CNC lazerio pjaustymas ir plazmos pjaustymas: išsami metalo apdirbėjimo lyginamoji analizė

Tikslumas ir pjūvio kraštų kokybė: kur Cnc laser pjovimo aparatas Puikiausiasi

Tolerancija, pjūvio plotis ir smulkių detalių apdirbimo gebėjimas

Kai kalbama apie tikslų darbą, CNC lazerinė pjaustymo technologija išsiskiria. Šios mašinos gali pasiekti tikslumą iki ±0,002 colio, kas yra apie dešimt kartų geriau nei plazmos pjaustymo tipinis tikslumas ±0,02 colio. Kitas svarbus privalumas – labai siauras pjūvis, matuojamas tarp 0,004 ir 0,006 colio. Tai reiškia mažesnį medžiagos švaistymą ir leidžia kurti mikroskopines perforacijas, aštrius vidinius kampus bei sudėtingus detališkus elementus, kurių negalima efektyviai pagaminti naudojant tradicinius terminius metodus. Pramonės šakoms, dirbantiems su sudėtingomis formomis, skaiduliniai lazeriai nuolat užtikrina reikiamą tikslumą dalių gamybai aviacijos komponentams ar jautriai medicininei įrangai. Be to, kadangi šie lazeriai darbo metu generuoja minimalų šilumos kiekį, jie padeda išlaikyti medžiagų matmeninį vientisumą. Gamytojai praneša apie atliekų sumažėjimą nuo 12 % iki 15 % lyginant su plazmos pjaustymu, o kartais net visiškai praleidžia antrinio apdirbimo procesą.

Paviršiaus apdaila, pjūvio krašto kontrolė ir be lašų pjaunant plonus iki vidutinio storio metalus

Lazerio pjaustymas sukuria kraštus, kurie beveik neturėdami lašelinių likučių jau paruošti suvirinimui, o paviršiai yra tokie lygūs, kad net primena veidrodį, netgi metalams iki 25 mm storio. Dažniausiai po pjaustymo nereikia jokio papildomo apdailos darbo. Lazerio pjaustymą nuo plazmos pjaustymo skiria tai, kad jis visiškai neformuoja šlako, kadangi pjovimo procesas iš esmės neliečia pjautomos medžiagos. Pažangios optinės sistemos leidžia tiksliai kontroliuoti kampinius nuolydžius, todėl gaunami nuoseklūs 45 laipsnių kampai, idealiai tinkantys ruošiant suvirinimui. Kitas svarbus privalumas – žymiai mažesnė šilumos paveikta zona lyginant su plazmos pjaustymu, paprastai sumažėjusi apie 30–40 procentų. Tai ypač svarbu dirbant su tokiais medžiagomis kaip nerūdijantis plienas ir aliuminis, kad būtų išlaikytos jų struktūrinės savybės. Gauti kraštai turi paviršiaus šiurkštumą mažesnę nei 1,6 mikrometro, todėl lazerio pjaustymas taip dažnai naudojamas architektūros projektuose, kur svarbi išvaizda, bei automobilių gamyboje, kur svarbios tiek išvaizda, tiek našumas.

Medžiagos diapazonas ir storio našumas

Laidūs metalai: nerūdijantis plienas, aliuminis, minkštas plienas ir atspindinčios medžiagos

CNC lazeriniai pjaustyklės gerai veikia su dauguma laidžiųjų metalų, tokių kaip 304 arba 316 nerūdijantis plienas, minkštas plienas ir aliuminis, kurio storis neviršija 8 mm. Jos suteikia švarius kraštus ir nuoseklius rezultatus kartą po karto. Tačiau darbas su labai atspindinčiomis medžiagomis, tokios kaip varis ir bronzos, tampa sudėtingesnis, nes lazerio spindulys linkęs sklaidytis. Tam reikalingi specialūs dujiniai mišiniai bei papildoma optikos apsauga. Plazmos pjaustymo sistemos gali tvarkytis su šiomis atspindinčiomis medžiagomis be problemų, tačiau jos palieka platesnius pjūvius ir praranda detalizavimo tikslumą plonesnėse lakštinėse. Kai tikslumas svarbesnis už gebėjimą pjaustyti visas galimas medžiagas, lazeriniai sprendimai vis dar yra pirmaujantys daugumai laidžiųjų lydinių realių gamybos sąlygų aplinkose.

