Чем отличается плазменная резка металла от лазерной?
Лазерная и плазменная резка являются технологиями, хорошо подходящими для производственных процессов обработки металлов с ЧПУ (компьютерное числовое управление). Обе технологии представляют собой термические процессы, обычно используемые в промышленных условиях для резки материалов.
Основное различие между двумя технологиями заключается в источнике режущей способности технологии:
- лазерные станки для резки используют узкий и интенсивный луч света для разрезания материалов,
- плазменные резаки используют устройство для создания направленного потока плазмы для резки.
Лазерная резка может использоваться для резки широкого спектра материалов, включая керамику, дерево, пластик и металлы, тогда как плазменная резка может использоваться только для резки проводящих материалов. Лазерная резка быстрее, точнее и обеспечивает лучшее качество поверхности, чем плазменная резка. Лазерный метод также лучше подходит для выполнения сложных разрезов, чем плазменная резка. С другой стороны, оборудование для плазменной резки требует меньше обслуживания и дешевле, чем оборудование для лазерной резки. Обе технологии в основном используются для резки металлов, хотя лазерная резка также широко используется и для других материалов.
Выбор правильного процесса резки с ЧПУ для ваших нужд может зависеть от многих факторов. В этой статье мы сравниваем лазерную и плазменную резку с точки зрения скорости, материалов, стоимости и других факторов, которые отличают эти два метода.
Что такое лазерная резка и как она работает?
Лазерная резка работает, направляя высококонцентрированную энергию лазерного луча на материал, производя локальное плавление и разделение заготовки. В зависимости от особенностей техники резки, лазер может расплавить материал, а поток вспомогательного газа сдувает расплавленный материал с пути. Или он может напрямую преобразовать разрезаемый материал из твердой формы в газообразную (сублимация), при этом пропил удаляется в виде пара. Оборудование для лазерной резки может резать конструкционные и трубные материалы, а также тонкие листы.
Для лазерной резки используются три основных типа лазеров:
- CO2,
- неодимовые
- волоконные лазерные системы.
Хотя все типы лазерных резаков имеют схожую конструкцию, они отличаются тем, что каждый тип лазера имеет разный диапазон мощности, и каждый из них лучше всего подходит для определенных типов и толщин материалов. При использовании резаков CO2 резка выполняется с использованием электрически стимулируемого CO2. Неодимовые или кристаллические лазерные резаки производят лучи через Nd: YVO (ортованадат иттрия, легированный неодимом) и Nd: YAG (алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом). Наконец, резаки для волокон используют стекловолокно для резки материалов. Лазеры происходят от так называемого «просачивающегося лазера» и затем усиливаются через специальные волокна.
Лазеры CO2 являются наиболее популярными, потому что они могут резать различные материалы, имеют низкую мощность и разумную цену.
Лазерная резка широко используется в таких секторах, как электроника, медицина, авиастроение и транспорт. Благодаря способности лазера создавать точные разрезы и отделки, он в основном используется для резки металлов, таких как вольфрам, сталь, алюминий, латунь или никель. Лазеры также используются для резки дерева, кремния, керамики и других неметаллов.
Преимущества лазерной резки по сравнению с плазменной резкой
Станки лазерной резки имеют следующие преимущества перед аналогами плазменной резки:
Точность: энергия лазерного луча концентрируется на одной крошечной области, проникая в материал и разрезая его. Этот процесс создает тонкий разрез на заготовке, в отличие от более широкого разреза, получаемого при плазменной резке. Более тонкий разрез, сделанный лазером, делает его полезным для сложных, деликатных задач резки, которые не могут быть выполнены плазменным резаком.
Широкий спектр материалов: лазерные резаки способны резать широкий спектр материалов, включая металл, дерево, пластик и керамику. Плазменные резаки, с другой стороны, ограничены резкой проводящих материалов.
Скорость: лазерные резаки являются более энергоэффективным и быстрым вариантом для резки металла по сравнению с плазменными резаками, что делает их лучшим выбором для окружающей среды.
Недостатки лазерной резки по сравнению с плазменной резкой
Лазерные резаки имеют следующие недостатки по сравнению с машинами плазменной резки:
Толщина материала: Как правило, лазерные станки не обладают достаточной мощностью для резки материалов толщиной более 19 мм, в то время как плазменные резаки способны резать металлические листы толщиной до 38 мм.
Капитальные вложения: Капитальные затраты на лазерный резак значительно выше, чем на плазменный резак.
Что такое плазменная резка и как она работает
Плазменная резка — это технология резки, при которой горячий электрически заряженный газ через небольшое сопло ударяется о заготовку с высокой скоростью и давлением, вызывая эрозию и расплавление режущего пути в материале. По сути, сжатый воздух или инертные газы, такие как аргон или азот, продуваются через маленькое сопло на высоких скоростях. Сочетание газа, высокой скорости, давления и внешнего электрического заряда образует плазму, которая представляет собой электропроводящий ионизированный газ, температура которого может достигать 20 000 °C. Как и лазерный резак, плазменный резак представляет собой метод термической резки, при котором материал расплавляется, чтобы разрезать его.
