В области резки металлических пластин плазменная резка, превосходная плазменная резка, применяется во многих промышленных областях, но с развитием лазерных технологий, таких как волоконная оптика, в последние годы некоторые пользователи стали отдавать предпочтение станкам для лазерной резки.
Итак, какой метод резки больше подходит для производства продукции предприятия, чем плазменная и лазерная резка?
В этой статье мы сравним принцип работы, область применения, процесс, преимущества и недостатки, разницу в стоимости и т. д. для будущих закупок режущих изделий и инженеров-проектировщиков производственных процессов в качестве справочной информации.
Принцип работы
Принцип работы плазменной резки заключается в использовании кислорода или азота в качестве рабочего газа, использовании тепла высокотемпературной плазменной дуги для локального плавления и испарения металла в месте реза заготовки, а также в исключении расплавленного металла с помощью импульса высокоскоростного потока плазмы для формирования режущего шва технологического метода.
Лазерная резка осуществляется лазерным лучом, проходящим через ряд зеркал, и, наконец, фокусирующим зеркалом, сфокусированным на поверхности заготовки, в точке фокусировки локальной высокой температуры, так что нагретая точка заготовки мгновенно плавится или испаряется с образованием щели.
В то же время, в процессе резки вспомогательным газом, будет происходить выдувание шлака и в конечном итоге будет достигнута цель обработки.
Область применения
Плазменная резка подходит для резки всех видов металлических материалов, в основном для резки средних и толстых пластин. Например, максимальная толщина резки может составлять до 60 мм при плазменной резке 260 А.
Кроме того, его можно использовать для резки всех видов металлических материалов, таких как нержавеющая сталь, алюминий, медь, чугун, углеродистая сталь и т. д. Скорость плазменной резки, узкий и плоский пропил обеспечивают низкую стоимость, значительную экономию энергии и экономические результаты.
Лазерный станок для резки пластин средней и тонкой толщины, например, лазер мощностью 4000 Вт, может резать максимум около 25 мм обычной углеродистой стали.
Помимо лазерных режущих станков для резки различных материалов с высокой температурой плавления, жаропрочных сплавов, сверхтвердых сплавов и других специальных металлических материалов, он также режет полупроводниковые материалы, неметаллические материалы и композитные материалы.
Лазер имеет чрезвычайно высокую интенсивность света из-за своей почти недисперсионной направленности. Скорость лазерной резки, высокая точность обработки, узкая щель, по сравнению с плазменной резкой зона термического влияния мала, деформация режущей пластины мала, поверхность реза без повреждений, как правило, не требует последующей обработки.
Подводя итог, можно сказать, что с точки зрения материалов для резки лазерная резка имеет более широкий диапазон выбора материалов, чем плазменная резка; при резке тонких пластин лазерная резка имеет более существенные преимущества; а с точки зрения стоимости плазменная резка намного дешевле лазерной.
Сравнение процессов
Машина плазменной резки может использоваться для резки нержавеющей стали, алюминия, меди, чугуна, углеродистой стали и других металлических материалов, от плазменной резки до резки листов средней толщины, например, источник питания плазмы 260 А, максимальная толщина резки до 60 мм.
Скорость плазменной резки, узкая щель, плоский пропил, небольшая зона термического влияния, незначительная деформация заготовки, низкие эксплуатационные расходы, при этом существенная экономия энергии и экономические результаты; недостатком является то, что вертикальность сечения имеет угол наклона 0.5° ~ 1.5°, закалка сечения реза.
Лазерная резка в основном используется для средних и тонких пластин, а лазер мощностью 4000 Вт, например, может резать обычную углеродистую сталь толщиной максимум около 25 мкм.
Помимо резки углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов и других материалов, лазерный режущий станок может также использоваться для резки различных материалов с высокой температурой плавления, жаропрочных сплавов, сверхтвердых сплавов и других уникальных металлических материалов, а также для резки полупроводниковых материалов, неметаллических материалов и композитных материалов.
