EEN BLIK OP DE TOEKOMST VAN HET PLASMASNIJDEN

Van alle snijtechnologieën heeft de snedekwaliteit van het plasmasnijden de afgelopen jaren misschien wel de grootste vooruitgang geboekt. Bepaalde specifieke operaties, zoals het snijden van zeer kleine gaten of scherpe binnencontouren, tasten nog altijd de limieten af van wat met plasma mogelijk is. Onder andere daar wordt dus aan gewerkt. Daarnaast krijgt de integratie van de sturing met de plasmabron op dit moment veel aandacht en zorgt een wifi-connectie voor meer mogelijkheden met het oog op preventief onderhoud.

Voor dit artikel gaan we in gesprek met Andy Raedt (Haco), Bas Sanders van Well (Messer Cutting Systems), Jan Van Overbeeke (Plasma Solutions) en Nic Wouters (Wouters Cutting & Welding). Zij maken de balans op: waar staat het plasmasnijden vandaag en wat mogen we er nog van verwachten?

In welke markten worden plasmasnijmachines vooral gebruikt?

Jan Van Overbeeke: "Plasmasnijden is algemeen verspreid in de metaalverwerkende industrie, vooral daar waar het iets dikker materiaal wordt gebruikt. Staalbouw, scheepsbouw en offshore zijn daarom typische sectoren, maar ook in vrachtwagenbouw en landbouwmechanisatie zien we plasma dikwijls opduiken. Voorts zijn er ook heel veel kleinere metaalateliers, actief in allerlei sectoren, die plasma gebruiken om de flexibiliteit en de relatief kleine investering die ermee gepaard gaan."

Bas Sanders van Well: "Naast de dikte, is ook de materiaalsoort van belang. Het gaat vooral om bedrijven die met staal en rvs werken."

De nauwkeurigheid is de jongste tien jaren sterk toegenomen. Welke techniek ligt aan de basis hiervan en mogen we op dat vlak nog verbeteringen verwachten?

Andy Raedt: "De haaksheid is vooral verbeterd door het gebruik van High Definition-plasma, waarbij een Hyflow-vortex 'swirl gas' rond de plasmaboog draait en zo een sterk vernauwde, rechte vlamboog produceert. De vooruitgang op het vlak van gatkwaliteit hebben we dan weer te danken aan de True Hole-technologie van Hypertherm of de Contour Cut-technologie van Kjellberg. Dat zijn allebei overkoepelende termen voor een heel pakket aan technologische snufjes die plasmasnijden op zo’n niveau hebben gebracht dat er nu nog maar weinig spectaculairs in het verschiet ligt."

"De spectaculairste technologiesprongen zijn al achter de rug"

Jan Van Overbeeke: "Die verbetering in snijkwaliteit is inderdaad een samengaan van meerdere zaken en is vergelijkbaar bij de verschillende merken. Vooreerst hebben de toortsen en de bijbehorende slijtdelen een evolutie doorgemaakt waardoor de boog sterker gefocusseerd is. Dit wordt verkregen door een laag van sneldraaiend gas rondom de eigenlijke plasmaboog te zetten. Specifiek voor gaten (in staal) gaat men voor dit wervelgas ook nog eens een hoog gehalte aan zuurstof gebruiken, zodat het gas zelf ook actief wordt in het snijproces. Tot slot heb je het samenspel van snijtechnologie op de snijmachine, met een specifieke vorm van de aan- en uitlopen, snelheden en timing van de boog."

Nic Wouters: "Dat laatste hebben we te danken aan de betere afstemming van de sturing op de plasmabron."

Over de sturing gesproken: welke evolutie maakt die door? Zien we bijvoorbeeld de principes van Industrie 4.0 opduiken, met het oog op preventief onderhoud?

Nic Wouters: "Er is een volledige integratie van de database van de plasmabron. In de sturingen zelf zijn er bovendien almaar meer tools voorhanden om de machine te monitoren. Zo zijn er al plasmabronnen met wifi aan boord. Op die manier kan de operator of servicedienst inloggen en kijken wat de actuele status is. Wijzelf gaan ook meer en meer 'uurgestuurd onderhoud' uitvoeren: we kunnen probleemloos zien hoeveel draai- of booguren er zijn geweest, waardoor we perfect weten welke onderdelen preventief vervangen moeten worden. Ook de OPC/UA-interface doet zijn intrede, wat maakt dat de klant een volledige integratie heeft met zijn ERP en de productie kan monitoren, aansturen en opvolgen. Tot slot wordt ook het gebruiksgemak van de operator onder de loep genomen, om hem minder fouten te laten maken. Het idee is om alles vooraf in te stellen, zodat hij enkel nog zijn programma hoeft in te laden."

Bas Sanders van Well: "Ook bij ons beweegt er veel op dat vlak. Een mooie ontwikkeling zijn bijvoorbeeld machines die slimmer worden gemaakt in de omgang met data die tijdens het snijden worden verzameld. Industrie 4.0 is al een tijdje een hippe manier van willen werken, maar het is nog iets anders om dat daadwerkelijk in de praktijk te brengen. Wij hebben de afgelopen jaren sterk ingezet op de ontwikkeling van slimme (nesting)software, in combinatie met al even slimme plasmabronnen die realtime feedback geven aan de operator, productieleider en het ERP-systeem."

"De moderne sturingen bieden de gebruiker meer inzicht"

Jan Van Overbeeke: "Onze sturingen bieden steeds meer verschillende opties om meer inzicht in de machine te krijgen tijdens het snijden, maar ook tijdens stilstand. We willen in realtime weten waarom de machine bijvoorbeeld niet snijdt. Deze redenen kunnen we monitoren met de besturing en terugkoppelen aan de juiste mensen van het bedrijf."