Сталь, нержавеющая сталь, алюминий, латунь и медь являются одними из самых распространенных материалов, которые режут плазменной горелкой.
С плазменными горелками можно использовать только токопроводящие металлы, потому что заготовка замыкает электрическую цепь. Плазменные резаки широко используются в производственных цехах, авторемонтных и реставрационных мастерских, промышленном строительстве. На рисунке 2 ниже приведен пример плазменной резки металла:
Преимущества плазменной резки по сравнению с лазерной резкой
По сравнению с лазерной резкой плазменная резка имеет следующие преимущества:
Стоимость: Лазерные резаки обычно дороже в эксплуатации, чем плазменные резаки.
Более толстые листы: как правило, плазменные резаки могут резать более толстые листы (до 38 мм) по сравнению с лазерными резаками, которые могут резать алюминий толщиной 12,7 мм, нержавеющую сталь толщиной 19 мм и сталь толщиной 25,4 мм.
Низкие эксплуатационные расходы: плазменные технологии требуют значительно меньшего обслуживания, чем лазерные резаки.
Недостатки плазменной резки по сравнению с лазерной резкой
Плазменная резка имеет некоторые недостатки по сравнению с лазерной резкой. К ним относятся:
Большой пропил: больший размер пропила при плазменной резке означает, что он менее точен и, следовательно, более ограничен по сравнению с лазерной резкой.
Ограниченная функциональность: плазменная резка не предлагает функции гравировки, как машины для лазерной резки.
Излучение: плазменные резаки, в отличие от лазерных резаков, создают излучение. Это требует использования средств защиты, в том числе защитных очков или очков для рабочих.
Ограниченные материалы: плазменные резаки могут использоваться только на электропроводящих материалах.
Лазерная резка против плазменной резки: скорость
Лазерные резаки обладают более высокую скорость резки по сравнению с их аналогами плазменной резки, особенно для тонких металлических профилей. Однако плазменные резаки работают быстрее при резке более толстых металлических листов.
Лазерная резка и плазменная резка: материалы
Плазменная резка может использоваться с любым типом проводящего металла или материала, но не может использоваться с непроводящими материалами, такими как пластик и дерево.
Лазерная резка может использоваться с широким спектром материалов, включая металлы, пластмассы и дерево.
Лазерная резка против плазменной резки: стоимость
Оборудование для лазерной резки требует более высоких капиталовложений, чем оборудование для плазменной резки. Эксплуатационные расходы на лазерные резаки обычно составляют около 20 долларов в час, а на плазменные резаки — около 15 долларов в час.Лазерная резка и плазменная резка: толщина листа
Хотя это меняется по мере развития технологий, большая часть лазерного оборудования недостаточно мощна для резки материалов толщиной более 19 мм. Лазерные резаки могут резать алюминий толщиной 12,7 мм, нержавеющую сталь толщиной 19 мм и сталь толщиной 25,4 мм. С другой стороны, плазменные резаки могут резать металлические пластины толщиной до полутора дюймов.
Лазерная резка и плазменная резка: поверхность резки
Режущая поверхность лазерных резаков без заусенцев, гладкая, с хорошим качеством реза. С другой стороны, известно, что плазменные резаки имеют плохую перпендикулярность. Они создают резы с большим количеством режущего шлака, который необходимо удалить шлифованием, что увеличивает трудозатраты. В целом, лазерные резаки имеют лучшую чистоту поверхности, что делает лазерную резку идеальной для сложных конструкций.
Лазерные резаки производят разрезы с очень узкими канавками шириной примерно ± 0,15 мм и высокой точностью 0,01 мм или меньше. Плазменные резаки, с другой стороны, имеют большую ширину паза (более 3,8 мм) и точность около 0,5-1 мм. На точность обоих этих резаков влияет толщина разрезаемого материала. Для более толстых материалов потребуется больше мощности, что приводит к большим соплам и более высокому электрическому току, что приводит к большей ширине реза.
Альтернативы лазерной и плазменной резке
Основными альтернативами технологиям лазерной и плазменной резки являются:
- Гидроабразивная резка: на более толстых листах гидроабразивная резка более рентабельна, чем плазменная или лазерная резка. Однако плазменные и лазерные резаки лучше подходят для быстрых мелких разрезов.
- Газокислородная резка: Газокислородная резка в основном используется для резки толстых металлов и имеет относительно низкую точность.
- Проволочная электроэрозионная обработка (электроэрозионная обработка): проволочная электроэрозионная обработка — это точный, но очень медленный метод резки.
