Cắt Laser Fiber VS Cắt kim loại truyền thống

Cắt Laser sợi VS Cắt kim loại truyền thống

Máy cắt laser đã là một phần của hoạt động công nghiệp từ những năm 1960. Với sự phát triển của công nghệ laser, độ chính xác cao, tốc độ nhanh và tính linh hoạt đã trở thành những ưu điểm hàng đầu của quy trình cắt laser, khiến việc cắt laser ngày càng trở nên quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp. Trước công nghệ cắt laser sợi quang, đã có rất nhiều quy trình cắt kim loại truyền thống, mỗi quy trình đều đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau với những đặc điểm riêng. Vì vậy, khi sự phát triển của công nghệ cắt laser sợi quang dần trưởng thành, làm thế nào để chúng ta lựa chọn thiết bị cắt phù hợp khi đối mặt với các dự án cắt kim loại? Công nghệ cắt laser sợi tiên tiến được giới thiệu ở đây và được so sánh với ba quy trình cắt kim loại truyền thống chính khác. Bằng cách hiểu rõ đặc điểm của các quy trình cắt kim loại này, bạn có thể chọn công cụ cắt phù hợp cho dự án của mình.

Tìm hiểu công nghệ cắt laser fiebr

Cắt laser sợi quang là công nghệ sử dụng tia laser công suất cao để cắt vật liệu kim loại với độ chính xác cao. Nó đã trở nên phổ biến nhờ độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt của nó. Trước khi so sánh nó với các quy trình cắt kim loại truyền thống khác, trước tiên chúng ta hãy hiểu quy trình tiên tiến này. Dưới đây là một số khía cạnh chính giúp bạn hiểu về công nghệ cắt laser sợi quang:

Cắt laser sợi quang hoạt động như thế nào?

Máy phát laser sợi quang khuếch đại chùm tia bằng cách sử dụng các sợi thủy tinh được thiết kế đặc biệt để thu năng lượng từ các điốt bơm. Khi tia laser cực mạnh này chạm vào bề mặt của vật liệu, ánh sáng cường độ cao sẽ được hấp thụ và chuyển thành nhiệt, làm nóng chảy bề mặt. Một luồng không khí tốc độ cao song song với chùm tia laze được sử dụng để thổi bay bất kỳ vật liệu nóng chảy nào, từ đó cắt phôi.
Điểm tiếp xúc đầu tiên của chùm tia laser sợi quang với vật liệu phải mạnh hơn các tương tác tiếp theo vì lần tiếp xúc đầu tiên này phải xuyên qua vật liệu thay vì chỉ cắt nó, đòi hỏi phải sử dụng chùm xung công suất cao. Thông thường, máy cắt laser sợi quang sử dụng công nghệ điều khiển số bằng máy tính cho phép nhận dữ liệu cắt từ máy trạm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Những kỹ thuật này giúp kiểm soát bề mặt của vật liệu hoặc chính tia laser để tạo ra một mẫu hoặc thiết kế cụ thể.

Những vật liệu nào có thể được xử lý bằng quy trình cắt laser sợi quang?

Máy cắt laser sợi quang được biết đến với hiệu quả cao và tính linh hoạt, đặc biệt là trong việc cắt các vật liệu kim loại khác nhau. Mật độ năng lượng cao của máy cắt laser sợi quang có thể cắt các kim loại này một cách chính xác và nhanh chóng:

Thép không gỉ: Laser sợi có thể cắt nhiều loại thép không gỉ khác nhau với chất lượng cạnh tuyệt vời và độ biến dạng nhiệt tối thiểu, thường được sử dụng trong ngành ô tô, hàng không vũ trụ và xây dựng.
Thép nhẹ: Cắt laser sợi quang là lý tưởng cho các tấm thép nhẹ và tấm có độ dày khác nhau, thường được sử dụng trong các ứng dụng kết cấu khác nhau và sản xuất nói chung.
Nhôm: Quy trình cắt laser sợi quang là lý tưởng để cắt các tấm nhôm và hợp kim, thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và ô tô.
Đồng: Đồng là kim loại có tính dẫn điện cao, có thể được cắt hiệu quả bằng máy phát laser sợi quang, phù hợp cho việc sản xuất và gia công các linh kiện điện, đường ống và linh kiện trang trí.
Đồng thau: Laser sợi quang có thể cắt chính xác đồng thau, một hợp kim kim loại được biết đến với các ứng dụng trang trí.
Thép mạ kẽm: Máy phát laser sợi quang có thể cắt thép mạ kẽm thường được sử dụng trong xây dựng và sản xuất.
Titan: Máy phát laser sợi quang có thể cắt titan, một kim loại nhẹ nhưng bền được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ và y tế.
Hợp kim kim loại khác: Quá trình cắt laser sợi quang có khả năng cắt các hợp kim kim loại khác nhau được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng, mở rộng ứng dụng của chúng trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Các quy trình cắt kim loại truyền thống là gì?

