برش لیزر در مقابل برش پلاسما: کدام یک برای ورق فلز بهتر است؟

برش لیزری و برش پلاسما دو فناوری برش حرارتی پرکاربرد در ساخت ورق فلز هستند. هر دو از انرژی برای برش فلز با ذوب و حذف مواد در طول مسیر برنامه ریزی شده استفاده می کنند. هر دو با CNC کنترل می شوند و قادر به تولید پروفیل های پیچیده دو بعدی از ورق تخت هستند. اما آنها بر اساس اصول فیزیکی متفاوتی کار می کنند، در انواع و ضخامت مواد عملکرد متفاوتی دارند، و پیامدهای هزینه و کیفیت انتخاب یکی از دیگری به اندازه کافی قابل توجه است که مقایسه را به یکی از اولین سؤالات فنی تبدیل می کند که مهندسان و تیم های تدارکات باید هنگام تعیین یک فرآیند برش فلز حل کنند.

نحوه کار برش لیزری

یک دستگاه برش لیزری یک پرتو لیزر پرقدرت - تولید شده توسط یک منبع لیزر فیبر در سیستم‌های صنعتی مدرن - را به یک نقطه کانونی کوچک روی سطح فلز متمرکز می‌کند. چگالی انرژی متمرکز در نقطه کانونی فلز را ذوب می کند و تا حدی تبخیر می کند، در حالی که یک جت گاز کمکی کواکسیال (نیتروژن یا اکسیژن) مواد مذاب را از قسمت بیرونی و از سطح برش دور می کند. کنترلر CNC سر برش را در مسیر برنامه ریزی شده حرکت می دهد و یک برش مداوم ایجاد می کند.

فناوری لیزر فیبر، لیزر CO2 را به عنوان استاندارد برای برش فلز در تقریباً تمام تاسیسات جدید جایگزین کرده است. لیزرهای فیبری انرژی الکتریکی را به نور لیزر با کارایی بیشتری تبدیل می‌کنند (تقریباً 30 تا 40 درصد راندمان دوشاخه دیواری در مقابل 10 تا 15 درصد برای CO2)، پرتوی با طول موج کوتاه‌تری تولید می‌کنند که به طور مؤثرتری توسط فلزات جذب می‌شود و به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد زیرا پرتو در یک محیط تخلیه فیبر گاز حالت جامد تولید می‌شود تا یک لوله گاز. سیستم‌های برش لیزر فیبر مدرن در رتبه‌بندی‌های توان از 2 کیلو وات تا 20 کیلووات و بالاتر در دسترس هستند، با قدرت بالاتر که سرعت برش سریع‌تر و حداکثر ضخامت مواد را ممکن می‌سازد.

برش پلاسما چگونه کار می کند

یک سیستم برش پلاسما یک قوس الکتریکی را از یک گاز فشرده (هوا، نیتروژن، اکسیژن، یا مخلوط‌های آرگون-هیدروژن، بسته به کاربرد) عبور می‌دهد تا پلاسما ایجاد کند - یک گاز یونیزه در دمای بسیار بالا، معمولاً 20000 تا 25000 درجه سانتیگراد در هسته قوس. این جت پلاسما، فلز را در نقطه برش ذوب می‌کند و انرژی جنبشی جریان گاز، مواد مذاب را از روی صفحه جدا می‌کند.

برش پلاسما نیازی به پرتو نوری متمرکز ندارد، به این معنی که سر برش را می توان در فاصله ایستادگی بیشتری از سطح قطعه کار نسبت به سر لیزر قرار داد و این فرآیند نسبت به آلودگی سطح، مقیاس و رنگ تحمل بیشتری دارد. سیستم‌های پلاسمایی با کیفیت بالا - با استفاده از قوس پلاسمایی منقبض شده با دقت - به کیفیت برش بهتر و عرض باریک‌تری نسبت به سیستم‌های پلاسمای معمولی قدیمی‌تر دست می‌یابند، و شکاف کیفیت را با برش لیزر، به ویژه در مواد ضخیم‌تر، کاهش می‌دهند.