Лазер, благодаря своей почти недисперсионной направленности, имеет очень высокую интенсивность света, лазерная резка скорость, высокая точность обработки, узкая щель, ровный пропил, небольшая зона термического влияния, незначительная деформация отрезаемого листа, отсутствие повреждений поверхности реза, как правило, не требует последующей обработки.
Сравнение основных технологических параметров плазменной и лазерной резки приведено в таблице 1.
Преимущества и недостатки
Станок лазерной резки имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с обычным методом резки:
① Щель лазерной резки небольшая, поверхность резки можно использовать непосредственно для сварки, без шлифовки.
② Скорость работы лазерного режущего станка: скорость резки тонких пластин до 10 м/мин, что намного выше скорости работы плазменного режущего станка.
③ Хорошее качество резки лазерным резаком: небольшая деформация, низкая шероховатость поверхности, небольшая фаска.
④ Высокая точность лазерного режущего станка: точность позиционирования может достигать 0.05 мм, точность повторного позиционирования может достигать 0.02 мм.
⑤ Широкий спектр материалов, подлежащих резке лазерным резаком: помимо резки металла, он также может резать дерево, пластик, резину, ПВХ, кожу, текстиль, органическое стекло и другие материалы; сфера применения чрезвычайно широка.
Недостатки лазерной резки:
Высокая стоимость лазерной резки, первоначальные инвестиции и последующее обслуживание требуют больших затрат; в настоящее время лазер при резке тонких пластин экономически эффективен, но при резке пластин средней толщины эффективность низкая, если только требования к качеству не более высокие, в противном случае лазерную резку использовать нецелесообразно.
Преимущества плазменной резки: при резке листов средней толщины можно достичь очень высокой скорости резки, значительно превышающей скорость лазерной и газовой резки.
Первоначальные инвестиции в оборудование ниже, чем в случае с лазером, а последующие затраты на техническое обслуживание также ниже.
Недостатки плазменной резки:
① Плохая вертикальность поверхности реза: на одной стороне поверхности реза образуется большой скос, а вертикальность будет плохой.
② образуется больше шлака: в процессе резки под поверхностью реза образуется шлак. Чтобы не ухудшить качество последнего процесса, шлак необходимо удалить шлифованием, но это также увеличивает трудозатраты.
③ Будут образовываться вредные газы и дуговой свет: принцип плазменной резки определяет, что в процессе резки будут образовываться вредная пыль и дуговой свет.
Однако для устранения этого дефекта была применена подводная плазменная резка.
④Расход режущего сопла на поздней стадии будет больше, а текущее режущее сопло в основном импортируется, что является более дорогостоящим.
Согласно нашему предыдущему опыту, сравнение между станком лазерной резки и станком плазменной резки выглядит следующим образом:
Имя
Станок лазерной резки не повредит заготовку, пока плазменный резак находится на пластине.
Тем не менее, существуют большие или меньшие повреждения, особенно в процессе резки с помощью плазменной резки, проблемы с соплом резака, которые приводят к появлению видимых дефектов на пластине.
Во-вторых
Поскольку лазерный луч фокусируется на минимальной точке света, лазерный станок для резки вырезает узкую щель, плазменный станок для резки вырезает щель немного больше, чем разрез лазерного станка.
В третьих
Скорость работы лазерного резака: скорость резки до 10 м/мин, что значительно выше, чем у плазменного резака.
Четвертый
Поверхность реза станка лазерной резки гладкая, без заусенцев, хорошее качество резки, это бесконтактная резка, режущая кромка из-за термического воздействия мала, в основном не происходит термической деформации заготовки, в целом исключается образование пробивного материала и срезание обрушения кромки, щель, как правило, не нуждается во вторичной обработке.
Однако толщина режущей пластины ограничена, а стоимость обработки высока. И плазменные режущие машины в зависимости от модели и мощности могут резать более 6 ~ 40 мм стальной пластины, стоимость обработки относительно недорога.
пятый
Точность станка лазерной резки: точность позиционирования станка лазерной резки составляет 0.05 мм, точность повторного позиционирования составляет 0.02 мм, но рабочая среда требует высоких требований, точность обработки станка плазменной резки не такая высокая, как у станка лазерной резки, но требования к рабочей среде и мобильности ниже, адаптируется к более широкому диапазону резки, навыки персонала относительно требований к воде лазерной резки низкие.
