Řezání vláknovým laserem VS tradiční řezání kovů

Laserový řezací stroj je součástí průmyslových provozů od 60. let 20. století. S rozvojem laserové technologie se vysoká přesnost, vysoká rychlost a všestrannost staly hlavními výhodami procesu řezání laserem, díky čemuž se řezání laserem stává stále důležitějším v průmyslové oblasti. Před technologií řezání vláknovým laserem existovala řada tradičních procesů řezání kovů, z nichž každý hrál důležitou roli v různých oblastech se svými vlastními charakteristikami. Jak tedy postupně dospívá vývoj technologie řezání vláknovým laserem, jak vybrat vhodné řezací zařízení, když čelíme projektům řezání kovů? Je zde představena pokročilá technologie řezání vláknovým laserem a ve srovnání s dalšími třemi hlavními tradičními procesy řezání kovů. Když porozumíte charakteristikám těchto procesů řezání kovů, můžete si vybrat správný řezný nástroj pro svůj projekt.

Pochopení technologie řezání laserem Fiebr

Řezání vláknovým laserem je technologie, která využívá vysoce výkonný laser pro přesné řezání kovových materiálů. Získal si popularitu díky své přesnosti, rychlosti a všestrannosti. Než jej porovnáme s jinými tradičními procesy obrábění kovů, pojďme nejprve porozumět tomuto pokročilému procesu. Zde jsou některé klíčové aspekty, které vám pomohou pochopit technologii řezání vláknovým laserem:

Jak funguje řezání vláknovým laserem?

Vláknové laserové generátory zesilují paprsek pomocí speciálně navržených skleněných vláken, která sbírají energii z diod pumpy. Když tento výkonný laser dopadne na povrch materiálu, vysoce intenzivní světlo je absorbováno a přeměněno na teplo, které roztaví povrch. Vysokorychlostní proud vzduchu paralelně s laserovým paprskem se používá k odfouknutí roztaveného materiálu, čímž dojde k řezání obrobku.
První bod kontaktu vláknového laserového paprsku s materiálem musí být intenzivnější než následné interakce, protože tento první kontakt musí materiál spíše prorazit, než jej jednoduše rozříznout, což vyžaduje použití vysoce výkonných pulzních paprsků. Stroje na řezání vláknovým laserem obvykle používají technologii počítačového numerického řízení, která umožňuje přijímat řezná data z počítačem podporovaného konstrukčního pracoviště. Tyto techniky pomáhají ovládat povrch materiálu nebo samotný laser, aby se vytvořil specifický vzor nebo design.

Jaké materiály lze zpracovat procesem řezání vláknovým laserem?

Vláknový laserový řezací stroj je známá svou vysokou účinností a všestranností zejména při řezání různých kovových materiálů. Vysoká hustota výkonu vláknového laserového řezacího stroje dokáže přesně a rychle řezat tyto kovy:

Nerezová ocel: Vláknový laser může řezat různé třídy nerezové oceli s vynikající kvalitou hran a minimálním tepelným zkreslením, běžně používaným v automobilovém, leteckém a stavebním průmyslu.
Měkká ocel: Řezání vláknovým laserem je ideální pro plechy a plechy z měkké oceli různých tlouštěk, běžně používané v různých konstrukčních aplikacích a obecné výrobě.
Hliník: Proces řezání vláknovým laserem je ideální pro řezání hliníkových plechů a slitin, které se často používají v leteckých a automobilových aplikacích.
Měď: Měď je vysoce vodivý kov, který lze efektivně řezat pomocí generátoru vláknového laseru, díky čemuž je vhodný pro výrobu a zpracování elektrických součástek, trubek a dekorativních součástek.
Mosaz: Vláknové lasery mohou přesně řezat mosaz, kovovou slitinu známou pro své dekorativní aplikace.
Galvanizovaná ocel: Vláknové laserové generátory mohou řezat pozinkovanou ocel běžně používanou ve stavebnictví a výrobě.
Titan: Vláknové laserové generátory mohou řezat titan, lehký, ale pevný kov používaný v leteckém a lékařském průmyslu.
Jiné kovové slitiny: Proces řezání vláknovým laserem je schopen řezat různé kovové slitiny používané ve specializovaných aplikacích, čímž se rozšiřuje jejich použití v různých průmyslových odvětvích.

