Sự Khác Nhau Giữa Cắt Laser và Cắt Plasma

Sản Phẩm dạng tấm — bao gồm kim loại, nhựa hoặc thậm chí gỗ, vải và các sản phẩm giấy — là những vật liệu phổ biến trong sản xuất và được sử dụng để sản xuất nhiều loại phụ tùng. Trong sản xuất hàng loạt, những bộ phận này tạo thành đầu vào cho các quy trình phức tạp hơn, định hình các khoảng trống thành dạng ba chiều. Trong ngành công nghiệp ô tô, thép tấm và thép tấm được dập thành các khoảng trống bằng cách sử dụng máy ép và dụng cụ tùy chỉnh. Việc tạo khuôn thép công cụ cho các quy trình này đòi hỏi đầu tư ban đầu lớn, cũng như tốn kém thời gian chết để thay đổi công cụ.

Tuy nhiên, có những quy trình khác để cắt vật liệu tấm và tấm. Các quy trình CNC mang lại lợi thế đáng kể so với các máy yêu cầu dụng cụ, vì chúng có thể cắt bất kỳ bộ phận nào được chương trình mô tả — thay vì chỉ phần được mô tả bằng hình dạng của khuôn. Để cắt vật liệu tấm và tấm, cắt laser CNC, plasma và tia nước là những lựa chọn phổ biến. EDM cắt dây và cắt khí cũng có sẵn, mặc dù hai tùy chọn này bao gồm các đầu đối diện của phổ độ chính xác tốc độ. EDM dây là một quá trình rất chậm nhưng chính xác, trong khi quá trình cắt bằng khí oxy-nhiên liệu được sử dụng để cắt các kim loại dày với độ chính xác tương đối thấp.

Laser và plasma có thể hoạt động ở hai đầu của phạm vi. Đó là lý do tại sao việc so sánh cả hai quy trình dựa trên chi phí, độ chính xác và tốc độ để xác định lựa chọn tốt nhất cho một dự án nhất định là một câu hỏi thường gặp.

Sau đây Công Nghiệp Nặng Sài Gòn sẽ sơ lược qua các quy trình cắt và sự khác nhau nổi bật của chúng :

Cắt bằng Laser và Plasma CNC — Sự Khác Nhau Nổi Bật

Sự khác biệt đầu tiên cần xem xét khi so sánh cắt plasma và laser là vật liệu nào có thể cắt được. Cắt plasma chỉ có thể được sử dụng trên các vật liệu dẫn điện, trong khi các quy trình laser có thể cắt nhiều loại vật liệu hơn, bao gồm gỗ, nhựa và hàng dệt. Tuy nhiên, vì máy cắt laser sử dụng chùm ánh sáng tập trung để đốt qua vật liệu, nên nó kém hiệu quả hơn so với các phương án thay thế — và đôi khi không hiệu quả đối với các vật liệu có độ phản chiếu cao như đồng. Ngoài ra, hầu hết các máy laser không đủ mạnh để cắt vật liệu dày hơn 3/4 inch, mặc dù điều này đang thay đổi khi công nghệ phát triển. Máy plasma có thể cắt tấm kim loại có độ dày lên đến một inch rưỡi.

Thứ hai, độ chính xác của vết cắt khác nhau giữa hai quy trình. Cắt laser tạo ra một kerf nhỏ với độ chính xác cao. Các bộ phận có kích thước rất gần với thông số kỹ thuật của bản vẽ. Để so sánh, kerf do ngọn đuốc plasma để lại rộng hơn và để lại nhiều mảnh, cặn và xỉ hơn trên bộ phận thường xuyên phải xử lý sau để làm sạch. Một sự cân nhắc về độ chính xác khác là biến dạng nhiệt có thể gây ra bởi các quá trình. Cắt laser gây ra biến dạng nhiệt tương đối ít, chủ yếu ở các vật liệu mỏng. Plasma có thể gây ra biến dạng đáng kể do nhiệt độ cao, tương tự như quá trình hàn.

Cắt Laser hoạt động như thế nào?