برش لیزر در مقابل برش پلاسما: مقایسه مستقیم

جایی که برش لیزری انتخاب برتر است

قطعات ورق فلزی دقیق

برای ساخت ورق های فلزی در محدوده ضخامت 0.5 تا 12 میلی متر - هسته اکثر تولیدات محفظه، پانل، براکت و قاب - برش لیزری فیبر کیفیت برش و دقت ابعادی را ارائه می دهد که برش پلاسما نمی تواند مطابقت داشته باشد. لبه لیزری باریک، لبه برش مربعی، و دقت موقعیتی ± 0.1 میلی‌متر اجازه می‌دهد سوراخ‌های کوچک، شکاف‌های ظریف و پروفیل‌های با تحمل تنگ در یک عملیات به طور تمیز بریده شوند. در پلاسما، همین ویژگی‌ها به حفاری یا تکمیل ثانویه برای دستیابی به دقت ابعادی معادل، اضافه کردن مراحل فرآیند و هزینه‌ای که مزیت هزینه سرمایه پلاسما را برای کار دقیق حذف می‌کند، نیاز دارد.

فولاد ضد زنگ و آلومینیوم

برش لیزری با گاز کمکی نیتروژن یک لبه برش تمیز و بدون اکسید روی فولاد ضد زنگ ایجاد می کند که نیازی به تمیز کردن پس از برش قبل از جوشکاری یا پرداخت ندارد. فولاد ضد زنگ برش پلاسما گرمای بیشتری را به لبه برش وارد می کند، ناحیه متاثر از حرارت وسیع تری ایجاد می کند و می تواند نیتروژن را در سطح برش تولید کند که باعث ایجاد تخلخل در جوش های بعدی می شود. برای اجزای فولاد ضد زنگ در کاربردهای فرآوری مواد غذایی، دارویی یا معماری که کیفیت جوش و پرداخت سطح حیاتی است، برش لیزری استاندارد فرآیند است.

پروفایل های پیچیده و ویژگی های داخلی خوب

نقطه لیزر متمرکز - معمولاً با قطر 0.1 تا 0.3 میلی متر در قطعه کار - به ویژگی های داخلی به کوچکی یک شکاف 1 میلی متری یا یک سوراخ 1.5 میلی متری اجازه می دهد تا به طور دقیق در فولاد 1 میلی متری برش داده شوند. عرض برش موثر بزرگتر برش پلاسما باعث می شود که تولید ویژگی های این مقیاس در تلورانس های قابل قبول غیرممکن شود. برای قطعات طراحی شده با شکاف های تهویه، برش های مسیر کابل، الگوهای سوراخ نصب و زبانه های محکم، برش لیزری تنها گزینه عملی برش حرارتی است.

ساخت سفارشی با حجم کم تا متوسط

برنامه‌های برش لیزری مستقیماً از داده‌های CAD با حداقل زمان راه‌اندازی ایجاد می‌شوند - برنامه‌نویسی یک قطعه جدید چند دقیقه طول می‌کشد، و اولین برش را می‌توان بدون هیچ سرمایه‌گذاری ابزاری انجام داد. این امر برش لیزری را به انتخاب پیش‌فرض برای ساخت سفارشی، نمونه‌سازی اولیه و تولید با حجم کم تا متوسط ​​تبدیل می‌کند، جایی که هزینه ابزار برای فرآیندهای جایگزین (مهر زدن، پانچ) نمی‌تواند با حجم کافی مستهلک شود. انعطاف پذیری برای برش هر پروفیل از یک دستگاه با تغییر برنامه، مزیت عملیاتی اساسی برش لیزری نسبت به فرآیندهای وابسته به ابزار است.

