Plasma - Manufatura

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CORTE A PLASMA
Plasma
Os 3 primeiros estados da matéria são sólido, líquido e gasoso. Quando calor é aplicado aos gases, estes gases ionizam, esses gases agora são eletricamente condutores. A ionização do gás causa a criação de elétrons livres e íons positivos entre os átomos de gás. Quando isso ocorre, o gás em questão torna-se eletricamente condutivo com excelente capacidade para transmissão de corrente elétrica. Denominado como “4º estado da matéria” esse gás ionizado é chamado de plasma, e é a base fundamental em todos os sistemas que plasmas operam.
Historia
O processo de corte plasma foi criado na década de 50 e tornou-se muito utilizado na indústria devido sua capacidade de cortar qualquer metal condutor de eletricidade e os metais não ferrosos. Consiste na utilização do calor liberado por uma coluna de plasma, resultante do aquecimento de um gás, em alta vazão rotacional. Este plasma é transferido ao metal a ser cortado. A parte do metal se funde pelo calor do plasma e este metal é expulso com auxílio do gás em alta vazão.
Em 1968 surge a primeira grande inovação, a injeção de água entre o bico e um bocal frontal, com o objetivo de ampliar a vida útil dos consumíveis e na qualidade de corte. Já em 1983 torna-se industrialmente viável a utilização do plasma com oxigênio para materiais ferrosos, onde o calor do processo provém de duas fontes: a do plasma e da reação exotérmica da oxidação do ferro, resultando em um aumento considerável de velocidade e qualidade de corte.
Em 1989 lança-se o bocal protetor eletricamente isolado que minimiza a formação de arco duplo e aumenta a vida útil dos consumíveis. Nesta mesma época surge o revolucionário plasma de alta definição, tornando-o aplicável em peças com maiores exigências de qualidade de corte.
Em 1993 é lançado o processo com jato de ar auxiliar aplicado coaxialmente ao jato de plasma. Esta força de constrição aumenta a eficiência do jato proporcionando um aumento de velocidade e redução do ângulo de corte. Em 2004 foi criado do processo HyPerformance. Resultado de um grande avanço tecnológico que fez com que o plasma se tornasse um dos processos mais importantes na indústria nacional.
O processo
O corte a Plasma é um processo que utiliza um bico para constringir um gás ionizado em altíssima temperatura, usado para derreter seções de metais condutores. O bico constringe o plasma e o guia para o metal a ser cortado. O plasma é usado para transferir energia negativa para o material a ser cortado. A tocha serve de suporte para os consumíveis e fornece um fluído refrigerante para estas peças. O difusor de gás é construído de material isolante e tem como principal finalidade de dar sentido rotacional ao gás e o eletrodo conduz a corrente que emite os elétrons para geração do plasma. A capa tem como função manter os consumíveis alinhados e isolar a parte elétrica do bocal frontal, que guia o fluxo de jato de ar coaxial.
Vantagens e limitações do processo
Vantagens
Corta todos os materiais condutivos de eletricidade
Corta com boa velocidade, proporcionando ótima produtividade
Cortes de pequena espessura
Cortes com grande precisão
Pequena zona afetada pelo calor
Custo do equipamento, atualmente bastante razoável
Consumíveis e acessórios facilmente encontrados no mercado
Processo de fácil entendimento, proporcionando um treinamento muito efetivo e rápido para o operador
Opções de equipamentos de Corte Automatizados (CNC), proporcionando altíssima precisão nos cortes e grande produção
Limitações
Não cortar materiais não condutores de eletricidade
Para materiais muito espessos, ainda perde para processos de corte "oxigênio+combustível", apesar disto estar sendo rapidamente invertido
Além do equipamento de corte, a necessidade de um compressor para a produção do ar comprimido
Não é tão portátil, principalmente pela necessidade de um compressor para o ar comprimido
Tipos de aplicação
	
Os sistemas de corte manual são muito simples e de fácil operação. O corte manual é largamente utilizado nas mais diversas aplicações. Desde cortes em chapas finas até grandes espessuras, o plasma apresenta vantagens devido a flexibilidade da tocha, facilidade de operação, velocidade de corte e menor deformação das chapas.
Já o corte mecanizado é todo aquele onde um sistema automático manipula a tocha de plasma. Os sistemas podem ser simples ou até comandados por CNC. Um sistema básico mecanizado é constituído por 5 partes principais: Fonte de Energia; Console de Ignição; Console de controle de gás; Tocha plasma; Conjunto de Válvulas. Já um sistema comandado por CNC tem as seguintes partes principais: Console remoto; controle de altura; console de válvula motorizada; fonte plasma; console de gás; controle CNC; tocha plasma; suporte motorizado; sensor de colisão.
Tipos de gases
O gás no processo plasma tem duas funções distintas, insumo para geração do plasma e refrigeração dos consumíveis. E a sua qualidade afeta diretamente na qualidade do plasma. Na maioria dos sistemas manuais utiliza-se uma única fonte de suprimento de gás para realizar as duas funções. Neste caso a vazão do gás torna-se um fator de extrema importância para o desempenho do processo. Em excesso, terá uma boa refrigeração, mas causará danos ao plasma, já insuficiente o plasma perde a sua qualidade e diminui a vida útil do consumível. A vazão nos sistemas de gás único e sempre mais elevado que nos sistemas de múltiplos gases.
Os sistemas mecanizados dedicados possibilitam o uso de dois gases distintos para plasma e para proteção. Nestes casos, o eletrodo é refrigerado internamente por um líquido refrigerante. A vantagem está em poder escolher o gás de plasma mais adequado a cada tipo de material independente da capacidade de refrigeração.
Os gases utilizados para a formação do Plasma são o ar, o nitrogênio, mistura de argônio e hidrogênio, oxigênio. E os gases que são usados para refrigeração dos consumíveis são o ar, o dióxido de carbono, nitrogênio e água.
Relação com outros processos
O processo plasma ocupa uma vasta área de aplicação com vantagens técnicas e econômicas. Porém, existem aplicações que os outros processos de corte térmico ou termoquímico são mais adequados. Por exemplo, peças em aço carbono com espessuras acima de 40 mm, o processo mais recomendado é o Oxi-Corte devido ao baixo custo inicial e operacional do processo. Para peças de espessura abaixo de 6 mm, o processo mais recomendado seria o LASER. O LASER também pode ser aplicado em maiores espessuras dependendo da potência do ressonador. O que se deve avaliar é a rugosidade da superfície de corte e principalmente a velocidade de corte.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://www.oxigenio.com/guia-do-processo-de-corte-plasma-ou-plasma-cutting/aplicacoes_vantagens_e_limitacoes_do_processo_de_corte_por_plasma.htm (Visualizado em Fevereiro de 2014)
https://www.youtube.com/watch?v=MpWbRFScYcc (Visualizado em Fevereiro de 2014)
http://www.essel.com.br/cursos/material/01/ProcessosFabricacao/62proc.pdf (Visualizado em Fevereiro de 2014)
http://www.infosolda.com.br/images/Downloads/Artigos/corte/processo-oxicorte.pdf (Visualizado em Fevereiro de 2014)
https://www.youtube.com/watch?v=pNIQKAGErEg (Visualizado em Fevereiro de 2014)
www.baw.com.br/media/1364/sup_3_Artigo_Corte_Plasma.pdf‎ (Visualizado em Fevereiro de 2014)
INTRODUÇÃO
CONCLUSÃO
ÍNDICE 
Introdução 	
Corte a laser 	
Cisalhamento 	
estampagem 	
Corte a plasma 	
Oxicorte 	
Conclusão 	
Referencias bibliograficas