Cięcie laserowe a cięcie plazmowe: co jest lepsze

Cięcie laserowe vs cięcie plazmowe: co jest lepsze

Kiedy ludzie przychodzą do nas z projektami, często słyszymy pytanie: „Czy powinienem używać cięcia laserowego czy plazmowego w obróbce metali?”. Jako firma zajmująca się maszynami do obróbki metali posiadamy wiedzę i know-how, aby zapewnić profesjonalne doradztwo w oparciu o budżet, potrzeby i ostateczny projekt. Poświęćmy teraz chwilę, aby porozmawiać o różnicy między laserowym cięciem metalu a cięciem plazmowym oraz o tym, w jakich projektach będziemy używać tych technik.

Jak oni pracują?

Zanim dowiemy się więcej o różnicy między cięciem laserowym a cięciem plazmowym, przyjrzyjmy się, jak one działają.

Co to jest cięcie laserowe?

Cięcie laserowe to technika, która wykorzystuje laser do cięcia materiału, zwykle w zastosowaniach związanych z produkcją przemysłową. Osiąga się to poprzez ukierunkowanie mocy wyjściowej najpopularniejszych laserów dużej mocy. Optyka laserowa i CNC (Computer Numerical Control) służą do kierowania wiązki laserowej na materiał. Wiązka o dużej mocy szybko się nagrzewa, topi i częściowo odparowuje metal lub jest wydmuchiwana przez strumień gazu, pozostawiając krawędź o wysokiej jakości wykończeniu powierzchni. Produkujemy wycinarki laserowe do cięcia materiałów płaskich oraz materiałów konstrukcyjnych i rurowych.
Cięcie laserowe zawsze było uważane za bezpieczny, wydajny i niezawodny proces cięcia. W maszynach do cięcia laserowego wykorzystywane są lasery sterowane komputerowo o dużej mocy, a głównym elementem jest laser światłowodowy wyposażony w takie pierwiastki, jak erb, tul i dysproz. W przypadku stosowania azotu, tlenu lub sprężonego powietrza lasery światłowodowe mogą ciąć różne metale z dużą precyzją. Wycinarki laserowe są na ogół wszechstronne i mogą być używane do różnych zadań.

Co to jest cięcie plazmowe?

Cięcie plazmowe to tania metoda cięcia, która zapewnia dużą szybkość i precyzję procesu topienia. Tutaj strumień zjonizowanego gazu jest używany do stopienia i usunięcia materiału z cięcia. Typowe materiały cięte palnikiem plazmowym to stal, stal nierdzewna, aluminium, mosiądz i miedź, ale można również ciąć inne metale przewodzące. Przecinarki plazmowe są powszechnie stosowane w warsztatach produkcyjnych, naprawach i renowacji samochodów, budynkach przemysłowych i nie tylko. Podobnie jak wycinarki laserowe, przecinarki plazmowe ostatecznie tną metal poprzez jego topienie.
Przecinarki plazmowe to jedne z najbardziej delikatnych i wszechstronnych narzędzi do łatwego cięcia ciężkich i grubych materiałów. Cięcie plazmowe polega na przetłaczaniu sprężonego powietrza i gazów obojętnych, takich jak wodór i azot, przez cienką dyszę z dużą prędkością. Połączenie gazów, dużej prędkości i obszarów skoncentrowanego ciśnienia tworzy plazmę, która jest zjonizowanym gazem przewodzącym prąd elektryczny.

Cięcie laserem światłowodowym VS Cięcie plazmowe

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania przemysłu niższego szczebla i spadkiem kosztów laserów dużej mocy, zapotrzebowanie na zastosowania cięcia laserowego wykazywało w ostatnich latach oznaki szybkiego wzrostu.
Z jednej strony cięcie plazmowe jest podatne na duże odkształcenia przy cięciu blachy o grubości poniżej 6 mm i wymaga dużej dokładności cięcia.
Z drugiej strony cięcie laserowe ma oczywiste zalety procesowe, zwłaszcza w przypadku materiałów o wysokiej temperaturze topnienia, stopów żaroodpornych, stopów supertwardych, materiałów półprzewodnikowych, materiałów niemetalicznych i materiałów kompozytowych.

