Волоконный лазер против традиционной резки металла

Станок для лазерной резки участвует в промышленной деятельности с 1960-х годов. С развитием лазерных технологий высокая точность, высокая скорость и универсальность стали ведущими преимуществами процесса лазерной резки, что делает лазерную резку все более важной в промышленной сфере. До появления технологии волоконной лазерной резки существовало множество традиционных процессов резки металла, каждый из которых играл важную роль в различных областях со своими характеристиками. Итак, по мере постепенного развития технологии волоконной лазерной резки, как нам выбрать подходящее режущее оборудование при реализации проектов резки металла? Здесь представлена передовая технология резки волоконным лазером по сравнению с тремя другими основными традиционными процессами резки металла. Понимая особенности этих процессов резки металла, вы можете выбрать правильный режущий инструмент для своего проекта.

Понимание технологии волоконной лазерной резки

Волоконная лазерная резка — это технология, в которой используется мощный лазер для точной резки металлических материалов. Он завоевал популярность благодаря своей точности, скорости и универсальности. Прежде чем сравнивать его с другими традиционными процессами резки металла, давайте сначала разберемся в этом продвинутом процессе. Вот некоторые ключевые аспекты, которые помогут вам понять технологию резки волоконным лазером:

Как работает волоконная лазерная резка?

Генераторы волоконных лазеров усиливают луч с помощью специально разработанных стеклянных волокон, которые собирают энергию от диодов накачки. Когда этот мощный лазер попадает на поверхность материала, высокоинтенсивный свет поглощается и преобразуется в тепло, которое расплавляет поверхность. Высокоскоростной поток воздуха, параллельный лазерному лучу, используется для выдувания любого расплавленного материала, тем самым разрезая заготовку.
Первая точка контакта луча волоконного лазера с материалом должна быть более интенсивной, чем последующие взаимодействия, поскольку этот первый контакт должен пробить материал, а не просто разрезать его, что требует использования мощных импульсных лучей. Обычно в станках для резки волоконным лазером используется технология компьютерного числового управления, которая позволяет получать данные резки с рабочей станции автоматизированного проектирования. Эти методы помогают контролировать поверхность материала или сам лазер для создания определенного рисунка или рисунка.

Какие материалы можно обрабатывать с помощью процесса резки волоконным лазером?

Волоконно-лазерная резка известен своей высокой эффективностью и универсальностью, особенно при резке различных металлических материалов. Высокая плотность мощности станка для лазерной резки позволяет точно и быстро резать следующие металлы:

Нержавеющая сталь. Волоконный лазер может резать различные марки нержавеющей стали с превосходным качеством кромок и минимальными тепловыми искажениями, обычно используемыми в автомобильной, аэрокосмической и строительной промышленности.
Мягкая сталь: волоконная лазерная резка идеально подходит для листов и пластин из мягкой стали различной толщины, обычно используемых в различных конструкциях и общем производстве.
Алюминий: процесс резки волоконным лазером идеально подходит для резки алюминиевых листов и сплавов, часто используемых в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
Медь: Медь — это металл с высокой проводимостью, который можно эффективно разрезать с помощью генератора волоконного лазера, что делает его пригодным для производства и обработки электрических компонентов, труб и декоративных компонентов.
Латунь: Волоконные лазеры могут точно резать латунь, металлический сплав, известный своими декоративными применениями.
Оцинкованная сталь: Волоконные лазерные генераторы могут резать оцинкованную сталь, обычно используемую в строительстве и производстве.
Титан: Волоконные лазерные генераторы могут резать титан — легкий, но прочный металл, используемый в аэрокосмической и медицинской промышленности.
Другие металлические сплавы. Процесс волоконной лазерной резки позволяет резать различные металлические сплавы, используемые в специализированных областях, что расширяет их применение в различных отраслях промышленности.

Каковы традиционные процессы резки металла?

До того, как технология резки волоконным лазером получила широкое распространение, в основе производства лежало несколько традиционных процессов резки металла. Вот три распространенных традиционных метода резки металла.

Плазменная резка

Плазменная резка — это процесс термической резки, в котором для плавления и резки металла используется плазменная дуга. Этот процесс включает в себя воздействие на заготовку высокоскоростной струи ионизированного газа (плазмы), создавая контролируемую и сфокусированную режущую дугу. Система плазменной резки состоит из резака плазменной резки, оснащенного соплом, через которое направляется плазменная струя. Горелка также включает в себя электрод и вихревое кольцо, которые помогают контролировать и стабилизировать плазменную дугу. Плазменная резка широко используется для резки различных проводящих материалов, включая сталь, нержавеющую сталь, алюминий, медь и другие металлы.

Гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка — это процесс механической обработки, в котором используется поток воды под высоким давлением или смесь воды и абразивного материала для резки различных материалов. Этот метод часто используется для точной резки материалов, которые могут быть чувствительны к высоким температурам, создаваемым другими методами, такими как лазерная или плазменная резка. Существует два основных типа гидроабразивной резки:

Чистая гидроабразивная резка: в этом методе используется сфокусированная струя воды для резки более мягких материалов, таких как резина, пенопласт и некоторые пластмассы. Чистая гидроабразивная резка идеально подходит для материалов, которые не требуют дополнительной режущей способности абразивных частиц.
Абразивная гидроабразивная резка. В этом процессе абразивные частицы (обычно гранат) смешиваются с потоком воды для увеличения мощности резки. Это позволяет абразивной гидроабразивной струе резать более твердые материалы, такие как металл, камень, керамика и композиты. Абразивные частицы в струе воды служат для эрозии и прорезания материала. В данной статье речь идет об этом виде гидроабразивной резки металла.

Основные компоненты системы гидроабразивной резки включают насос высокого давления, сопло, смесительную камеру (для гидроабразивной резки) и систему ЧПУ (числовое программное управление). Система ЧПУ контролирует движение сопла гидроабразивной резки по определенной траектории резки, создавая точные и сложные формы.

Пламенная резка

Газовая резка, также известная как кислородно-топливная резка, представляет собой процесс термической резки, в котором для резки металла используется тепло, выделяемое при сгорании газа и кислорода. Он особенно подходит для резки черных металлов и может использоваться вручную или с системой ЧПУ для автоматической резки. Процесс газовой резки включает в себя следующие этапы:

Предварительный нагрев: металл предварительно нагревается до температуры чуть ниже точки плавления. Это делается путем направления пламени на металлическую поверхность. Предварительный нагрев снижает количество кислорода, необходимого для процесса резки.
Резка: после того, как металл достаточно предварительно нагрет, на предварительно нагретый металл направляется струя кислорода. Струя кислорода под высоким давлением вступает в реакцию с металлом, образуя оксид железа или шлак. Экзотермическая реакция выделяет дополнительное тепло, плавя металл. Затем расплавленный металл выдувается силой струи кислорода, создавая разрез.

Волоконный лазер по сравнению с традиционными процессами резки металла

Резка волоконным лазером и традиционные процессы резки металлов, такие как плазменная резка, гидроабразивная резка и газопламенная резка, имеют явные различия с точки зрения стоимости, эффективности, точности и сферы применения. Вот сравнение резки волоконным лазером и традиционных процессов резки металла:

Принцип действия

Резка волоконным лазером. Этот процесс включает использование мощного лазерного луча, генерируемого источником волоконного лазера. Лазерный луч фокусируется и направляется на разрезаемый материал, плавя или испаряя его по заданному пути резки.
Плазменная резка: предполагает использование высокоскоростной струи ионизированного газа (плазмы) для плавления и удаления материала. Плазма генерируется путем пропускания электрической дуги через газ.
Гидроабразивная резка. При гидроабразивной резке используется поток воды под высоким давлением (иногда смешанный с абразивным материалом, например гранатом), для резки материалов. Абразивная струя воды может прорезать широкий спектр материалов путем эрозии, а не плавления.
Пламенная резка: используется высокотемпературное пламя (обычно кислородно-кислородное) для нагрева материала до точки воспламенения. Затем поток кислорода направляется на нагретый материал, заставляя его окисляться и выдуваться в виде шлака.

Совместимость материалов

Волоконная лазерная резка: универсальна и подходит для резки широкого спектра материалов, включая такие металлы, как сталь, алюминий, медь и латунь. Он особенно эффективен для металлов тонкой и средней толщины.
Плазменная резка: хорошо подходит для различных проводящих материалов, включая черные и цветные металлы. Он особенно эффективен для резки толстых материалов.
Гидроабразивная резка: универсальна и может резать широкий спектр материалов, включая металлы, пластики, композиты, камень, стекло и керамику.
Газовая резка: обычно используется для резки более толстых металлов, особенно углеродистой стали. Менее эффективен для резки цветных металлов, таких как алюминий и нержавеющая сталь.