Andy Raedt: "Bij ons is er een wificonnectie ingebouwd in de plasmabron. Zo kun je via een mobiele app de volledige status controleren en zien welk componenten (preventief) onderhoud nodig hebben."

In hoeverre is het automatisch bevelsnijden tegenwoordig al standaard? Beweegt er hier nog wat of staat die technologie al helemaal op punt?

Bas Sanders van Well: "Die technologie komt niet uit de stroombron, maar uit de nestingsoftware en de beveltool op de machine. Dit samenspel is essentieel om de juiste kwaliteiten te kunnen krijgen. De zogenaamde 'joints' in de nestingsoftware (OmniWIn) zijn ons geheime recept."

Andy Raedt: "Het goed snijden onder bevel is vooral mogelijk door de evolutie in de software. Met name compensatie van de hoek en correct regelen van de snijhoogte."

Nic Wouters: "De recentste ontwikkeling bij Hypertherm is dat de snijkop nu slijtdelen heeft die 50° spits zijn, waardoor de snijhoogte niet meer zo hoog is. Alle fabrikanten van de plasmabronnen zijn trouwens volop bezig met het aanvullen van de database met snijparameters bij het bevelsnijden."

Waar kan het plasmasnijden nog vooruitgang boeken?

Nic Wouters: "Rvs en aluminium zijn nog altijd een heikel punt. De plasmaboog ijlt zeer sterk na en zorgt voor een moeilijk te beheersen snijproces. Daardoor is het nog altijd interessanter om die materialen met laser te snijden. Daarnaast levert plasmasnijden bij zeer kleine gaten en scherpe binnencontouren niet altijd een mooie snede op."

Andy Raedt: "Vooral met het snijden van kleine details gaat het inderdaad nog moeilijk: kleine rechthoeken, sleufgaten, plooinotch op hoeken …"

"De snijkwaliteit van gaten zal zeker nog toenemen"

Jan Van Overbeeke: "De snijkwaliteit van gaten zal de komende jaren echter zeker nog toenemen. Dit is een punt waarop sterk gewerkt zal worden, zowel bij staal als rvs."

Bas Sanders van Well: "Ook bij het automatisch wisselen van snijkoppen en de slijtdelenregistratie zien we nog verbetermogelijkheden."

Hoe kun je ongewenste effecten als oxidatie of braamvorming vermijden? Zijn er veelgemaakte fouten bij het gebruik van plasmasnijmachines?

Bas Sanders van Well: "Training is key. Zonder correcte opleiding en begeleiding van de machineleverancier is er een grotere kans op (snij)fouten. Als wij een machine leveren, gaat dit altijd gepaard met scholing en productiebegeleiding."

Andy Raedt: "Gebruik van het juiste gas kan de oxidelaag verminderen. Braamvorming is vooral te wijten aan een verkeerde snijsnelheid, terwijl niet-rechte kanten vooral het resultaat zijn van het niet toepassen van de juiste snijhoogte. In de praktijk zie ik dat sommige klanten de consumables niet correct monteren: ze smeren te veel vet rond de O-ringen, waardoor de kleine gaten van de swirlring verstoppen of monteren sterk vervuilde consumables in de kop …"

Jan Van Overbeeke: "Wij zien veel fouten bij het stoppen van de boog. Dit is een kritiek punt dat vraagt om de juiste vorm van uitloop en overlapping, gecombineerd met een juiste timing van de snijmachine. Indien dat niet helemaal juist zit, zullen de consumables veel sneller slijten en een slecht snijbeeld geven. Een ander heikel punt is de kwaliteit van de gebruikte perslucht. Vorming van condens en de aanwezigheid van vuil of olieresidu zijn zeer schadelijk voor de plasmatoorts."

Welke technologie onderscheidt jullie merk van de concurrentie?

Bas Sanders van Well: "Bij ons is dat de software: OmnWIn in combinatie met de software OMnifab voor het intelligenter maken van de plasma-, autogeen- of lasersnijmachine."

Andy Raedt: "Vooral de zeer gebruiksvriendelijke en geavanceerde offlinesoftware met uitbreidbare modules voor prijscalculatie, orderbeheer, ERP-koppeling en koppeling met onze 2D- en 3D-plooisoftware is bij ons een blikvanger. We bieden ook robotprogrammering aan via import van de 3D-stuktekening en de volledig grafische simulatie, met uiteindelijk het automatisch genereren van het snijprogramma."

Nic Wouters: "Wij hebben een paar zaken. Ten eerste het bevelsnijden met behulp van het kalibratiestation. Daarmee zijn de afsteltijden voor het mechanisch afstellen van de bevelkop verleden tijd. Via een eenvoudige procedure kan de branderkop in het correcte centerpunt worden gezet. Daarnaast is het combineren van verschillende technologieën op één machine een sterkte, met het oog op een zeer gebruiksvriendelijke interface. We hebben bijvoorbeeld een CAM-software die heel eenvoudig '.step'-bestanden kan importeren (3D), om die ineens verstaanbaar te maken voor de machine. Bijvoorbeeld bij het snijden van buizen, keteldeksels, complexe werkstukken uit plaat …"

Jan Van Overbeeke: "Kjellberg onderscheidt zich door het vrij ter beschikking stellen van de Contour Cut-technologie voor iedere gebruiker. En bij het snijden van rvs gebruiken we al vele jaren een vrije menging van argon en waterstof.”