Сравнение стоимости:
В таблице 10 представлен анализ затрат на резку обычной углеродистой стали толщиной 2 мм для двух процессов резки: плазменной и лазерной.
Согласно анализу данных в приведенной выше таблице, рассчитанному на основе годовой временной базы 3,860 ч, эксплуатационные расходы машины плазменной резки составляют 97.65 юаней/ч, а эксплуатационные расходы машины лазерной резки составляют 263.73 юаней/ч. Скорость резки тонкой плазменной резки и лазерной резки мощностью 4 кВт составляет 3.4 ч/ч соответственно.
При скоростях резки тонкой плазменной и лазерной резки мощностью 4 кВт 3.4 м/мин и 1.5 м/мин соответственно стоимость тонкой плазменной резки составляет 0.48 юаня/м, а стоимость лазерной резки — 2.9 юаня/м.
Комплексное сравнение и рекомендации
И плазменная, и лазерная резка имеют свои области применения. Помимо резки углеродистой стали, нержавеющей стали и других материалов, лазерная резка может также использоваться для резки различных материалов с высокой температурой плавления, жаропрочных сплавов, сверхтвердых сплавов и других уникальных металлических материалов, а также полупроводниковых материалов, неметаллических материалов, композитных материалов, диапазон применения резки более широк.
Особенно в случае резки тонких пластин, высокой эффективности резки и малой тепловой деформации лазерная резка имеет выдающиеся преимущества.
Что касается стоимости резки, то плазменный станок намного дешевле лазерного.
Подводя итог, можно сказать, что при плазменной и лазерной резке рекомендуется выбирать следующие параметры:
(1) Для общей резки листового металла, если требования к точности обработки не очень высоки, плазменная резка более экономична.
(2) Для материалов с толщиной пластины менее 6 мкм, учитывая, что термическая деформация плазменной резки более значительна, чем при лазерной резке, для предотвращения столкновения заготовки с горелкой после термической деформации плазменная резка, как правило, не применяется, а вместо нее применяется лазерная резка или холодная штамповка.
(3) Для всех видов материалов с высокой температурой плавления, жаропрочных сплавов, сверхтвердых сплавов и других уникальных металлических материалов, а также полупроводниковых материалов, неметаллических материалов и композитных материалов или в случаях, когда предъявляются высокие требования к точности резки тонколистовых заготовок, рекомендуется использовать лазерную резку.
Направление развития:
По мере того, как технология производства станков для лазерной резки становится все более зрелой, направление развития высокопроизводительных станков для лазерной резки выглядит следующим образом:
(1) Для дальнейшего повышения эффективности резки необходимо разработать высокоэффективные и высокоточные станки для лазерной резки с ЧПУ, повысить скорость резки, не только улучшить качество луча, но и изменить процесс резки, более важным аспектом является использование линейного привода двигателя, чтобы он имел более высокое ускорение и скорость перемещения.
(2) Гибкая обработка лазерной резки Улучшает многостепенную свободу станка лазерной резки, применимую для обработки более сложных заготовок с криволинейной поверхностью.
Разработка высокоточных станков для резки волоконным лазером в двухмерных и трехмерных аспектах продвижения применения улучшает гибкую обработку.
(3) Увеличение ширины лазерной резки больших толстых пластин. Освоение технологии передачи лазерного излучения на большие оптические расстояния, процесса резки толстых пластин, проектирования и производства оптического пути мощного лазера, а также разработка оборудования для лазерной резки больших толстых пластин.
(4) Интеллектуальное усовершенствование режущего станка. Дальнейшее объединение лазера с технологией ЧПУ, оптической технологией и высокоточным позиционированием заготовки, а также объединение функциональных частей лазерного режущего станка с другими методами обработки для создания многофункционального лазерного режущего станка.
Заключение
При определении того, какой метод резки — плазменный или лазерный — является наиболее подходящим для вашего случая, необходимо оценить множество факторов, включая толщину и тип материала, требуемую точность и качество кромок, скорость, с которой должен выполняться процесс, а также общие финансовые последствия.