جایی که برش پلاسما دارای مزایایی است

صفحه سازه ای سنگین

برای برش ورق فولادی سازه ای در محدوده ضخامت 20 تا 80 میلی متر - قاب های ساختاری، پایه های ماشین آلات سنگین، بخش های کشتی، اجزای مخازن تحت فشار - برش پلاسما سریع تر و مقرون به صرفه تر از برش لیزری است. در فولاد ملایم 25 میلی متری، یک سیستم پلاسمای پرقدرت با سرعت 1500 تا 2000 میلی متر در دقیقه کاهش می یابد. یک لیزر فیبر 12 کیلوواتی با ضخامت قابل مقایسه با سرعت 600 تا 900 میلی‌متر در دقیقه با هزینه عملیاتی بسیار بالاتر برش می‌دهد. برای سازه‌های سازه‌ای که کار اصلی آنها به جای ورق دقیق، صفحه سنگین است، برش پلاسما از نظر اقتصادی انتخاب منطقی باقی می‌ماند.

برش مواد رنگ شده، پرشده یا مقیاس شده

برش لیزری به مواد تمیز و صاف در شرایط سطحی مناسب برای نتایج ثابت نیاز دارد. مقیاس سطح از ورق نورد گرم، پرایمر آسیاب، رنگ یا زنگ پرتو لیزر را پراکنده می کند و کیفیت برش را کاهش می دهد. برش پلاسما به طور قابل توجهی در برابر آلودگی سطح تحمل بیشتری دارد - قوس پلاسما از طریق رسوب و پوشش بدون حساسیت نوری یک سیستم لیزری می سوزد. برای عملیات برش بر روی مقاطع ساختاری نورد گرم یا مواد از پیش روکش شده که آماده سازی سطح قبل از برش عملی نیست، پلاسما انتخاب فرآیند قوی تری است.

کدام فناوری برای برنامه شما مناسب است؟

تصمیم بین برش لیزر و برش پلاسما در درجه اول بر اساس ضخامت مواد و دقت مورد نیاز است:

برای ساخت ورق های فلزی از 0.5 میلی متر تا 20 میلی متر - اکثریت قریب به اتفاق محفظه های صنعتی، پانل های کنترل، براکت ها، قاب ها و اجزای دستگاه - برش لیزری فیبر مشخصات استاندارد است. کیفیت برش، دقت ابعاد و انعطاف پذیری در این محدوده ضخامت با پلاسما بی نظیر است. هزینه سرمایه بالاتر تجهیزات لیزر در قیمت هر قطعه منعکس می شود، اما حذف عملیات تکمیل ثانویه و قابلیت نگه داشتن تلورانس های محکم بدون مراحل پردازش اضافی، لیزر را به گزینه هزینه کل کمتر برای کار دقیق تبدیل می کند.

برای برش صفحه سازه ای بالای 20 میلی متر، یا برای برش با حجم بالا بخش های سازه ای نورد گرم که شرایط سطح متفاوت است و الزامات دقت لبه برش متوسط ​​است، برش پلاسما با کیفیت بالا یک مزیت هزینه و سرعت ارائه می دهد که لیزرها نمی توانند با آن مطابقت کنند.

اکثر تاسیسات مدرن ساخت ورق فلزی - از جمله تولید کنندگان قرارداد خدمات کامل - سیستم های برش لیزر و پلاسما را برای پوشش دادن محدوده ضخامت کامل مواد و بهینه سازی انتخاب فرآیند بر اساس کاربرد عمل می کنند. هنگام ارزیابی یک شریک ساخت، تأیید کنید که کدام فناوری برش برای مواد و ضخامت خاص شما اعمال خواهد شد و قبل از متعهد شدن به مقادیر تولید، برش نمونه با ضخامت مورد نیاز خود را برای ارزیابی کیفیت لبه بخواهید.