Trước khi công nghệ cắt laser sợi quang được sử dụng rộng rãi, một số quy trình cắt kim loại truyền thống đã là nền tảng của sản xuất. Dưới đây là ba kỹ thuật cắt kim loại truyền thống phổ biến.

Cắt bằng tia plasma

Cắt plasma là quá trình cắt nhiệt sử dụng hồ quang plasma để làm nóng chảy và cắt kim loại. Quá trình này bao gồm việc sử dụng một tia khí ion hóa (plasma) tốc độ cao lên phôi, tạo ra một vòng cung cắt được kiểm soát và tập trung. Hệ thống cắt plasma bao gồm một mỏ cắt plasma được trang bị một vòi phun để dẫn tia plasma đi qua. Mỏ cắt còn bao gồm một điện cực và vòng xoáy giúp kiểm soát và ổn định hồ quang plasma. Cắt plasma được sử dụng rộng rãi để cắt nhiều loại vật liệu dẫn điện, bao gồm thép, thép không gỉ, nhôm, đồng và các kim loại khác.

Máy cắt nước

Cắt tia nước là một quá trình gia công sử dụng dòng nước áp suất cao hoặc hỗn hợp nước và vật liệu mài mòn để cắt xuyên qua nhiều loại vật liệu. Kỹ thuật này thường được sử dụng để cắt chính xác các vật liệu có thể nhạy cảm với nhiệt độ cao được tạo ra bởi các phương pháp khác, chẳng hạn như cắt laser hoặc plasma. Có hai loại cắt tia nước chính:

Cắt tia nước tinh khiết: Phương pháp này sử dụng dòng nước tập trung để cắt các vật liệu mềm hơn như cao su, xốp và một số loại nhựa. Cắt bằng tia nước tinh khiết là giải pháp lý tưởng cho các vật liệu không cần thêm lực cắt của các hạt mài mòn.
Cắt tia nước mài mòn: Trong quá trình này, các hạt mài mòn (thường là garnet) được trộn với dòng nước để tăng khả năng cắt. Điều này cho phép tia nước mài mòn cắt xuyên qua các vật liệu cứng hơn như kim loại, đá, gốm sứ và vật liệu tổng hợp. Các hạt mài mòn trong tia nước có tác dụng ăn mòn và cắt xuyên qua vật liệu. Trong bài viết này, chúng ta đang nói về loại cắt tia nước có hạt mài để cắt kim loại.

Các thành phần cơ bản của hệ thống cắt bằng tia nước bao gồm máy bơm áp suất cao, vòi phun, buồng trộn (dành cho tia nước mài mòn) và hệ thống CNC (Điều khiển số máy tính). Hệ thống CNC điều khiển chuyển động của vòi phun tia nước đi theo một đường cắt cụ thể, tạo ra những hình dạng chính xác và phức tạp.

Cắt ngọn lửa

Cắt ngọn lửa, còn được gọi là cắt oxy-nhiên liệu, là một quá trình cắt nhiệt sử dụng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy khí và oxy để cắt kim loại. Nó đặc biệt thích hợp để cắt kim loại đen và có thể được sử dụng thủ công hoặc với hệ thống CNC để cắt tự động. Quá trình cắt ngọn lửa bao gồm các bước sau:

Làm nóng sơ bộ: Kim loại được làm nóng trước đến nhiệt độ ngay dưới điểm nóng chảy của nó. Điều này được thực hiện bằng cách hướng ngọn lửa lên bề mặt kim loại. Làm nóng trước làm giảm lượng oxy cần thiết cho quá trình cắt.
Cắt: Khi kim loại đã được nung nóng trước đầy đủ, một luồng oxy sẽ được dẫn vào kim loại đã được nung nóng trước. Tia oxy áp suất cao phản ứng với kim loại, tạo thành oxit sắt hoặc xỉ. Phản ứng tỏa nhiệt giải phóng thêm nhiệt, làm nóng chảy kim loại. Kim loại nóng chảy sau đó bị thổi bay bởi lực của tia oxy, tạo ra vết cắt.