Porównanie cięcia laserem światłowodowym i cięcia plazmą
Przedmiot	Cięcie laserem światłowodowym	Cięcie plazmowe
Zasada	Wiązka laserowa o dużej gęstości mocy służy do skanowania powierzchni materiału, podgrzania materiału do tysięcy do dziesiątek tysięcy stopni Celsjusza w bardzo krótkim czasie, stopienia lub zgazowania materiału, a następnie wydmuchania stopionego lub zgazowanego materiału z dala od szczelina z gazem pod wysokim ciśnieniem.	Z tlenem lub azotem jako gazem roboczym oraz wysokotemperaturowym i szybkim łukiem plazmowym jako źródłem ciepła, cięty metal jest lokalnie topiony, a jednocześnie stopiony metal jest wydmuchiwany przez szybki przepływ powietrza tworząc wąską szczelinę.
Materiał	Materiały metalowe, specjalne materiały metalowe, materiały niemetaliczne	Stal węglowa, stal nierdzewna, aluminium, miedź, żeliwo i inne materiały metalowe
Grubość cięcia	Płyta średnio cienka	Płyta średnio gruba
Dokładność cięcia	Obróbka wykańczająca (w granicach 0,2 mm)	Obróbka zgrubna (do 1mm)
Szerokość szczeliny	Bardzo mały (0,2-0,3 mm)	Mały
Strefa wpływu ciepła	Bardzo mały (szerokość 0,1 mm)	Mały
Deformacja płyty	Bardzo mały	Mały

Gdy cięcie laserowe zastępuje niektóre funkcje wykrawania, późniejsze operacje gięcia nie mogą być zakończone. Dlatego, gdy klienci kupują maszynę do cięcia laserowego, często muszą kupić giętarkę.

Aplikacja

Cięcie plazmowe nadaje się do cięcia różnych materiałów metalowych, głównie do cięcia średnich i grubych blach. Zaletą cięcia plazmowego jest duża prędkość cięcia, wąski rowek tnący, niewielka powierzchnia wpływu ciepła, niewielkie odkształcenia oraz niskie koszty eksploatacji. Wadą cięcia plazmowego jest kąt 0,5~1,5° na przekroju pionowym oraz utwardzone cięcie.
Cięcie laserowe stosuje się głównie do cięcia średnich i cienkich blach, a zakres cięcia materiałów jest bardzo szeroki (metale, niemetale, ceramika, szkło itp.). Ponieważ laser ma cechy wysokiego kierunku, wysokiej jasności i dużej intensywności, prędkość cięcia laserowego jest duża, dokładność przetwarzania jest wysoka, szew tnący jest bardzo wąski i nie jest wymagana żadna dodatkowa obróbka.
Ogólnie rzecz biorąc, zakres materiałów, które można ciąć laserem, jest szerszy niż w przypadku plazmy; w przypadku cięcia cienkich blach zalety cięcia laserowego są bardziej oczywiste; pod względem kosztów cięcie plazmowe jest znacznie tańsze niż cięcie laserowe.

Bezpieczeństwo

Zarówno plazma, jak i maszyny do cięcia laserowego wymagają specjalnych urządzeń do bezpiecznego działania. Chociaż przecinarki plazmowe wymagają osobistego wyposażenia ochronnego chroniącego przed odblaskami, hałasem i gazami, technologia ta nie wymaga specjalistycznych przekładni ani osłon ochronnych wokół całego systemu, jak to czasami ma miejsce w przypadku laserów.

Koszt zaczęcia biznesu

Jeśli szukasz najlepszego warsztatu produkującego metale, nie możesz pokonać plazmy, jeśli chodzi o początkową inwestycję. Koszt zakupu większości przecinarek plazmowych CNC o jakości warsztatowej waha się od $50 000 do $100 000, w zależności od typu i wielkości maszyny oraz jej możliwości. Jednocześnie lasery są znacznie droższe. Podczas gdy używane wycinarki laserowe mogą czasami kosztować około $250 000, nowa maszyna często może kosztować ponad $300 000, a czasem nawet $1 milion. Jeśli chodzi o koszt lasera i plazmy, plazma jest zdecydowanie najtańszą inwestycją początkową.