Storio ribos: skaidrinis lazeris (iki 25 mm) prieš aukštos raiškos plazmą (iki 150 mm)

Pluošto lazeriai, veikdami savo optimalioje zonoje, paprastai pasiekia apie 0,1 mm padėties tikslumą, tačiau pradeda kilti šiluminės problemos, viršijus apie 25 mm gylį. Aukštos raiškos plazmos pjaustymas labai gerai veikia storose medžiagose, tokiomis kaip 150 mm mažavandenilio plieno plokštės, bet tai turi savų trūkumų. Kraštai dažnai būna mažiau statūs, paviršiai nėra tokie lygūs, o šilumos paveikta zona yra didesnė, palyginti su lazeriniu pjaustymu. Praktiškai tai gamyklose sukuria du skirtingus polius. Lazeriai dažniausiai naudojami tiksliems aviacijos ir kosmoso detalėms bei medicinos prietaisams gaminti, kur svarbiausia tikslumas. Tuo tarpu plazmos pjovimo įrenginiai toliau plačiai naudojami laivų statyklose ir statybos aikštelėse, kai reikia greitai supjaustyti storus plieno lakštus, nekreipiant per daug dėmesio į idealų kraštų kokybę.

Gaminių efektyvumas: greitis, šiluminė įtaka ir darbo eigos integracija

Pjaustymo greitis priklausomai nuo storio – pralaidumo optimizavimas neprarandant vientisumo

Kai kalbama apie medžiagas, kurios storesnės nei 25 mm, CNC lazeriniai pjovimo būdai tikrai pranoksta plazmos pjovimo metodus, pasiekiant greitį apie 200 colių per minutę šiose plonose lakštinėse, dėl ko jie puikiai tinka dirbtuvėms, kuriose gaminama daug įvairių produktų, tačiau ne dideliais kiekiais. Tačiau vos tik perkopiamas 25 mm slenkstis, daugumai operacijų situacija keičiasi labai ryškiai. Šiuo atveju plazmos sistemos išlaiko geresnę greičio pastovumą, net jei jos nėra tokios greitos, kaip anksčiau buvo lazerinės. Įdomus dalykas dėl lazerinio pjaustymo yra tai, kiek mažai medžiagos prarandama procese. Beveik nulinis pjūvio plotis reiškia, kad beveik neatsiranda atliekų, o minimalus lydinio susidarymas sumažina visą papildomą darbą, susijusį su valymu po pjaustymo. Detales, kurios yra storesnės nei 30 mm, tai pagal daugelio gamintojų kasdienę patirtį reiškia apie 40 procentų greitesnį bendrą apdorojimo laiką, palyginti su tradicinėmis plazmos sąrankomis.

Šilumos paveiktas zonos (HAZ), iškraipymo rizikos ir antrinių apdailos reikalavimų

Šiandien skaiduliniai lazeriai sukuria šilumos paveiktas zonas apie 70 procentų mažesnes lyginant su tradiciniais plazmos pjaustymo metodais ir paprastai išlaiko terminį iškraipymą žemiau pusės milimetro. Tai daro visą skirtumą dirbant su tiksliais komponentais, kurių nuokrypis turi būti ne didesnis kaip ±0,005 colio. Plazmos pjaustymas dažnai sukelia žymiai didesnę terminę apkrovą, todėl dirbtuvės dažnai praleidžia papildomą laiką, trindamos perteklinę medžiagą ar atliekančios frezavimo darbus, kad pašalintų dregstą ir grąžintų viską į numatytus ribojimus. Šis valymo procesas kiekvienam atskiram detaliui gali užtrukti nuo 15 iki 30 minučių. Moderniuose lazerio įrenginiuose tiesiogiai integruotos realaus laiko stebėsenos sistemos padeda sumažinti perkėlimo darbus, nes aptinka temperatūros pokyčius jų vykstant pjovimo metu. Sujungus tai su tinkamomis skaitmeninio darbo eigos sąrankomis, nebėra reikalingos atskiros apdailos operacijos. Lazeriu pjaunamos detalės tiesiog patenka tiesiai iš mašinos į kitą etapą, ar tai būtų lenkimas ar suvirinimas.

Bendrosios savininkystės sąnaudos ir strateginiai atrankos kriterijai

Vertinant pjaunamąsias technologijas, svarbu atsižvelgti į bendrąsias savinimo išlaidas, o ne tik į pradinę kainą. Tai reiškia, kad būtina įvertinti veiksnius, tokius kaip energijos suvartojimas eksplotacijos metu, reikalingos keičiamosios dalys (pvz., dujos, lęšiai, antgaliai), aptarnavimo dažnumą, netikėtus sustojimus ir papildomus apdorojimo etapus, taip pat tai, kas vyksta pasibaigus įrangos naudojimo ciklui. CNC lazeriniai pjaustymo stakliai gali turėti didesnę pradinę kainą, tačiau ilgainiui jie dažnai leidžia sutaupyti lėšų dirbant su plonais ir vidutinio storio medžiagomis, nes sunaudoja mažiau energijos ir reikalauja mažiau keičiamųjų medžiagų. Plazminės sistemos turi žemesnes pradines išlaidas, tačiau šios taupymo nauda greitai dingsta dėl didelių nuolatinių sąnaudų, susijusių su dujų naudojimu, elektros sąnaudomis ir reguliariais techninio aptarnavimo poreikiais. Be to, atsiranda produktyvumo praradimo problema dėl daugelio nenuspėjamų sustojimų, kurie, pagal Tarptautinės gamintojų ir gamybos asociacijos duomenis, kiekvienais metais visoje pramonėje kainuoja apie 740 000 JAV dolerių. Pasirinkimas tarp alternatyvų iš esmės priklauso nuo trijų pagrindinių veiksnių, veikiančių kartu: kokios rūšies medžiagos apdorojamos, koks kiekis turi būti pagamintas ir koks yra pageidaujamas kokybės lygis. Įmonės, kurios dirbdamos su nerūdijančiu plienu ar aliuminiu, storesniu nei 25 mm, teikia pirmenybę tikslumui, trumpam apdorojimo laikui ir švariems kraštams, paprastai gauna didesnę grąžą investuodamos į skaidrovo lazerius. Tuo tarpu gamintojai, kurie reguliariai dirba su storesniais nei 25 mm plokštėmis, nepaisant didesnių ilgalaikių sąnaudų vienam gaminio elementui, vis dar gauna didesnę naudą iš plazminio pjaustymo.

Dažniausiai užduodami klausimai

Koks pagrindinis pranašumas suteikiamas CNC lazerio pjaustymui lyginant su plazmos pjaustymu?

Pagrindinis pranašumas, kurį suteikia CNC lazerio pjaustymas lyginant su plazmos pjaustymu, yra gebėjimas išlaikyti tikslesnius nuokrypius, pasiekiant tikslumą iki ±0,002 colio, palyginti su plazmos ±0,02 colio. Tai lemia mažesnį medžiagos švaistymą ir sudėtingesnius dizainus.

Iš kokių medžiagų efektyviai gali pjaustyti CNC lazerio pjaustymo įrenginiai?

CNC lazerio pjaustymo įrenginiai efektyviai pjausto laidžias metalines medžiagas, tokias kaip nerūdijantis plienas, aliuminis ir minkštasis plienas iki 8 mm storio. Jie susiduria su sunkumais pjaustydamami labai atspindinčias medžiagas, tokiomis kaip varis ir bronzos.

Kaip lazerio pjaustymo įrenginiai išlaiko efektyvumą plonesnėms medžiagoms?

Lazerio pjaustymo įrenginiai išlaiko efektyvumą plonesnėms medžiagoms pasiekdami greitį apie 200 colių per minutę, sumažindami medžiagos švaistymą dėl siaurų pjaunamų plyšių pločio ir mažindami poreikį papildomam apdorojimui dėl bepjaustalinių pjūvių.

Kodėl kai kurios dirbtuvės teiktų pirmenybę plazmos pjaustymui?

Kai kurios dirbtuvės teikia pirmenybę plazmos pjaustymui dėl jos gebėjimo apdoroti labai storus medžiagų, pvz., 150 mm minkštojo plieno plokštes. Nepaisant žemesnės kraštų kokybės, šis metodas yra pageidaujamas didelės apimties darbams su storomis metalinėmis detalėmis.