Прецизионные возможности

Волоконная лазерная резка: обеспечивает высокую точность и аккуратность, особенно при сложной и детальной резке. Сфокусированный лазерный луч позволяет точно контролировать процесс резки, обеспечивая точные допуски и создавая гладкие края.
Плазменная резка: обычно обеспечивает хорошую точность, но качество резки может быть не таким высоким, как при лазерной резке, особенно с точки зрения гладкости кромок и детализации.
Гидроабразивная резка: Обеспечивает хорошую точность, особенно для более толстых материалов, но на точность могут влиять такие факторы, как толщина материала и скорость резки.
Газовая резка: обычно обеспечивает меньшую точность по сравнению с лазерной резкой. Лучше всего подходит для применений, где точность не является критическим требованием, например, при изготовлении стальных конструкций.

Скорость

Резка волоконным лазером: обычно быстрее, чем многие традиционные методы, особенно для материалов тонкой и средней толщины. На скорость лазерной резки влияют такие факторы, как мощность лазера и тип материала.
Плазменная резка. Хотя плазменная резка может быть быстрой, особенно при работе с толстыми материалами, она может иметь ограничения по скорости по сравнению с лазерной резкой.
Гидроабразивная резка: медленнее, чем лазерная резка, особенно для толстых материалов. На скорость резки могут влиять такие факторы, как тип и толщина материала.
Газовая резка: медленнее по сравнению с лазерной резкой, особенно для более толстых материалов. Скорость резки может варьироваться в зависимости от толщины материала.

Толщина

Волоконная лазерная резка: эффективна как для тонких, так и для толстых материалов, но может иметь ограничения при работе с очень толстыми секциями.
Плазменная резка: хорошо известна своей способностью резать толстые металлы, что делает ее предпочтительным выбором для применений, требующих высокой мощности резки.
Гидроабразивная резка: она может эффективно резать толстые металлы, но конкретные возможности будут зависеть от свойств материала. Для более толстых материалов может потребоваться более медленная скорость резания, чтобы обеспечить правильное проникновение.
Газовая резка: ограничена по материалам и наиболее эффективна для резки толстой углеродистой стали.

Зона термического влияния (ЗТВ)

Волоконная лазерная резка: создает меньшую зону термического воздействия по сравнению с традиционными методами, сводя к минимуму риск деформации или деформации материала.
Плазменная резка: обычно приводит к увеличению ЗТВ, что может повлиять на свойства материала, особенно на более тонкие секции.
Гидроабразивная резка: оставляет гладкий край, но срез может иметь небольшой конус. Этот процесс считается холодной резкой, в результате чего зоны термического воздействия минимальны.
Газовая резка: создает большую зону термического воздействия, что может привести к более значительным тепловым искажениям.

Операционные затраты

Резка волоконным лазером. Это может потребовать более высоких первоначальных инвестиционных затрат, но, как правило, более низких эксплуатационных затрат в долгосрочной перспективе из-за энергоэффективности и минимального количества расходных материалов.
Плазменная резка: обычно имеет более низкие первоначальные затраты, но может повлечь за собой более высокие текущие затраты на расходные материалы, такие как электроды и газы.
Гидроабразивная резка: это может оказаться дороже с точки зрения эксплуатационных расходов, особенно из-за использования водяного насоса высокого давления и абразивного материала.
Газовая резка: меньшие первоначальные инвестиции, но эксплуатационные расходы могут быть выше из-за потребления топливных газов.

Подведем итог

Как высокотехнологичный режущий инструмент, станки для лазерной резки с волоконным лазером пользуются популярностью за свою точность, скорость и универсальность при обработке различных материалов и толщин и начали постепенно заменять традиционное оборудование для резки металла во многих областях. Однако это не означает, что традиционные процессы резки полностью потеряют рынок. Каждый метод имеет свои преимущества.
Волоконный лазер отличается точностью, скоростью и универсальностью для материалов тонкой и средней толщины, плазменная резка подходит для обработки толстых металлических заготовок, не требующих высокой точности, гидроабразивная резка подходит для обработки заготовок, требующих минимальной зоны термического воздействия. Газовая резка может быть более подходящей для более толстых профилей из углеродистой стали. При использовании технологии волоконной лазерной резки эффективность и точность часто являются факторами, которые компании ценят. При использовании традиционных процессов резки точность не является главным фактором, а соображения стоимости играют важную роль. В конечном итоге выбор между ними зависит от конкретных требований, типа материала и бюджетных соображений.
В Актек ЛазерМы предоставляем пользователям различные типы оборудования для волоконной лазерной резки, в том числе станки для лазерной резки металлических пластин, станки для лазерной резки труб и станки для лазерной резки пластин и труб, с вариантами мощности от 1 до 30 кВт. Также имеется множество дополнительных аксессуаров для удовлетворения потребностей резки в различных сценариях применения. Чтобы узнать больше о решениях для резки волоконным лазером, свяжитесь с нами сегодня.

Лазерное оборудование

Контактная информация

Получить лазерные решения