Koszty operacyjne

W zakresie cięcia blach średnich i grubych koszt cięcia laserem jest znacznie niższy niż cięcia plazmą. Cięcie plazmowe jest jedną z głównych metod cięcia w zakresie blach grubych. Istnieją dwa powody, dla których cięcie laserowe kosztuje mniej niż cięcie plazmowe:

Istnieje niewiele urządzeń pomocniczych i personelu pomocniczego do cięcia laserowego, a koszt stały jest znacznie zmniejszony.
Wydajność cięcia laserowego jest wyższa.

Biorąc za przykład cięcie płyty ze stali węglowej o grubości 30 mm, koszt operacyjny cięcia laserowego o mocy 12 kW wynosi 3,05 juana/metr, koszt operacyjny cięcia laserowego o mocy 20 kW wynosi 1,32 juana/metr, a koszt operacyjny cięcia plazmowego (300 A) wynosi 3,13 juana/metr. Wśród nich cięcie laserowe o mocy 20 kW pozwala zaoszczędzić 57,81 TP3 ton kosztów operacyjnych niż cięcie plazmowe (300 A), co ma znaczną przewagę kosztową.
Koszt cięcia jest obliczany na podstawie ceny w Chinach, a cena może się różnić w różnych krajach i regionach.

Porównanie kosztów między cięciem laserowym a cięciem plazmowym
Pozycja kosztów	Cięcie laserowe (12 kW)	Cięcie laserowe (20KW)	Cięcie plazmowe (300A)
Wrażliwe części sprzętu (yuan/godz.)	5	5	70 (elektroda, dysza, pierścień wirowy itp.)
Średnie zużycie energii przez sprzęt (yuan/godz.)	60	80	80
Zużycie tlenu (yuan/godz.)	10 (grubość blachy > 20mm)	10 (grubość blachy > 20mm)	12
Manipulacja (1 osoba) + Polerowanie (2 osoby)	0	0	60
Wiercenie/Pozycjonowanie/Transfer (3 osoby + sprzęt)	0	0	60
Stały koszt (yuan/godz.)	65 (75)	85 (95)	282
Prędkość cięcia (stal węglowa 14 mm)	4m/min	6 m/min	3,4 m/min
Koszt operacyjny na metr	65/60/4 m = 0,27 juana/m	85/60/6 m = 0,24 juana/m	282/60/3,4 mln = 1,38 juanów/m
Prędkość cięcia (stal węglowa 30 mm)	0,41 m/min	1,2 m/min	1,5 m/min
Koszt eksploatacji za metr	75/60/0,41 m = 3,05 juanów/m	95/60/1,2 m = 1,32 juana/m	282/60/1,5m = 3,13 juanów/m

Zalety i wady cięcia plazmowego

Jako powszechna metoda cięcia, cięcie plazmowe ma również swoje zalety i wady.

Korzyść

W procesie cięcia blach średnich i grubych można osiągnąć bardzo duże prędkości cięcia, znacznie większe niż w przypadku cięcia laserowego i płomieniowego. Początkowa inwestycja w sprzęt maszyny do cięcia plazmowego jest niższa niż w przypadku maszyny do cięcia laserowego, ale koszt konserwacji na późniejszym etapie jest nieco wyższy.

Niedogodności

Słaba pionowość powierzchni cięcia: Po jednej stronie powierzchni cięcia będzie większa ścięta krawędź, a pionowość jest słaba.
Generuje więcej żużlu: żużel jest wytwarzany na dnie ciętej powierzchni podczas procesu cięcia. Aby nie wpływać na jakość późniejszego procesu, żużel ten musi być usunięty przez szlifowanie, co również zwiększa koszty pracy.
Generuje szkodliwy gaz i światło łuku: Zasada cięcia plazmowego określa szkodliwy pył i światło łuku, które będą generowane podczas procesu cięcia. Jednak w celu uniknięcia tej wady zastosowano również podwodne cięcie plazmowe.
Zużywaj więcej dysz: cięcie plazmowe zużywa więcej dysz na późniejszym etapie, a koszt jest wysoki.

Zalety i wady cięcia laserowego

W porównaniu z ogólnymi metodami cięcia, maszyny do cięcia laserowego mają pewne oczywiste zalety i wady.

