Dans le domaine de la découpe de plaques métalliques, la découpe plasma, excellente découpe plasma, a été appliquée dans de nombreux domaines industriels, mais avec le développement de la technologie laser telle que la fibre optique, les machines de découpe laser ont commencé à être favorisées par certains utilisateurs ces dernières années.
Alors, quelle méthode de découpe est la plus adaptée à la production de produits d’entreprise que la découpe plasma et laser ?
Dans cet article, nous comparerons le principe de fonctionnement, le champ d'utilisation, le processus, les avantages et les inconvénients, les différences de coût, etc., pour l'approvisionnement futur de produits de coupe et les ingénieurs de conception de processus de production pour fournir une référence.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement de la découpe plasma consiste à utiliser l'oxygène ou l'azote comme gaz de travail, à utiliser la chaleur d'un arc plasma à haute température pour provoquer la fusion et l'évaporation localisées du métal au niveau de la saignée de la pièce, et avec l'élan du flux de plasma à grande vitesse pour exclure le métal en fusion pour former une couture de coupe d'une méthode de traitement.
La découpe au laser est produite par le faisceau laser, à travers une série de miroirs, et enfin par le miroir de focalisation focalisé sur la surface de la pièce, au point focal de la température locale élevée, de sorte que le point chauffé de la pièce fusionne instantanément ou se vaporise pour former la fente.
Dans le même temps, lors du processus de découpe avec du gaz auxiliaire, les scories seront coupées et soufflées et le but du traitement sera finalement atteint.
Application
La découpe plasma est adaptée à la découpe de tous types de matériaux métalliques, principalement de tôles moyennes et épaisses. Par exemple, l'épaisseur de coupe maximale peut atteindre 60 mm avec une découpe plasma de 260 A.
En outre, il peut également être utilisé pour couper toutes sortes de matériaux métalliques, tels que l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre, la fonte, l'acier au carbone, etc. La vitesse de découpe au plasma, la saignée étroite et la saignée plate permettent un faible coût, des économies d'énergie importantes et des résultats économiques.
Machine de découpe laser pour plaques moyennement fines, par exemple, laser 4000W, le maximum peut couper environ 25 mm d'acier au carbone ordinaire.
En plus des machines de découpe laser permettant de découper une variété de matériaux à point de fusion élevé, d'alliages résistants à la chaleur, d'alliages ultra-durs et d'autres matériaux métalliques spéciaux, elle découpe également des matériaux semi-conducteurs, des matériaux non métalliques et des matériaux composites.
Le laser a une intensité lumineuse extrêmement élevée en raison de sa directionnalité presque non dispersive. Vitesse de découpe laser, haute précision de traitement, fente étroite, par rapport à la découpe plasma, la zone affectée par la chaleur est petite, la déformation de la plaque de découpe est faible, la surface de découpe n'est pas endommagée, ne nécessite généralement pas de traitement de suivi.
En résumé, en termes de matériaux de découpe, la sélection des matériaux de découpe laser est plus large que la découpe plasma ; dans la découpe de plaques minces, la découpe laser présente des avantages plus significatifs ; et en termes de coût, la découpe plasma est beaucoup moins chère que la découpe laser.
Comparaison des processus
La machine de découpe plasma peut être utilisée pour la découpe de l'acier inoxydable, de l'aluminium, du cuivre, de la fonte, de l'acier au carbone et d'autres matériaux métalliques, de la découpe plasma à la découpe de plaques d'épaisseur moyenne, alimentation plasma 260 A, par exemple, l'épaisseur de coupe maximale jusqu'à 60 mm.
Vitesse de découpe plasma, fente étroite, trait de scie plat, petite zone affectée thermiquement, légère déformation de la pièce, faibles coûts d'exploitation, avec des économies d'énergie et des résultats économiques importants ; l'inconvénient est que la verticalité de la section a un angle d'inclinaison de 0.5 ° ~ 1.5 °, durcissement de la section de coupe.
La découpe laser est principalement utilisée pour les plaques moyennes et fines, et le laser de 4000 W, par exemple, peut couper de l'acier au carbone ordinaire d'environ 25㎜ au maximum.
En plus de couper l'acier au carbone, l'acier inoxydable, les alliages d'aluminium et d'autres matériaux, une machine de découpe laser peut également être utilisée pour couper une variété de matériaux à point de fusion élevé, d'alliages résistants à la chaleur, d'alliages ultra-durs et d'autres matériaux métalliques uniques, mais également pour couper des matériaux semi-conducteurs, des matériaux non métalliques et des matériaux composites.
Le laser, en raison de sa directivité presque non dispersive, a une intensité lumineuse très élevée, découpe au laser vitesse, haute précision de traitement, fente étroite, trait de scie lisse, petite zone affectée par la chaleur, légère déformation de la feuille coupée, aucun dommage à la surface de coupe, ne nécessite généralement pas de traitement de suivi.
