플라즈마 & 산소/연료 시스템을 이용한 정밀 금속 절단 기술

열 절단(Thermal Cutting)은 강철 및 열적 방법으로 연소 또는 변위가 가능한 기타 금속(강철, 스테인리스강, 구리, 황동 등)의 형상 절단에 사용됩니다. Southern Fabricating Machinery Sales, Inc.에서는 다양한 플라즈마, 산소 연료, 하이데피니션 플라즈마 및 버닝 시스템을 제공합니다. 이러한 열 또는 '버닝' 기계는 물리적인 망치질/톱질/해킹 방식을 제외하면 금속 형상 절단에서 가장 오래된 형태 중 하나입니다. 산소-연료(일반적으로 O₂와 프로판 혼합) 방식이나 최신 플라즈마 기술을 이용해 최대 6인치(약 150mm) 이상의 두께도 절단/용융할 수 있습니다. 이 가공 방식은 열적 방법이므로 피절단 소재가 고온에 견딜 수 있어야 합니다. 기계의 모션 시스템은 컴퓨터 컨트롤러 또는 CNC로 제어되며, 구형 기계는 광학 트레이서 아이나 물리적 템플릿 트레이서 방식을 사용하기도 했습니다. 기계는 산소/연료 또는 플라즈마 중 하나 이상으로 구성할 수 있으며, 최대 유연성을 위해 두 방식을 조합하기도 합니다.

열 절단에는 산소/연료와 플라즈마 두 가지 방식이 있으며, 플라즈마의 하위 범주로 '하이데피니션(Hi-Definition)' 또는 '파인 플라즈마(Fine Plasma)'가 있습니다. 각 공정은 아래에서 자세히 설명합니다.

산소/연료 (Oxy/Fuel)

용접용 산소/아세틸렌 토치와 유사하게 가스를 혼합해 고온 절단을 수행합니다. 인화성 가스라면 무엇이든 사용 가능하지만, 일반적으로 연소용 프로판과 연소 강화를 위한 산소 혼합물을 사용합니다. 이 열 절단 방식은 일반적으로 가장 효율적인 형상 절단 방법이지만, 플라즈마 절단보다 훨씬 느리고, 일반적으로 1/2인치~3/8인치(약 12~9mm) 이하 얇은 소재에는 고열로 인한 변형(워페이지) 때문에 거의 사용되지 않습니다. 산소/연료는 1/2인치(약 12mm) 이상 두께의 강철에 가장 적합합니다.

플라즈마 (Plasma)

1960년대 과학자들은 작은 구멍에서 나오는 가스 속도를 높이면 '플라즈마'라 불리는 매우 높고 직접적인 열 공정을 만들 수 있음을 발견했습니다. 이 공정 덕분에 열 절단 부품이 기존 산소 아세틸렌의 거친 용융 가장자리 대신 거의 '톱질한 듯한' 마감을 갖게 되었습니다. 플라즈마 토치는 가스를 극히 작은 구멍으로 강제 통과시키며 전류를 가해 플라즈마 공정을 개시하는 특수 설계 토치입니다. 플라즈마는 공정의 올바른 작동과 소모품 수명 연장을 위해 대량의 고압 청정 건조 공기와 산소가 필요합니다. 플라즈마 절단기는 휴대용과 기계 장착형 파워 서플라이 모두로 제공됩니다.

절단 능력 범위: 일반적으로 플라즈마 파워 소스는 정격 암페어의 1/2을 강철 절단 능력으로 평가합니다. 예: 100A 파워 소스는 일반적으로 1/2인치(약 12mm) 강철을 피어싱 및 절단할 수 있으며, 기공(스타트 홀) 또는 부품 가장자리에서 시작해 최대 5/8인치~3/4인치(약 16~19mm)까지 절단 가능합니다. 반면 200A 플라즈마 파워 소스는 1인치(약 25mm) 강철을 연속 피어싱/절단할 수 있고, 스타트 홀에서 최대 1-7/8인치(약 47mm) 두께까지 가공 가능합니다.

하이데피니션 / 파인 플라즈마 (Hi-Definition / Fine Plasma)

1990년대 전자 기술과 플라즈마 공정의 추가 발전으로 매우 정밀하게 조정된 파워 소스와 정밀 절단 토치가 등장했습니다. 이러한 시스템은 기계 장착형으로만 제공되며, 스탠드오프 거리와 이송 속도를 정밀하게 제어해야 최상의 결과를 얻을 수 있으므로 휴대용으로는 사용할 수 없습니다. 이 파워 소스는 정확한 기계와 결합될 때 최고의 표면 조도, 부품 정밀도, 디테일을 제공합니다.

절단 테이블 선택

열 가공에는 소재를 지지하고 고온을 견디며 절단 공정에서 발생하는 연기와 흄을 흡수 또는 배기하는 테이블이 필요합니다. 대부분의 경우 테이블은 초기 시스템 견적에 포함되지 않으며 별도 산정이 필요합니다. 테이블은 구매자가 원하는 맞춤형 구성에 맞춰 현장에서 제작하는 경우가 많습니다. 테이블에는 여러 인기 옵션이 있지만, 플라즈마 공정용으로 사용된다면 모두 전도성이 있어야 합니다. 주요 옵션은 다음과 같습니다.

• 소재 지지대: 공작물의 무게를 지탱하는 불연성 물체라면 무엇이든 가능합니다. 금속 톱말, 기둥 등 모두 사용 가능합니다.
• 드라이 테이블(Dry Table): 열 절단 전용으로 제작된 테이블로, 일반적으로 바닥에서 충분히 높이 떨어져 있어 테이블 아래의 슬래그와 용융물을 청소하기 용이합니다. 연기/흄 제어 기능은 없으며 야외 용도에 가장 적합합니다.
• 워터 테이블(Water Table): 플라즈마 절단 전용으로, 물탱크 형태입니다. 일반적으로 양쪽 가장자리에 지지된 교체 가능한 강철 슬랫으로 구성되며 물로 채워집니다. 소재 표면이 일반적으로 수면 아래에 있어 플라즈마 절단 관련 연기, 분진, 흄을 어느 정도 제어합니다. 하지만 물 때문에 용융 슬래그가 급속 냉각되어 소재에 재부착되거나, 녹 및 청소 문제가 발생할 수 있습니다.
• 다운드래프트 테이블(Downdraft Table): 워터 테이블과 유사하지만 물 대신 대용량 팬으로 절단 공정의 연기와 흄을 아래로 빨아들여 탱크로 모아 공작 영역 외부로 배출하거나 집진기로 보냅니다. 절단 토치 위치에 따라 제어되는 덕트 '존(zone)'을 가질 수 있어 효율이 크게 향상됩니다.

Southern Fabricating Machinery Sales에서는 플라즈마 및 산소/연료 절단 기술뿐만 아니라 최신 레이저 절단 기술과 워터젯, CNC 펀칭 등 기타 형상 절단 공정에도 정통합니다. 귀하의 용도와 예산에 모두 맞는 최적의 시스템을 제안해 드립니다. 지금 전화 813-444-4555로 문의하시거나 www.southernfabsales.com을 방문하세요.