Korzyść

Precyzyjne krawędzie: Podczas cięcia tradycyjnymi metodami, takimi jak ostrza, często widoczne są zadziory lub szorstkie powierzchnie, które należy wypolerować i wygładzić. W przypadku cięcia laserowego nie stanowi to problemu.
Duża prędkość cięcia: prędkość cięcia cienkiej blachy może osiągnąć 10 m/min, czyli znacznie szybciej niż cięcie plazmowe.
Dobra jakość cięcia: małe odkształcenia, mała chropowatość powierzchni, małe nachylenie krawędzi skrawającej.
Wysoka precyzja: wiązka lasera nie zużywa się. Poprawia to dokładność. Ponadto, ze względu na rozmiar typowych laserów i fakt, że są one kierowane przez wysokowydajne komputery, umożliwia to tworzenie złożonych projektów, które w innym przypadku nie byłyby możliwe. Dokładność pozycjonowania może osiągnąć 0,05 mm, a dokładność repozycjonowania może osiągnąć 0,02 mm.
Szeroka gama materiałów do cięcia: Oprócz cięcia metalu może również ciąć drewno, tworzywa sztuczne, gumę, PCV, skórę, tekstylia, pleksi itp.
Low maintenance: Traditional cutting methods require routine maintenance and blade sharpening. Lasers do not require this maintenance and can operate for extended periods without maintenance.
Maksymalna wydajność: niezależnie od tego, czy tworzysz prototypy, czy przechodzisz do produkcji na pełną skalę, lasera nie trzeba regulować ani przerabiać. Pozwala to na optymalną wydajność w czasie produkcji.
Szybka konfiguracja: Czas konfiguracji do cięcia laserowego jest stosunkowo krótki w porównaniu z innymi technikami cięcia metalu. O wiele łatwiej jest również wprowadzać korekty, gdy wymagana jest produkcja na zamówienie.

Niedogodności

Wysoki koszt.
Zarówno początkowa inwestycja, jak i późniejsza konserwacja wymagają wyższych kosztów.
Cięcie laserowe jest bardziej opłacalne przy cięciu cienkich blach, ale przy cięciu grubych blach wydajność cięcia jest niska, a cięcie laserowe nie jest odpowiednie, chyba że wymagania jakościowe są wysokie.

Porównanie cięcia laserowego i cięcia plazmowego

Lasery są zazwyczaj droższe w eksploatacji, ale oferują poziom szczegółowości, którego nie zapewnia cięcie plazmowe. Dlatego lasery świetnie nadają się do grawerowania detali lub wycinania małych kształtów z metalu, podczas gdy plazma jest lepsza do prostszych cięć.
Przecinarki plazmowe mogą przecinać grubsze arkusze metalu. Ogólnie rzecz biorąc, przecinarka plazmowa może ciąć metal o grubości do 1,5 cala. Z drugiej strony lasery mogą przecinać aluminium o grubości pół cala, stal nierdzewną o grubości trzech czwartych cala i stal o grubości jednego cala.
Plazma może ciąć tylko materiały przewodzące prąd elektryczny, podczas gdy lasery były używane do cięcia drewna, plastiku, szkła i innych materiałów. Dzieje się tak, ponieważ plazma wykorzystuje gaz przewodzący elektryczność do tworzenia nacięć, a nie wiązkę światła optycznego.
Lasery nie mogą ciąć materiałów silnie odbijających światło, takich jak miedź, więc cięcie plazmowe może być najlepszą opcją dla takich materiałów. Jednak plazma może przeciąć każdy przewodzący metal, niezależnie od powierzchni.
Cięcie laserowe ma węższą tolerancję wynoszącą zaledwie 0,002 cala, dzięki czemu idealnie nadaje się do precyzyjnych cięć lub części, które mają skomplikowane nacięcia.
Zarówno wycinarki laserowe, jak i plazmowe w naszym sklepie wykorzystują CNC, komputerowe sterowanie numeryczne do sterowania maszynami. Oznacza to, że Twój projekt może zostać zrealizowany szybko i dokładnie.