سوالات متداول

آیا برش لیزری می تواند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم و همچنین فولاد ملایم را مدیریت کند؟

بله - برش لیزری فیبر دارای دسته های فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، فولاد ملایم، فولاد گالوانیزه، مس و برنج با انتخاب پارامتر مناسب و کمک به انتخاب گاز است. فولاد ضد زنگ با کمک نیتروژن برش داده می شود تا از اکسید شدن لبه برش جلوگیری شود. آلومینیوم بسته به ضخامت به نیتروژن یا کمک هوای تمیز نیاز دارد. فولاد ملایم اغلب با کمک اکسیژن در ضخامت‌های کمتر برای حداکثر سرعت برش داده می‌شود یا برای لبه تمیزتر از نیتروژن برش داده می‌شود. توان لیزر مورد نیاز با سختی و انعکاس مواد افزایش می‌یابد - آلومینیوم و مس بیشتر از فولاد منعکس می‌شوند و به قدرت بالاتر یا پیکربندی‌های لیزر فیبر خاصی نیاز دارند که برای مواد بسیار بازتابنده طراحی شده‌اند. قبل از اینکه مشخص کنید سیستم لیزری خاص آنها برای کدام مواد درجه بندی شده است، با سازنده تأیید کنید.

چرا برش پلاسما بر روی لبه برش یک اریب به جا می گذارد؟

برش پلاسما یک اریب زاویه‌دار خفیف در لبه برش ایجاد می‌کند - معمولاً 1 تا 3 درجه - زیرا قوس پلاسما کاملاً استوانه‌ای نیست: کمی مخروطی است و در بالای برش پهن‌تر از پایین است. سیستم‌های پلاسمایی با کیفیت بالا از یک قوس منقبض‌تر استفاده می‌کنند که مخروطی را به 0.5-1 درجه کاهش می‌دهد، اما نمی‌تواند آن را حذف کند. برش لیزری یک لبه برش اسمی مربعی ایجاد می کند (0-0.5 درجه اریب در تجهیزات و تنظیمات خوب) زیرا پرتو متمرکز از نظر مشخصات استوانه ای تر است. برای کاربردهایی که مربع لبه برش نیاز به تناسب یا آب بندی است - پانل های واشر دار، مجموعه هایی با تحمل نزدیک - برش لیزری برای جلوگیری از مشکل مخروطی پلاسما مشخص شده است.

آیا برش لیزری برای فولاد ساختاری ضخیم مناسب است؟

برش لیزری فیبر می‌تواند فولاد ملایم را تا 30 تا 40 میلی‌متر در سیستم‌های پرقدرت (15 تا 20 کیلووات) پردازش کند، اما در ضخامت‌های بالای 20 میلی‌متر، هزینه عملیاتی در هر متر به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد و سرعت برش در مقایسه با پلاسما کاهش می‌یابد. برای سازه‌های سازه‌ای که عمدتاً 25 میلی‌متر و بالاتر برش می‌زنند، اقتصاد پلاسما را برای کار با صفحه‌های سنگین ترجیح می‌دهد، حتی اگر از سیستم‌های لیزری برای ورق‌کاری استفاده کنند. اکثر سازندگان خدمات کامل این تعیین را با ضخامت مواد انجام می دهند: لیزر برای ورق و صفحه سبک، پلاسما یا اکسی سوخت برای صفحه ساختاری سنگین.

دقت برش لیزری در مقایسه با برش با جت آب چگونه است؟

برش لیزری و برش با جت آب به دقت موقعیت قابل مقایسه ای (± 0.1-0.15 میلی متر در تجهیزات خوب) می رسد، اما در ویژگی های برش به روش هایی که برای کاربردهای خاص مهم است، متفاوت هستند. برش با جت آب یک فرآیند سرد است - بدون منطقه متاثر از حرارت، بدون تغییر سختی مواد در لبه برش - و آن را برای مواد حساس به گرما ترجیح می دهد: فولاد ابزار، تیتانیوم، کامپوزیت ها، سنگ و شیشه. برش لیزری بر روی فلزات در محدوده ضخامت ساخت ورق سریعتر و مقرون به صرفه تر است. برای تولید استاندارد فولاد و ورق آلومینیوم، که در آن منطقه متاثر از گرما یک نگرانی کاربردی نیست، برش لیزری سریع‌تر، هزینه کمتر و به همان اندازه دقیق است.

خدمات برش لیزری | پانچ فشار دهید | دستگاه خم کن | جوشکاری | پوشش اسپری | خدمات ساخت سفارشی | درخواست قیمت