nieuws

Plasmafakkel verbetert snijwerk

bouwbreed Premium

Een derde manier om materialen te bewerken. Zo omschrijven onderzoekers van de Universiteit van Liverpool hun snijtechniek die gebruik maakt van een plasmafakkel. De methode kan beduidend meer (bouw) materialen aan dan de huidige industrielaser en heeft een rendement van bijna 100 procent. Maar de nauwkeurigheid komt nog niet verder dan 0,5 tot 1 millimeter. Binnen afzienbare tijd moet een commerciële en nauwkeuriger variant op de markt komen die de plasmafakkel met een laser combineert.

Het ‘systeem Liverpool’ combineert de voordelen van plasmabogen en lasers en vermindert zoveel mogelijk de nadelen en beperkingen. Apparatuur voor plasmabogen kost relatief weinig en is verplaatsbaar. Het werkt echter langzaam terwijl de snijdiepte beperkt blijft tot zo’n 3 millimeter.

Wat dat laatste betreft kennen lasers nauwelijks beperkingen; zij snijden snel en precies. De investering bedraagt ongeveer het twintigvoudige van boogapparatuur. Daarbij blijft het rendement van lasers beperkt tot een kleine 10 procent. Behalve staal snijden ze geen metalen die niet van tevoren zijn opgeruwd. Lasers snijden bijvoorbeeld ook geen keramische materialen door.

De faculteit voor elektrotechniek en elektronica van de Universiteit van Liverpool loste die problemen voor het overgrote deel op door middel van microgolven.

Welbeschouwd een onmogelijke oplossing: snijwerk vergt een uitermate smalle energiebundel. Microgolven laten zich slechts met moeite tot een smalle bandbreedte bundelen. Eerdere studies wezen uit dat ook dit probleem is op te lossen. In 1996 begon het onderzoek naar een plasmaboog op basis van microgolftechnologie. Dat vergde tevens onderzoek naar onder meer de ontsteking van de boog en naar het instellen van de intensiteit.

De meeste oplossingen hingen samen met het reactievermogen van de plasmaboog op snelle veranderingen in de microgolffrequenties.

Inmiddels zijn de ontwikkelingen zo ver gevorderd dat de plasmaboog nagenoeg de volledige energie verbruikt die de microgolfgenerator opwekt.

De boog laat zich afstellen tot een dunne energierijke bundel die smal en precies snijdt; ook door onbehandelde metalen, inclusief aluminium en keramische materialen. De magnetron wekt bij een frequentie van 2,46 Gigahertz een vermogen van maximaal 6 kilowatt op.

Neutraal

Anders dan de gangbare plasmabogen is de installatie neutraal en vergt geen aarding. ‘Liverpool’ voerde het onderzoek uit in samenwerking met het Britse Lasinstituut en deelt om die reden met deze organisatie het patentrecht.

Het huidige onderzoek moet een hybride systeem opleveren waarin een microgolfgenerator de benodigde warmte levert en een kleine laser diepe en preciese sneden maakt. De investering voor de commerciële uitvoering komt overeen met die voor een conventionele plasmaboog.

Boog af te stellen tot energierijke bundel die smal en precies snijdt

Reageer op dit artikel