Zalety cięcia laserem światłowodowym w porównaniu z cięciem plazmowym
Przedmiot	Cięcie laserem światłowodowym	Cięcie plazmowe	Zalety lasera światłowodowego
Dokładność pozycjonowania	0,14 mm	0,4 mm	Wysoka celność
Prostopadłość przekroju	0,2 mm (40 mm)	5mm (40mm)	Nie wymaga wykończenia
Szerokość szczeliny	0,2-1,5 mm	2-5mm	Oszczędzaj materiały
Zarezerwowana krawędź i wspólna krawędź	3-4mm	10 mm	Oszczędzaj materiały
Strefa wpływu ciepła	0,1-0,4 mm	0,5-2,0 mm	Małe odkształcenie
Jakość sekcji	Doskonałe, mniej wiszącego żużla	Normalna	Nie wymaga szlifowania
Prędkość cięcia (w granicach 20 mm)	Bardzo szybki	Normalna	Wysoka wydajność produkcji
Wytnij mały otwór	Współczynnik głębokości średnicy: 10-20%	Nie można wyciąć otworu	Zapisz wiertarkę i prześlij
Fazowanie	Fazowanie	Generalnie nie	Oszczędność maszyny do fazowania
Środowisko pracy	Czysty	Dym wypełnił dom	Ochrona zdrowia i środowiska

Maszyna do cięcia laserem dużej mocy

The popularity of high-power lasers has made laser-cutting equipment break through the thickness limit. Before 2015, sales of high-power lasers were extremely low, and the application of laser cutting was long limited by thickness. It is traditionally believed that flame cutting can cut the widest range of plate thicknesses, and a speed above 50mm has obvious advantages. It is suitable for thick and extra-thick plates that do not require high processing accuracy. Plasma cutting has obvious speed advantages in the range of 30-50mm and is not suitable for processing very thin plates (<2mm). Laser cutting mostly uses kilowatt-level lasers, which have obvious advantages in speed and accuracy below 10mm.
W ostatnich latach, wraz ze stopniową popularyzacją laserów dużej mocy, urządzenia do cięcia laserowego stopniowo penetrowały rynek średnich i ciężkich urządzeń do cięcia blach. Wraz ze wzrostem mocy rośnie również grubość cięcia i wydajność maszyny do cięcia laserowego. Według statystyk, maszyna do cięcia laserem o mocy 20 kW przekroczyła optymalną grubość cięcia stali miękkiej i stali nierdzewnej odpowiednio do 50 mm i 40 mm.
Biorąc pod uwagę, że blacha stalowa jest ogólnie podzielona na cienką blachę (<4 mm), średnią blachę (4-20 mm), grubą blachę (20-60 mm) i bardzo grubą blachę (> 60 mm) w zależności od grubości. Maszyna do cięcia laserowego o mocy 10 kW była w stanie ciąć średnie płyty i większość grubych płyt, a scenariusze zastosowań sprzętu do cięcia laserowego nadal obejmują obszar średnich płyt. Oprócz zwiększenia górnej granicy grubości ciętego materiału, duża moc lasera sprawia również, że wydajność cięcia stale się poprawia. Na przykład podczas cięcia stali miękkiej o grubości 50 mm wycinarka laserowa o mocy 30 000 W może być 88% bardziej wydajna niż wycinarka o mocy 20 000 W.

Zalety maszyny do cięcia laserem światłowodowym o dużej mocy
Grubość	15KW (m/min)	20KW (m/min)	30KW (m/min)	Poprawa wydajności (30kW powyżej 20kW)
8	11	15	22	47%
10	8	11	17	55%
14	5	6	7.5	25%
20	1.5	2.5	4.5	80%
30	0.9	1.2	1.6	33%
40	0.35	0.6	1	67%
50	0.2	0.4	0.75	88%

Wniosek

So which is better, plasma or laser? While the ultimate answer depends on the material you’re cutting, the type of cuts you’ll be making, and your budget, for most metalworking, laser cutting machines are the clear winner. Lasers can cut all types of metals and non-metals quickly, with high quality and precision, not to mention the continued price drop of laser cutters in recent years. You can’t beat a laser for a great cut with great value and precision. If you’re ready to investigate which laser cutter is best for your requirements, give us a call today. Our team of experts will guide you through your selections and find the ideal machine for your store so you can build great products.

Sprzęt laserowy

Informacje kontaktowe

Uzyskaj rozwiązania laserowe