Une comparaison des paramètres de processus de base de la découpe plasma et laser est présentée dans le tableau 1.
Avantages et Désavantages
La machine de découpe laser présente des avantages significatifs par rapport à la méthode de découpe générale :
① La fente de découpe laser est petite, la surface de coupe peut être utilisée directement pour le soudage, sans meulage.
② Vitesse de la machine de découpe laser : vitesse de découpe de plaques minces jusqu'à 10 m/min, beaucoup plus rapide que la vitesse d'une machine de découpe plasma.
③ Bonne qualité de coupe de la machine de découpe laser : petite déformation, faible valeur de rugosité de surface, petit biseau.
④ Haute précision de la machine de découpe laser : la précision de positionnement peut atteindre 0.05 mm, la précision de positionnement répétée peut atteindre 0.02 mm.
⑤ Large gamme de matériaux de découpe de la machine de découpe laser : outre la découpe du métal, elle peut également couper le bois, le plastique, le caoutchouc, le PVC, le cuir, les textiles, le verre organique et d'autres matériaux ; le champ d'application est extrêmement large.
Inconvénients de la découpe laser :
Le coût élevé de la découpe au laser, l'investissement initial et la maintenance ultérieure nécessitent un coût élevé ; à l'heure actuelle, le laser dans la découpe de plaques minces est rentable, mais dans la découpe de plaques moyennement épaisses, l'efficacité est faible, à moins que la qualité des exigences ne soit plus élevée, sinon il n'est pas approprié d'utiliser la découpe au laser.
Avantages de la découpe plasma : dans le processus de découpe de plaques d'épaisseur moyenne, elle peut atteindre une vitesse de coupe très élevée, bien supérieure à celle du laser et de la flamme.
L’investissement initial dans l’équipement est inférieur à celui du laser, et le coût de maintenance ultérieur est également inférieur.
Inconvénients de la découpe plasma :
① Mauvaise verticalité de la surface de coupe : un grand biseau sera produit sur un côté de la surface de coupe, et la verticalité sera mauvaise.
② produit plus de scories : le processus de coupe produira des scories sous la surface de coupe, afin de ne pas affecter la qualité de ce dernier processus, les scories doivent être éliminées par meulage, mais également augmenter les coûts de main-d'œuvre.
③ Des gaz nocifs et une lumière d'arc seront générés : le principe de la découpe plasma détermine que des poussières nocives et une lumière d'arc seront générées pendant le processus de découpe.
Cependant, la découpe plasma sous-marine a été adoptée pour éviter ce défaut.
④La consommation de la buse de coupe à un stade ultérieur sera plus importante, et la buse de coupe actuelle est principalement importée, ce qui est plus coûteux.
Selon notre expérience précédente, la comparaison entre la machine de découpe laser et la machine de découpe plasma est la suivante :
Prénom
La machine de découpe laser n'endommagera pas la pièce, tandis que la machine de découpe plasma est sur la plaque.
Cependant, il existe des dommages plus ou moins importants, en particulier dans le processus de découpe des problèmes de buse de pistolet de découpe de la machine de découpe plasma, qui provoqueront des défauts apparents sur la plaque.
Deuxièmement
Parce que le faisceau laser est focalisé sur un point lumineux minimal, la machine de découpe laser coupe une fente étroite, la machine de découpe plasma coupe une fente légèrement plus grande que celle coupée par la machine de découpe laser.
Troisième
Vitesse de la machine de découpe laser : vitesse de coupe jusqu'à 10 m/min, beaucoup plus rapide que la machine de découpe plasma.
Quatrième
La surface de coupe de la machine de découpe laser est lisse, sans bavures, de bonne qualité de coupe, est une coupe sans contact, le bord de coupe par l'impact thermique est minuscule, fondamentalement aucune déformation thermique de la pièce, évitant complètement la formation de poinçonnage et de cisaillement du matériau de l'effondrement du bord, la fente n'a généralement pas besoin de traitement secondaire.
Cependant, l'épaisseur de la plaque de coupe est limitée et le coût de traitement est élevé. Et selon différents modèles et tailles de puissance, les machines de découpe plasma peuvent couper des plaques d'acier de plus de 6 à 40 mm, les coûts de traitement sont relativement peu élevés.
Cinquième
La précision de la machine de découpe laser : précision de positionnement de la machine de découpe laser de 0.05 mm, précision de positionnement répétée de 0.02 mm, mais l'environnement de travail exige une précision élevée, la précision de traitement de la machine de découpe plasma n'est pas aussi élevée que la machine de découpe laser, mais les exigences de l'environnement de travail et la mobilité sont plus faibles, s'adaptent à une gamme plus large de découpe, les compétences du personnel des exigences en eau de la découpe laser relative doivent être faibles.