Сюда входят первоначальные инвестиции в оборудование и долгосрочные расходы, такие как энергопотребление, техническое обслуживание и сложность эксплуатации.
Например, плазменная резка часто более рентабельна для более толстых материалов, в то время как лазерная резка обеспечивает исключительную точность при работе с более тонкими металлами и сложными конструкциями.
Тщательно взвесив эти переменные, вы сможете выбрать технологию резки, которая наилучшим образом соответствует вашим производственным целям и бюджетным ограничениям.
FAQ:
В чем основное отличие плазменной резки от лазерной?
Главное отличие заключается в их режущих механизмах. Плазменная резка использует ионизированную газовую дугу для плавления и выдувания металла, в то время как лазерная резка Плазменная резка лучше подходит для: толстые металлические пластины, в то время как лазерная резка обеспечивает превосходную точность при обработке тонких пластин.
Какой метод резки больше подходит для промышленного производства: плазменная или лазерная резка?
Это зависит от потребностей вашего производства. Плазменная резка идеально подходит для средних и толстых пластин и предлагает снижение затрат с более высокой скоростью резки для более толстых материалов. Лазерная резкас другой стороны, обеспечивает высокая точность и чистота краев-идеально для тонкие листы и сложные детали.
Чем отличаются принципы работы плазменной и лазерной резки?
In Плазменная резкавысокотемпературный плазменный газ плавит металл, а сжатый газ выдувает расплавленный материал. лазерная резка, концентрированный лазерный луч фокусируется через линзы для достижения локального плавления или испарения, создавая чрезвычайно тонкие и точные разрезы.
Какие типы материалов можно обрабатывать на станках плазменной и лазерной резки?
Плазменная резка может обрабатывать такие металлы, как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь и чугун, в основном средней и большой толщины. Лазерная резка не только обрабатывает металлы, но и неметаллические материалы такие как пластик, стекло, керамика и композиты, предлагая более широкий ассортимент материалов.
Какой метод обеспечивает более высокую точность резки и качество поверхности?
Лазерная резка приводит превосходная точность резки, с точностью позиционирования до 0.05 мм и минимальные зоны термического влияния. поверхность среза гладкая и без заусенцев, что часто исключает необходимость вторичной обработки. Плазменная резка немного менее точна и может потребовать дополнительное измельчение.
Какова разница в стоимости плазменной и лазерной резки?
Плазменная резка значительно более рентабельный, особенно для толстые металлические пластины. Эксплуатационные расходы на плазменную резку составляют около треть от лазерной резки. Однако лазерная резка предлагает более высокая эффективность и меньшие материальные отходы, что может снизить долгосрочные затраты на производство высокоточных деталей.
Каковы преимущества лазерной резки по сравнению с плазменной?
Предложения по лазерной резке более узкие щели, более высокие скорости на тонких пластинах, высокая точность обработки и минимальная термическая деформация. Это также бесконтактный метод резки, что предотвращает повреждение поверхности материала — идеально подходит для применений, требующих мельчайшие детали и точность.
Каковы недостатки плазменной резки по сравнению с лазерной?
Плазменная резка производит больше шлака, дугового света и вредных газов, требуя дополнительных системы постобработки и вентиляции, вертикальность разреза также ниже, с небольшим углом скоса, и расходные материалы например, форсунки могут изнашиваться быстрее, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание.
Когда производителю следует выбирать плазменную резку вместо лазерной?
Производители должны выбирать Плазменная резка при работе с более толстые металлические пластины (более 6 мм) и когда точность резки менее критична, Это предпочтительный вариант для тяжелого изготовления, судостроение и работа со стальными конструкциями из-за его скорость и снижение эксплуатационных расходов.
Каковы будущие тенденции развития технологии лазерной резки?
будущее лазерной резки заключается в интеллектуальные, высокоэффективные системы ЧПУ. Разработки включают в себя волоконная лазерная технология, линейные электроприводы и многоосевая гибкая обработка для 2D и 3D деталей. Интеграция с ИИ и автоматизация еще больше усилит точность, скорость и экономическая эффективность в передовом производстве.