Cắt laser sợi quang VS quy trình cắt kim loại truyền thống

Cắt laser sợi quang và các quy trình cắt kim loại truyền thống, chẳng hạn như cắt plasma, cắt tia nước và phương pháp cắt bằng ngọn lửa, có sự khác biệt rõ rệt về chi phí, hiệu quả, độ chính xác và phạm vi ứng dụng. Dưới đây là so sánh giữa quy trình cắt laser sợi quang và quy trình cắt kim loại truyền thống:

Nguyên lý hoạt động

Cắt Laser sợi quang: Quá trình này bao gồm việc sử dụng chùm tia laser công suất cao được tạo ra bởi nguồn laser sợi quang. Chùm tia laser được tập trung và hướng vào vật liệu cần cắt, làm nóng chảy hoặc làm bay hơi vật liệu dọc theo đường cắt định trước.
Cắt plasma: Liên quan đến việc sử dụng tia khí ion hóa (plasma) tốc độ cao để làm tan chảy và loại bỏ vật liệu. Plasma được tạo ra bằng cách truyền hồ quang điện qua chất khí.
Cắt tia nước: Cắt tia nước sử dụng dòng nước áp suất cao (đôi khi trộn với vật liệu mài mòn như ngọc hồng lựu) để cắt xuyên qua vật liệu. Tia nước mài mòn có thể cắt xuyên qua nhiều loại vật liệu bằng cách xói mòn thay vì tan chảy.
Cắt ngọn lửa: Sử dụng ngọn lửa nhiệt độ cao (thường là nhiên liệu oxy) để làm nóng vật liệu đến điểm bốc cháy. Sau đó, một dòng oxy được dẫn vào vật liệu được nung nóng, khiến nó bị oxy hóa và bị thổi bay thành xỉ.

Khả năng tương thích vật liệu

Cắt Laser sợi: Đa năng và phù hợp để cắt nhiều loại vật liệu, bao gồm các kim loại như thép, nhôm, đồng và đồng thau. Nó đặc biệt hiệu quả đối với kim loại có độ dày từ mỏng đến trung bình.
Cắt plasma: Rất phù hợp với nhiều loại vật liệu dẫn điện, bao gồm kim loại đen và kim loại màu. Nó đặc biệt hiệu quả để cắt vật liệu dày.
Cắt tia nước: Đa năng và có thể cắt được nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa, vật liệu tổng hợp, đá, thủy tinh và gốm sứ.
Cắt bằng ngọn lửa: Thường được sử dụng để cắt kim loại dày hơn, đặc biệt là thép cacbon. Ít hiệu quả hơn khi cắt các kim loại màu như nhôm và thép không gỉ.

Khả năng chính xác

Cắt Laser sợi: Cung cấp độ chính xác và độ chính xác cao, đặc biệt đối với các vết cắt phức tạp và chi tiết. Chùm tia laze tập trung cho phép kiểm soát tốt quá trình cắt, cho phép dung sai tốt và tạo ra các cạnh mịn.
Cắt plasma: Nói chung cung cấp độ chính xác tốt, nhưng chất lượng cắt có thể không cao bằng cắt laser, đặc biệt là về độ mịn và chi tiết của cạnh.
Cắt bằng tia nước: Mang lại độ chính xác tốt, đặc biệt đối với các vật liệu dày hơn, nhưng độ chính xác có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như độ dày vật liệu và tốc độ cắt.
Cắt ngọn lửa: Nói chung cung cấp độ chính xác thấp hơn so với cắt laser. Phù hợp nhất cho các ứng dụng mà độ chính xác không phải là yêu cầu quan trọng, chẳng hạn như chế tạo kết cấu thép.

Khả năng tốc độ

Cắt Laser sợi: Nói chung nhanh hơn nhiều phương pháp truyền thống, đặc biệt đối với các vật liệu có độ dày mỏng đến trung bình. Tốc độ cắt laser bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như công suất laser và loại vật liệu.
Cắt plasma: Mặc dù có thể nhanh chóng, đặc biệt là đối với các vật liệu dày, cắt plasma có thể có những hạn chế về tốc độ khi so sánh với cắt laser.
Cắt tia nước: Chậm hơn cắt laser, đặc biệt đối với vật liệu dày. Tốc độ cắt có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như loại vật liệu và độ dày.
Cắt ngọn lửa: Chậm hơn so với cắt laser, đặc biệt đối với các vật liệu dày hơn. Tốc độ cắt có thể thay đổi tùy thuộc vào độ dày của vật liệu.