Comparaison des coûts:
En prenant comme exemple la découpe d’une plaque d’acier au carbone ordinaire de 10 mm, l’analyse des coûts des deux procédés de découpe, la découpe plasma et la découpe laser, est présentée dans le tableau 2.
Selon l'analyse des données du tableau ci-dessus, calculées sur la base de temps annuel de 3,860 97.65 h, le coût de fonctionnement de la machine de découpe plasma est de 263.73 yuans/h et le coût de fonctionnement de la machine de découpe laser est de 4 yuans/h. La vitesse de coupe de la découpe plasma fine et de la découpe laser de 3.4 kW est respectivement de XNUMX h/h.
Selon les vitesses de coupe de la découpe plasma fine et de la découpe laser de 4 kW de 3.4 m/min et 1.5 m/min, respectivement, le coût de la découpe plasma fine est de 0.48 yuan/m et le coût de la découpe laser est de 2.9 yuans/m.
Comparaison et recommandation complètes
La découpe plasma et la découpe laser ont toutes deux leurs domaines d'application. En plus de la découpe de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable et d'autres matériaux, la découpe laser peut également être utilisée pour couper une variété de matériaux à point de fusion élevé, d'alliages résistants à la chaleur, d'alliages ultra-durs et d'autres matériaux métalliques uniques, ainsi que des matériaux semi-conducteurs, des matériaux non métalliques et des matériaux composites, la gamme d'applications de découpe est plus étendue.
En particulier dans le cas de la découpe de plaques minces, d'une efficacité de coupe élevée et d'une faible déformation thermique, la découpe au laser présente une supériorité exceptionnelle.
En ce qui concerne le coût de découpe, une machine de découpe plasma est beaucoup moins chère qu'une machine de découpe laser.
Pour résumer, dans le processus de découpe plasma et de découpe laser, les questions de sélection sont recommandées comme suit :
(1) Pour le domaine général de la découpe de tôles, si l'exigence de précision de traitement n'est pas très élevée, la découpe plasma est plus rentable.
(2) Pour les matériaux dont l'épaisseur de la plaque est inférieure à 6 mm, étant donné que la déformation thermique de la découpe plasma est plus importante que celle de la découpe laser, pour éviter que la pièce n'entre en collision avec la torche après déformation thermique, la découpe plasma n'est généralement pas utilisée, et la découpe laser ou le poinçonnage à froid est utilisé à la place.
(3) Pour tous les types de matériaux à point de fusion élevé, d'alliages résistants à la chaleur, d'alliages ultra-durs et d'autres matériaux métalliques uniques, ainsi que les matériaux semi-conducteurs, les matériaux non métalliques et les matériaux composites, ou les exigences de précision de coupe de la pièce en plaque mince, il est recommandé d'utiliser la découpe laser.
Orientation du développement :
À mesure que la technologie de fabrication des machines de découpe laser devient de plus en plus mature, la direction de développement des machines de découpe laser à haute efficacité est la suivante :
(1) L'efficacité de coupe pour améliorer davantage le développement de machines de découpe laser CNC à haute efficacité et haute précision, améliorer la vitesse de coupe, non seulement pour améliorer la qualité du faisceau mais également pour changer le processus de coupe, un aspect plus critique est d'utiliser un entraînement par moteur linéaire afin qu'il ait une accélération et une vitesse de déplacement plus excellentes.
(2) Traitement flexible de la découpe laser Améliorez le multi-degré de liberté de la machine de découpe laser, applicable au traitement de pièces à surface courbe plus complexes.
Le développement de machines de découpe laser à fibre de haute précision dans les aspects bidimensionnels et tridimensionnels de la promotion de l'application améliore le traitement flexible.
(3) Augmenter la largeur de la découpe laser de grandes plaques épaisses Maîtrisez la technologie de transmission laser à longue portée optique, le processus de découpe de plaques épaisses, la conception et la technologie de fabrication du chemin optique laser haute puissance et le développement d'équipements de découpe laser de grandes plaques épaisses.
(4) Amélioration intelligente de la machine de découpe Combinez davantage le laser avec la technologie CNC, la technologie optique et le positionnement de haute précision de la pièce, et combinez les parties fonctionnelles de la machine de découpe laser avec d'autres méthodes de traitement pour créer une machine de traitement laser multifonctionnelle.
Conclusion
Pour déterminer si la découpe plasma ou laser est la méthode la plus adaptée à votre application, vous devez évaluer plusieurs facteurs, notamment l'épaisseur et le type de matériau, la précision et la qualité des bords requises, la vitesse à laquelle le processus doit être terminé et les implications financières globales.
Cela comprend l’investissement initial dans l’équipement et les dépenses à long terme, telles que la consommation d’énergie, la maintenance et la complexité opérationnelle.