Jaké jsou tradiční procesy řezání kovů?

Předtím, než byla široce používána technologie řezání vláknovým laserem, bylo základem výroby několik tradičních procesů řezání kovů. Zde jsou tři běžné tradiční techniky řezání kovů.

Plazmové řezání

Plazmové řezání je proces tepelného řezání, který využívá plazmový oblouk k tavení a řezání kovu. Proces zahrnuje použití vysokorychlostního proudu ionizovaného plynu (plazmy) na obrobek, čímž se vytvoří kontrolovaný a soustředěný řezný oblouk. Plazmový řezací systém se skládá z plazmového řezacího hořáku vybaveného tryskou, kterou je směrován plazmový paprsek. Hořák také obsahuje elektrodu a vírový prstenec, který pomáhá řídit a stabilizovat plazmový oblouk. Plazmové řezání se široce používá k řezání různých vodivých materiálů, včetně oceli, nerezové oceli, hliníku, mědi a dalších kovů.

Řezání vodním paprskem

Řezání vodním paprskem je proces obrábění, který využívá vysokotlaký proud vody nebo směsi vody a abrazivního materiálu k řezání různých materiálů. Tato technika se často používá pro přesné řezání materiálů, které mohou být citlivé na vysoké teploty generované jinými metodami, jako je řezání laserem nebo plazmou. Existují dva hlavní typy řezání vodním paprskem:

Řezání čistým vodním paprskem: Tato metoda využívá soustředěný proud vody k řezání měkčích materiálů, jako je pryž, pěna a některé plasty. Řezání čistým vodním paprskem je ideální pro materiály, které nevyžadují přidanou řeznou sílu abrazivních částic.
Řezání abrazivním vodním paprskem: Při tomto procesu jsou abrazivní částice (obvykle granát) smíchány s proudem vody, aby se zvýšila řezná síla. To umožňuje abrazivním vodním paprskům řezat i tvrdší materiály, jako je kov, kámen, keramika a kompozity. Abrazivní částice ve vodním paprsku slouží k erozi a prořezávání materiálu. V tomto článku hovoříme o tomto typu abrazivního řezání vodním paprskem pro řezání kovů.

Mezi základní součásti systému řezání vodním paprskem patří vysokotlaké čerpadlo, tryska, směšovací komora (pro abrazivní vodní paprsky) a systém CNC (Computer Numerical Control). CNC systém řídí pohyb trysky vodního paprsku tak, aby sledovala konkrétní řeznou dráhu a vytvořila přesné a složité tvary.

Řezání plamenem

Řezání plamenem, také známé jako kyslíko-palivové řezání, je proces tepelného řezání, který využívá teplo generované spalováním plynu a kyslíku k řezání kovu. Je zvláště vhodný pro řezání železných kovů a lze jej použít ručně nebo s CNC systémem pro automatické řezání. Proces řezání plamenem zahrnuje následující kroky:

Předehřívání: Kov se předehřeje na teplotu těsně pod jeho bodem tání. To se provádí nasměrováním plamene na kovový povrch. Předehřev snižuje množství kyslíku potřebného pro proces řezání.
Řezání: Jakmile je kov dostatečně předehřátý, je na předehřátý kov směrován proud kyslíku. Vysokotlaký proud kyslíku reaguje s kovem za vzniku oxidu železa nebo strusky. Exotermická reakce uvolňuje další teplo a taví kov. Roztavený kov je pak odfouknut silou proudu kyslíku, čímž vznikne řez.

Řezání vláknovým laserem VS tradiční procesy řezání kovů

Řezání vláknovým laserem a tradiční procesy řezání kovů, jako je plazmové řezání, řezání vodním paprskem a metody řezání plamenem, mají výrazné rozdíly, pokud jde o náklady, efektivitu, přesnost a rozsah použití. Zde je srovnání mezi řezáním vláknovým laserem a tradičními procesy řezání kovů:

Princip fungování

Řezání vláknovým laserem: Tento proces zahrnuje použití vysoce výkonného laserového paprsku generovaného zdrojem vláknového laseru. Laserový paprsek je zaostřen a nasměrován na materiál, který má být řezán, tavením nebo odpařováním podél předem stanovené řezné dráhy.
Plazmové řezání: Zahrnuje použití vysokorychlostního proudu ionizovaného plynu (plazmy) k roztavení a odstranění materiálu. Plazma vzniká průchodem elektrického oblouku plynem.
Řezání vodním paprskem: Řezání vodním paprskem využívá k řezání materiálů vysokotlaký proud vody (někdy smíchaný s abrazivním materiálem, jako je granát). Abrazivní vodní paprsek může proříznout širokou škálu materiálů spíše erozí než tavením.
Řezání plamenem: Využívá vysokoteplotní plamen (typicky kyslíko-palivový) k zahřátí materiálu na bod vznícení. Proud kyslíku je pak směrován na zahřátý materiál, což způsobí jeho oxidaci a odfouknutí jako struska.

Materiálová kompatibilita

Řezání vláknovým laserem: Všestranné a vhodné pro řezání široké škály materiálů, včetně kovů, jako je ocel, hliník, měď a mosaz. Je zvláště účinný pro tenké až středně silné kovy.
Plazmové řezání: Vhodné pro různé vodivé materiály, včetně železných a neželezných kovů. Je zvláště účinný pro řezání silných materiálů.
Řezání vodním paprskem: Všestranné a může řezat širokou škálu materiálů, včetně kovů, plastů, kompozitů, kamene, skla a keramiky.
Řezání plamenem: Běžně se používá pro řezání silnějších kovů, zejména uhlíkové oceli. Méně efektivní pro řezání neželezných kovů, jako je hliník a nerezová ocel.

Schopnost přesnosti

Řezání vláknovým laserem: Nabízí vysokou přesnost a přesnost, zejména pro složité a detailní řezy. Zaostřený laserový paprsek umožňuje jemnou kontrolu nad procesem řezání, umožňuje jemné tolerance a vytváří hladké hrany.
Plazmové řezání: Obecně poskytuje dobrou přesnost, ale kvalita řezu nemusí být tak vysoká jako u laserového řezání, zejména pokud jde o hladkost hran a detaily.
Řezání vodním paprskem: Poskytuje dobrou přesnost, zejména u silnějších materiálů, ale přesnost může být ovlivněna faktory, jako je tloušťka materiálu a rychlost řezání.
Řezání plamenem: Obecně poskytuje nižší přesnost ve srovnání s řezáním laserem. Nejlépe se hodí pro aplikace, kde přesnost není kritickým požadavkem, jako například při výrobě konstrukční oceli.

Rychlostní schopnost

Řezání vláknovým laserem: Obecně rychlejší než mnoho tradičních metod, zejména u tenkých až středně silných materiálů. Rychlost řezání laserem je ovlivněna faktory, jako je výkon laseru a typ materiálu.
Plazmové řezání: I když může být rychlé, zejména u silných materiálů, může mít plazmové řezání ve srovnání s laserovým řezáním omezení z hlediska rychlosti.
Řezání vodním paprskem: Pomalejší než řezání laserem, zejména u silných materiálů. Řezná rychlost může být ovlivněna faktory, jako je typ materiálu a tloušťka.
Řezání plamenem: Pomalejší ve srovnání s řezáním laserem, zejména u silnějších materiálů. Rychlost řezání se může lišit v závislosti na tloušťce materiálu.