Khả năng độ dày

Cắt Laser sợi: Hiệu quả đối với cả vật liệu mỏng và dày, nhưng nó có thể có những hạn chế ở những phần cực dày.
Cắt plasma: Nổi tiếng với khả năng cắt xuyên qua các kim loại dày, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng yêu cầu công suất cắt cao.
Cắt tia nước: Nó có thể cắt xuyên qua các kim loại dày một cách hiệu quả, nhưng khả năng cụ thể sẽ phụ thuộc vào đặc tính vật liệu. Vật liệu dày hơn có thể yêu cầu tốc độ cắt chậm hơn để đảm bảo độ xuyên thấu thích hợp.
Cắt bằng ngọn lửa: Hạn chế về mặt vật liệu và hiệu quả nhất là cắt thép cacbon dày.

Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)

Cắt Laser sợi: Tạo ra vùng chịu nhiệt nhỏ hơn so với các phương pháp truyền thống, giảm thiểu nguy cơ biến dạng hoặc cong vênh vật liệu.
Cắt plasma: Nói chung tạo ra HAZ lớn hơn, có thể ảnh hưởng đến đặc tính của vật liệu, đặc biệt ở các phần mỏng hơn.
Cắt bằng tia nước: Để lại một cạnh mịn, nhưng vết cắt có thể hơi côn. Quá trình này được coi là cắt nguội, dẫn đến các vùng bị ảnh hưởng nhiệt ở mức tối thiểu.
Cắt bằng ngọn lửa: Tạo ra vùng ảnh hưởng nhiệt lớn hơn, có thể dẫn đến biến dạng nhiệt đáng kể hơn.

Chi phí vận hành

Cắt Laser sợi: Điều này có thể có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn nhưng nhìn chung chi phí vận hành về lâu dài sẽ thấp hơn do hiệu quả sử dụng năng lượng và vật tư tiêu hao tối thiểu.
Cắt plasma: Thường có chi phí ban đầu thấp hơn nhưng có thể phải chịu chi phí liên tục cao hơn đối với các vật tư tiêu hao như điện cực và khí đốt.
Cắt bằng tia nước: Việc này có thể tốn kém hơn về mặt chi phí vận hành, đặc biệt là do máy bơm nước áp suất cao và vật liệu mài mòn.
Cắt ngọn lửa: Đầu tư ban đầu thấp hơn nhưng chi phí vận hành có thể cao hơn do tiêu thụ khí đốt.

tóm tắt

Là một công cụ cắt tiên tiến, máy cắt laser sợi quang được ưa chuộng vì độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt trên các vật liệu và độ dày khác nhau, đồng thời bắt đầu thay thế dần thiết bị cắt kim loại truyền thống trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là quy trình cắt truyền thống sẽ mất hoàn toàn thị trường. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng.
Cắt laser sợi quang có xu hướng vượt trội về độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt đối với các vật liệu có độ dày mỏng đến trung bình, cắt plasma phù hợp để gia công các phôi kim loại dày không yêu cầu độ chính xác cao, cắt tia nước phù hợp để gia công các phôi cần vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu, và cắt bằng ngọn lửa có thể phù hợp hơn với các phần thép cacbon dày hơn. Khi sử dụng công nghệ cắt laser sợi quang, hiệu quả và độ chính xác thường là những yếu tố được các công ty đánh giá cao. Khi sử dụng các quy trình cắt truyền thống, độ chính xác không phải là yếu tố cần cân nhắc chính và việc cân nhắc về chi phí đóng vai trò quan trọng. Cuối cùng, sự lựa chọn giữa chúng phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể, loại vật liệu và cân nhắc ngân sách.
Tại AccTekLaser, chúng tôi cung cấp cho người dùng các loại thiết bị cắt laser sợi quang khác nhau, bao gồm máy cắt laser tấm kim loại, máy cắt laser ống và máy cắt laser tấm & ống, với các tùy chọn công suất từ 1KW-30KW. Ngoài ra còn có nhiều phụ kiện tùy chọn để đáp ứng nhu cầu cắt của các tình huống ứng dụng khác nhau. Để tìm hiểu thêm về các giải pháp cắt laser sợi quang, hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay.

Thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser