, atau plasmatron) merupakan perangkat untuk menghasilkan aliran plasma yang terarah. Besaran diameter potong ditentukan oleh unit nosel ini. Oleh karena itu, sebelum mulai kerja memotong, anda perlu memilih mesin pemotong plasma dengan voltase yang sama dengan input listrik Anda. Sebagian besar outlet rumahan orang Indonesia berada di kisaran 220 – 230 volt dan perlu dicocokkan denga kapasitas mesin amplinya. Jika Anda memiliki akses ke outlet yang lebih kuat, Anda akan dapat menggunakan produk yang lebih kuat

Proses pemotongan dasar dari mesin plasma cutting apapun mereknya, melibatkan pembuatan saluran listrik dari superheated, gas elektrik terionisasi yaitu plasma dari pemotong plasma itu sendiri, melalui benda kerja yang akan dipotong, sehingga membentuk sirkuit listrik yang lengkap kembali ke pemotong plasma melalui penjepit pentanahan. Ini dilakukan dengan gas terkompresi (oksigen, udara, inert dan lain-lain tergantung pada bahan yang dipotong) yang dihembuskan melalui nosel terfokus dengan kecepatan tinggi ke arah benda kerja. Busur listrik kemudian terbentuk di dalam gas, di antara elektroda yang dekat atau diintegrasikan ke dalam nosel gas dan benda kerja itu sendiri. Busur listrik mengionisasi sebagian gas, sehingga menciptakan saluran plasma konduktif secara elektrik. Saat listrik dari obor pemotong mengalir ke plasma ini, ia memberikan panas yang cukup untuk meleleh melalui benda kerja. Pada saat yang sama, sebagian besar plasma kecepatan tinggi dan gas terkompresi meniup logam cair panas menjauh, sehingga memisahkan, yaitu memotong, benda kerja.

Pemotongan plasma merupakan cara efektif untuk memotong bahan tipis dan tebal. Obor genggam biasanya dapat memotong pelat baja setebal hingga 38 mm (1,5 inci), dan obor yang dikendalikan komputer yang lebih kuat dapat memotong baja hingga setebal 150 mm (6 inci). Karena pemotong plasma menghasilkan “kerucut” yang sangat panas dan sangat terlokalisasi untuk dipotong, mereka sangat berguna untuk memotong lembaran logam dalam bentuk melengkung atau bersudut.

Blow arch atau Busur dibuat dalam proses tiga langkah. Percikan tegangan tinggi secara singkat mengionisasi udara di dalam kepala obor. Hal ini membuat udara menjadi konduktif dan memungkinkan “busur pilot” terbentuk. Bentuk busur pilot di dalam kepala obor, dengan arus mengalir dari elektroda ke nosel di dalam kepala obor. Busur pilot membakar nosel, bagian yang dapat dikonsumsi, saat berada dalam fase ini. Udara kemudian meniup plasma keluar dari nosel menuju pekerjaan, memberikan jalur arus dari elektroda ke pekerjaan. Ketika sistem kontrol merasakan arus yang mengalir dari elektroda ke tempat kerja, itu memutuskan sambungan listrik ke nosel. Arus kemudian mengalir dari elektroda ke pekerjaan, dan busur terbentuk di luar nosel. Pemotongan kemudian dapat dilanjutkan, tanpa membakar nosel. Umur nosel dibatasi oleh jumlah awal busur, bukan waktu pemotongan.

KEUNGGULAN PLASMA CUTTING MACHINING:

• keunggulan dibandingkan pemotongan “logam terhadap logam” tradisional karena tidak menghasilkan serpihan logam, namun tentu debu yang banyak membutuhkan sirkulasi ruangan yang baik.

• Perkakas blow torch tipe portabel harganya lebih murah, praktis dan cepat daripada mesin bandsaw/circular saw

• Memberikan hasil pemotongan yang akurat, dan menghasilkan tepi yang lebih bersih daripada pemotongan oxy-fuel.

• Cocok untuk memotong material berdimensi besar dan produksi massal. Walaupun agak lambat dan mahal, mesin plasma cutter cocok untuk pola pemotongan berulang dalam mode “produksi massal” tanpa perlu pengawasan konstan.

• Menggunakan sistem pergerakan CNC (2-3 axis) yang bisa diprogram menggunakan Gcode yang mirip dengan mensin CNC router lain.

• Dalam kasus di mana material yang dipotong plasma membutuhkan peningkatan kerataan, penggilingan bajak atau penggilingan “Lumsden” dapat dilakukan. Ini meningkatkan kerataan profil, sekaligus memberikan manfaat tambahan untuk menghilangkan kulit material dan membersihkan penampilannya. Hanya permukaan planar dari profil potongan yang diproses selama penggilingan bajak, tepi potongan tidak terpengaruh.

KELEMAHAN PLASMA CUTTING MACHINING:

Disamping keunggulannya yang sudah kita bahas diatas, tentu plasma cutting juga memiliki kelemahan, antara lain:

• Hanya bisa digunakan untuk melubangi benda logam dan obyek material konduktif penghantar listrik yang baik.

• Akurasi rendah, jika dibandingkan dengan mesin lain seperti router, bor maupun mesin gergaji

• Walapun ada mesin tipe X-Y-Z, umumnya terbatas pada pemotongan 2 dimensi saja pada sumbu X dan Y saat penggunaan normal tanpa stage atau butuh stand aksesoris tambahan dan meja stage yang bisa digerakkan.

