Corte CNC con Plasma HD
Corte CNC con Plasma HD

Corte CNC con Plasma HD

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Usos y Aplicaciones

Corte CNC con Plasma HD (CNC Plasma Arc Cutting)

Proceso térmico de corte de alta definición de figuras complejas que emplea un arco de plasma (gas que ha sido calentado hasta alcanzar un estado de ionización que permite conducir corriente eléctrica) de alta velocidad que secciona el material por fundición, expulsando el metal derretido dejando una sección de corte uniforme. Se utiliza en cualquier material conductor de la electricidad de espesores delgados hasta 3”.

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1. Plasma.

El plasma es un gas ionizado con cargas eléctricas libres positivas y negativas que conduce la electricidad.

En la naturaleza encontramos comúnmente tres estado de la materia: el sólido, líquido y gaseoso. El plasma es el cuarto estado de la materia.

La diferencia entre éstos estados de la materia, son sus niveles de energía. Por ejemplo, cuando agregamos energía en forma de calor al hielo (sólido), éste se derrite y se forma agua (líquido), si aportamos más energía (calor), el agua se evapora en hidrógeno y oxígeno. Al aportar aun más energía al vapor éste se ioniza con cargas libres (convirtiendo al vapor o gas en un conductor de la electricidad). A este gas ionizado se le llama plasma.

Este comportamiento ocurre a elevadas temperaturas donde los electrones tienen suficiente energía para escapar de su órbita alrededor del núcleo del átomo.

El plasma lo encontramos de forma natural en las estrellas por su alta temperatura (el sol), en la atmósfera terrestre lo podemos producir de forma artificial por medio de equipos.

2. ¿Es lo mismo el corte con plasma que con oxicorte?

No es lo mismo, son procesos distintos con alcances y limitantes de diferente orden. El corte con plasma se puede realizar en cualquier tipo de metal conductor, acero dulce, acero inoxidable, entre otros. Con el acero dulce el corte es más rápido en espesores gruesos que con aleaciones. La ranura es un 50% más ancha que por oxicorte y los cortes no resultan perfectamente a escuadra.

El oxicorte quema (oxida) el metal para seccionarlo. Por lo tanto se limita al acero y otros metales ferrosos que soportan el proceso de oxidación. Metales como el aluminio y el acero inoxidable forman un óxido que inhibe la oxidación adicional por lo que el corte por oxigas es imposible.

El corte con plasma, sin embargo, no se basa en la oxidación para trabajar, se produce por fusión, por lo tanto puede cortar acero, aluminio y cualquier otro material conductor.

El oxicorte puede realizarse simultáneamente con varios sopletes montados en una sola máquina, en cambio cada antorcha de plasma posee solo una fuente de energía y un dispositivo de mando propios, así como la tubería y cableado individuales necesarios para su funcionamiento.

El espesor de corte con plasma está limitado a unos 100 mm para acero inoxidable y a 120 mm para las aleaciones ligeras. En tanto que, por oxicorte llega hasta 300 mm.

3. Corte con plasma

El fundamento del corte con plasma se basa en la fusión, elevando la temperatura del material a cortar de una forma localizada por encima de los 20,000 °C, llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma (estado en el que los electrones se disocian del átomo y el gas se ioniza, volviéndose conductor).

El proceso consiste en provocar un arco eléctrico estrangulado a través de la sección (muy pequeña) de la boquilla del soplete o antorcha de plasma, concentrando extraordinariamente la energía cinética del gas empleado, ionizándolo, y adquiriendo la propiedad de cortar por polaridad.

Se basa en la acción térmica y mecánica de un chorro de gas calentado por un arco eléctrico de corriente continua establecido entre un electrodo ubicado en la antorcha y la pieza a mecanizar.

El chorro de plasma lanzado contra la pieza, penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material.

Este método de corte se aplica en cualquier material metálico conductor de la electricidad, como son el acero al carbono, acero inoxidable y metales no ferrosos.

Formación del chorro de plasma en el soplete o antorcha.

Se calienta un gas con un arco eléctrico de forma que sus átomos se ionicen. Los electrones libres y los iones positivos engendrados producen plasma eléctricamente neutro.

En el curso de su calentamiento en una cámara cerrada, el gas se dilata considerablemente y escapa por una boquilla a muy alta velocidad.

Para el corte se emplea un soplete o antorcha de plasma de arco transferido, en el cual el circuito eléctrico que produce el arco está conectado al soplete (cátodo) y a la pieza (ánodo), el calor, muy concentrado, se obtiene a la vez por el arco eléctrico y por el chorro de plasma.

Para estabilizar el arco, es decir, para impedir una descarga entre el electrodo y la boquilla, se emplea el procedimiento de estabilización por gas, en el cual un potente torbellino de gas envuelve al arco por todas partes. De esta manera, el arco mantenido en el eje de la boquilla se encuentra aislado de las paredes de ésta.

Corte en ángulo recto a la superficie
Corte oblicuo (inclinado)

Se empelan equipos convenciones y CNC (control numérico por computadora), permiten cortes rectos perpendiculares a la superficie de la pieza, para producir cortes de figuras planas con geometría simple o compleja en dos dimensiones; o con ángulo oblicuo a la superficie (en posición inclinada con un ángulo determinado), para producir biselados y chaflán en los bordes.

En el proceso de corte con plasma con equipo CNC, intervienen tres componentes indispensables: equipo (estación de trabajo de corte con plasma de alta definición con control numérico por computadora), software especializado (programas de diseño asistido por computadora “CAD”) y personal capacitado.

Mediante el software CAD se crea el diseño de la forma geométrica en un archivo que el operario importa al sistema del equipo de corte, una vez que se realiza la configuración correspondiente y se ejecuta, el equipo CNC toma el control y automatiza las operaciones de mecanizado necesarias para realizar el corte de la figura programada.