Schopnost tloušťky

Řezání vláknovým laserem: Efektivní pro tenké i tlusté materiály, ale může mít omezení v extrémně silných částech.
Plazmové řezání: Dobře známé pro svou schopnost řezat tlusté kovy, což z něj činí preferovanou volbu pro aplikace vyžadující vysoký řezný výkon.
Řezání vodním paprskem: Dokáže efektivně řezat tlusté kovy, ale konkrétní schopnosti budou záviset na vlastnostech materiálu. Silnější materiály mohou vyžadovat nižší řezné rychlosti, aby se zajistilo správné pronikání.
Řezání plamenem: Omezené z hlediska materiálů a je nejúčinnější pro řezání tlusté uhlíkové oceli.

Tepelně ovlivněná zóna (HAZ)

Řezání vláknovým laserem: Vytváří menší tepelně ovlivněnou zónu ve srovnání s tradičními metodami, čímž se minimalizuje riziko deformace nebo deformace materiálu.
Plazmové řezání: Obecně má za následek větší HAZ, což může ovlivnit vlastnosti materiálu, zejména u tenčích částí.
Řezání vodním paprskem: Zanechává hladký okraj, ale řez se může mírně zužovat. Proces je považován za řezání za studena, což má za následek minimální tepelně ovlivněné zóny.
Řezání plamenem: Vytváří větší tepelně ovlivněnou zónu, což může vést k výraznějšímu tepelnému zkreslení.

Provozní náklady

Řezání vláknovým laserem: Toto může mít vyšší počáteční investiční náklady, ale obecně nižší provozní náklady z dlouhodobého hlediska díky energetické účinnosti a minimálnímu spotřebnímu materiálu.
Plazmové řezání: Obvykle má nižší počáteční náklady, ale může vyvolat vyšší průběžné náklady na spotřební materiál, jako jsou elektrody a plyny.
Řezání vodním paprskem: Toto může být z hlediska provozních nákladů dražší, zejména kvůli vysokotlakému vodnímu čerpadlu a abrazivnímu materiálu.
Řezání plamenem: Nižší počáteční investice, ale provozní náklady mohou být vyšší kvůli spotřebě palivových plynů.

Shrnout

Jako vysoce pokročilý řezný nástroj jsou stroje na řezání vláknovým laserem oblíbené pro svou přesnost, rychlost a všestrannost na různých materiálech a tloušťkách a začaly postupně nahrazovat tradiční zařízení na řezání kovů v mnoha oborech. To však neznamená, že tradiční řezací procesy zcela ztratí trh. Každá metoda má své vlastní oblasti výhod.
Řezání vláknovým laserem má tendenci vynikat přesností, rychlostí a univerzálností pro tenké až středně silné materiály, řezání plazmou je vhodné pro zpracování tlustých kovových obrobků, které nevyžadují vysokou přesnost, řezání vodním paprskem je vhodné pro zpracování obrobků, které vyžadují minimální tepelně ovlivněnou zónu, a řezání plamenem může být vhodnější pro tlustší profily z uhlíkové oceli. Při použití technologie řezání vláknovým laserem jsou často faktory, které společnosti oceňují, účinnost a přesnost. Při použití tradičních řezných procesů není přesnost hlavním hlediskem a důležitou roli hrají úvahy o nákladech. Nakonec výběr mezi nimi závisí na konkrétních požadavcích, typu materiálu a rozpočtových úvahách.
Na AccTek Laser, poskytujeme uživatelům různé typy zařízení pro řezání vláknovým laserem, včetně strojů na řezání kovových desek laserem, strojů na řezání trubek laserem a strojů na řezání desek a trubek laserem s možnostmi výkonu od 1KW-30KW. Existuje také mnoho volitelného příslušenství, které splňuje potřeby řezání v různých aplikačních scénářích. Chcete-li se dozvědět více o řešeních řezání vláknovým laserem, kontaktujte nás ještě dnes.

Laserové zařízení

Kontaktní informace

Získejte laserová řešení