• Panas yang tinggi mengubah kualitas tepian permukaan yang dipotong

• Membutuhkan sistem pendinginan filtrasi gas dan sirkulasi udara yang baik agar bisa mencegah overheating.

• Membutuhkan teknisi operator yang berpengalaman secara khusus karena suhu dan pengaturan frekuensi serta proses penggantian nosel blow tentunya berbeda dan bervariatif.

• Membutuhkan daya listrik yang stabil dan tinggi jika dibandingkan dengan mesin Router Milling CNC.

• Kualitas potong tergantung juga dari penggunaan jenis consumablenya dan sirkulasi air serta filter pompanya.

• Standar keamanan dan safety dalam penggunaan tabung gas, selang dan ruang kerja bengkel yang aman dari penyimpanan BBM dan kelembapan.

• Resiko terpapar panas dan mata dari pantulan sinar plasma secara langsung.

PLASMA CUTTING JENISNYA APA SAJA?:

Mesin plasma cutting maupun tipe torch juga sering dikategorikan sebagai proses permesinan thermal, yaitu menghilangkan material dari dua elektroda karena pelelehan atau penguapan, bersama dengan dinamika tekanan yang terbentuk di celah percikan oleh runtuhnya saluran plasma.  Umumnya ada dua model, yaoti model portabel dengan kompresor internal maupun model stationer atau model router.

1. Pemotongan plasma 2-dimensi / 2-sumbu X dan Y
   Mesin tipe ini merupakan jenis Pemotongan Plasma CNC yang paling umum dan konvensional. Cocok untuk memproduksi profil datar, di mana tepi potongan berada pada 90 derajat ke permukaan material. Tempat tidur pemotongan plasma cnc bertenaga tinggi dikonfigurasi dengan cara ini, mampu memotong profil dari pelat logam hingga setebal 150 mm.

2. Pemotongan plasma sumbu 3-dimensi / 2-sumbu X, Y dan Z untuk kemiringan
   Sekali lagi, proses untuk menghasilkan profil datar dari lembaran atau pelat logam, namun dengan pengenalan sumbu rotasi tambahan, kepala pemotongan dari mesin pemotong plasma CNC dapat dimiringkan saat dibawa melalui jalur pemotongan 2 dimensi konvensional. Hasilnya adalah tepi yang dipotong pada sudut selain 90 derajat ke permukaan material, misalnya sudut 30-45 derajat. Sudut ini terus menerus sepanjang ketebalan material. Ini biasanya diterapkan dalam situasi di mana profil yang dipotong akan digunakan sebagai bagian dari fabrikasi yang dilas karena tepi bersudut membentuk bagian dari persiapan pengelasan. Ketika persiapan pengelasan diterapkan selama proses pemotongan plasma CNC, operasi sekunder seperti penggilingan atau pemesinan dapat dihindari, mengurangi biaya. Kemampuan pemotongan sudut dari pemotongan plasma 3-dimensi juga dapat digunakan untuk membuat lubang countersink dan tepi talang dari lubang yang diprofilkan.

3. Pemotongan plasma tabung dan bagian silinder dengan jig/fixture tambahan
   Digunakan dalam pemrosesan tabung silinder, pipa, atau segala bentuk penampang panjang. Kepala pemotongan plasma biasanya tetap diam sementara benda kerja diumpankan, dan diputar di sekitar sumbu longitudinalnya. Ada beberapa konfigurasi di mana, seperti pemotongan plasma 3 dimensi, kepala pemotongan dapat dimiringkan dan diputar. Hal ini memungkinkan pemotongan bersudut dilakukan melalui ketebalan tabung atau penampang, biasanya dimanfaatkan dalam pembuatan pipa proses di mana pipa potong dapat dilengkapi dengan persiapan pengelasan sebagai pengganti tepi lurus.

KESIMPULAN

Diameter potong torch maupun mesin plasam cutting tergantung dari efisiensi dan daya tahan diameter nosel yang lebih kecil dan busur plasma yang lebih tipis. Hal ini memungkinkan diameter potong presisi mendekati laser pada tepi potong plasma. Beberapa pabrikan telah menggabungkan kontrol presisi CNC dengan obor ini untuk memungkinkan perakit menghasilkan suku cadang yang memerlukan sedikit atau tanpa finishing.

Transistor yang digunakan awalnya MOSFET, tetapi sekarang semakin banyak menggunakan IGBT. Dengan MOSFET paralel, jika salah satu transistor aktif sebelum waktunya dapat menyebabkan kegagalan cascading pada seperempat inverter. Penemuan selanjutnya, IGBT, tidak tunduk pada mode kegagalan ini. IGBT umumnya dapat ditemukan di mesin arus tinggi di mana tidak mungkin untuk paralel transistor MOSFET yang memadai.

Material tembaga, perunggu, dan besi maupun material bahan baku seperti pipa dan pelat memiliki karakter yang berbeda, namun bukan berarti membutuhkan mesin yang berbeda pula untuk memotongnya. Jika Anda berminat untuk membeli alat kerja presisi ataupun beragam alat aksesoris machining dan cutting tool dimensi metric lainnya silahkan hubungi kami melalui chat online yang ada di pojok kanan bawah website ini atau melalui email : moc.artxelatemobfsctd@selas Semoga bermanfaat. Wassalam!

---

Sumber:

Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.

Sacks, Raymond; Bohnart, E. (2005). “17”. Welding Principles and Practices (Third ed.). New York: McGraw_Hill. p. 597. ISBN 978-0-07-825060-6.

manufacturingnetwork.com/knowledgebase/view/36