La découpe plasma, par exemple, est souvent plus rentable pour les matériaux plus épais, tandis que la découpe laser offre une précision exceptionnelle sur les métaux plus fins et les conceptions complexes.
En évaluant soigneusement ces variables, vous pouvez sélectionner la technologie de coupe qui correspond le mieux à vos objectifs de production et à vos contraintes budgétaires.
FAQ:
Quelle est la principale différence entre la découpe plasma et la découpe laser ?
La principale différence réside dans leurs mécanismes de coupe. Découpe au plasma utilise un arc à gaz ionisé pour faire fondre et souffler le métal, tandis que découpe au laser utilise un faisceau laser focalisé pour faire fondre ou vaporiser les matériaux. La découpe plasma est particulièrement adaptée plaques métalliques épaisses, tandis que la découpe laser excelle dans la précision des plaques minces.
Quelle méthode de découpe est la plus adaptée à la production industrielle : la découpe plasma ou laser ?
Cela dépend de vos besoins de production. Découpe au plasma est idéal pour les assiettes moyennes et épaisses et offre réduire les coûts avec une vitesse de coupe plus rapide pour les matériaux plus épais. Découpe laser, en revanche, fournit haute précision et bords nets-parfait pour feuilles minces et pièces complexes.
En quoi les principes de fonctionnement de la découpe plasma et de la découpe laser diffèrent-ils ?
In coupage plasma, le gaz plasma à haute température fait fondre le métal, et le gaz comprimé souffle le matériau en fusion. découpe au laser, un concentré le faisceau laser est focalisé à travers des lentilles pour obtenir une fusion ou une vaporisation locale, créant des coupes extrêmement fines et précises.
Quels types de matériaux peuvent être traités par les machines de découpe plasma et laser ?
Découpe au plasma peut manipuler des métaux tels que acier au carbone, acier inoxydable, aluminium, cuivre et fonte, principalement en épaisseurs moyennes à épaisses. Découpe laser traite non seulement les métaux mais aussi matériaux non métalliques comme les plastiques, le verre, la céramique et les composites, offrant une gamme de matériaux plus large.
Quelle méthode offre une meilleure précision de coupe et une meilleure qualité de surface ?
Découpe laser offre aux précision de coupe supérieure, avec une précision de positionnement jusqu'à 0.05 mm et des zones affectées par la chaleur minimales. la surface coupée est lisse et sans bavures, éliminant souvent le besoin de traitement secondaire. La découpe plasma est légèrement moins précise et peut nécessiter broyage supplémentaire.
Quelles sont les différences de coût entre la découpe plasma et la découpe laser ?
La découpe au plasma est considérablement plus rentable, en particulier pour plaques métalliques épaissesLe coût d'exploitation de la découpe plasma est d'environ un tiers de la découpe laser. Cependant, la découpe laser offre une efficacité accrue et un gaspillage de matériaux réduit, ce qui peut réduire les coûts de production à long terme des pièces de haute précision.
Quels sont les avantages de la découpe laser par rapport à la découpe plasma ?
Offres de découpe laser fentes plus étroites, des vitesses plus rapides sur des plaques minces, haute précision de traitement et déformation thermique minimale. C'est aussi un méthode de coupe sans contact, qui évite d'endommager la surface du matériau — idéal pour les applications exigeantes détails fins et précision.
Quels sont les inconvénients de la découpe plasma par rapport à la découpe laser ?
La découpe plasma produit plus de scories, d'arc électrique et de gaz nocifs, nécessitant des informations supplémentaires systèmes de post-traitement et de ventilationL’ verticalité de la coupe est également plus bas, avec un petit angle de biseau, et les pièces consommables comme les buses peuvent s’user plus rapidement, ce qui augmente les coûts de maintenance.
Quand un fabricant doit-il choisir la découpe plasma plutôt que la découpe laser ?
Les fabricants devraient choisir coupage plasma lorsque vous travaillez avec plaques métalliques plus épaisses (plus de 6 mm) et quand la précision de coupe est moins critique. C'est le option préférée pour la fabrication lourde, la construction navale et les travaux de charpente métallique en raison de son vitesse et coût opérationnel réduit.
Quelle est la tendance future du développement de la technologie de découpe laser ?
Ses pommes de douche filtrantes intègrent une technologie de filtration avancée permettant d'éliminer le chlore, les métaux lourds et autres impuretés de l'eau. Cet engagement en faveur de la pureté de l'eau a fait de Hansgrohe la marque préférée des consommateurs en quête d'une expérience de douche plus saine. l'avenir de la découpe laser réside dans systèmes CNC intelligents et à haut rendementLes développements incluent technologie laser à fibre, entraînements de moteurs linéaires et traitement flexible multi-axes pour les pièces 2D et 3D. Intégration avec IA et automatisation renforcera encore précision, rapidité et rentabilité dans la fabrication de pointe.