Trong quá trình cắt laser, một chùm photon cường độ cao được căn chỉnh ở một bước sóng cụ thể sẽ được bắn vào phôi, cùng với một tia khí áp suất cao như nitơ. Chùm sáng cường độ cao làm tan chảy, bốc hơi và mài mòn vật liệu, trong khi tia phản lực che chắn và thổi bay đám mây ra khỏi vết cắt. Tia laser được dẫn hướng bởi mã G hướng dẫn đầu cắt dọc theo trục x và y của phôi, được định vị theo chiều ngang trên bệ máy

So sánh CO ₂ và Laser sợi quang

Có hai công nghệ cắt laser chính. Đầu tiên là laser CO ₂ , với hơn 30 năm hoạt động. Máy laser CO ₂ là một công nghệ được hiểu rõ và có đặc điểm nổi bật, và những người sớm áp dụng công nghệ đắt tiền lịch sử này có lợi thế về chi phí so với các đối thủ cạnh tranh, đặc biệt là trong sản xuất hỗn hợp cao. Mặc dù mạnh mẽ, nhưng laser CO ₂ sử dụng nhiều điện hơn để chạy hơn laser sợi quang – nhiều hơn tới 70%. Chúng cũng yêu cầu nhiều vật tư tiêu hao hơn trong quá trình hoạt động ở dạng khí dẫn tia, và yêu cầu bảo trì nhiều hơn.

Hệ thống laser sợi quang ở trạng thái rắn và về cơ bản chạy không cần bảo trì. Hiệu suất cắt là một lợi thế đáng kể. Máy cắt plasma có chiều rộng kerf trung bình là 0,150 ”và hoạt động trong phạm vi sai số +/- 0,020”, trong khi bàn CNC laser có chiều rộng kerf trung bình là 0,025 ”và hoạt động trong biên độ sai số +/- 0,005”.

Ưu điểm của Laser CO ₂

Các tia laser CO ₂ cung cấp độ hoàn thiện mép trên nhôm và thép tốt hơn so với sợi quang (ít gạch chéo hơn và độ vuông góc tốt hơn).
Laser CO ₂ linh hoạt hơn, có thể cắt hiệu quả nhiều vật liệu hơn và dày hơn so với laser sợi quang.
Chi phí máy trả trước thấp hơn so với laser sợi quang.

Nhược điểm của Laser CO ₂

Thời gian cắt chậm hơn so với laser sợi quang.
Hệ thống đường dẫn chùm phức tạp cần có khí che chắn và bảo dưỡng.
Chi phí vận hành cao hơn, chi phí cho mỗi bộ phận cao hơn (trong các vật liệu tương đương).

Ưu điểm của Laser sợi quang

Công nghệ mới hơn.
Khả năng chi trả, hỗ trợ và chức năng của máy vẫn đang phát triển.
Bảo dưỡng thấp hơn.
Tốc độ cắt nhanh hơn, đặc biệt là trên các vật liệu mỏng. Ví dụ: thép nhẹ 4KW CO _{2 trong 16 GA sử dụng N}₂ làm khí cắt có tốc độ cắt khuyến nghị chỉ 260 IPM, trong khi laser sợi quang được trang bị tương đương có tốc độ cắt xấp xỉ 1.417 IPM.
Giảm chi phí vận hành, xem xét vật tư tiêu hao, điện, bảo trì và thông lượng.
Đường kính tiêu cự nhỏ hơn dẫn đến độ chính xác và cường độ cao hơn.

Nhược điểm của Laser sợi quang

So với CO ₂ , lớp hoàn thiện cạnh bằng thép tấm và nhôm có chất lượng thấp hơn.
Laser sợi quang không thích hợp với nhiều loại vật liệu như CO ₂ , đặc biệt là trong các chất phi kim loại.
Chi phí máy trả trước cao hơn so với CO ₂ .

Có nhiều yếu tố liên quan đến việc lập kế hoạch và thực hiện chiến lược cắt laser hiệu quả về chi phí với một trong hai công nghệ. Chi phí vốn cũng đáng kể. Đối với các chuyên gia sản xuất cần các bộ phận nhanh chóng, các dịch vụ sản xuất theo hợp đồng như Xometry có sẵn để sản xuất các bộ phận theo đơn đặt hàng, sử dụng gần như bất kỳ quy trình sản xuất nào, bao gồm cả dịch vụ cắt tia nước, plasma và laser . Xometry cũng sẽ tham khảo ý kiến của khách hàng để đưa ra quy trình tốt nhất dựa trên từng bản vẽ.

Cắt Plasma hoạt động như thế nào?

Cắt plasma có thể được coi là anh em họ với công nghệ hàn. Trong quá trình cắt plasma, một hồ quang điện được đánh giữa cực âm và cực dương, giữa vòi phun và phôi. Khí ion hóa quá nhiệt (plasma) chảy theo tia có hướng, làm nóng chảy vật liệu để cắt. Nhiệt độ của tia plasma có thể lên tới 20.000 ° C. Máy cắt plasma làm sạch vết cắt bằng cách sử dụng khí nén hoặc khí trơ như argon hoặc nitơ.

Ưu điểm của cắt Plasma và Laser

Chi phí cho mỗi bộ phận thấp hơn so với hệ thống laser.
Có thể cắt cổ phiếu dày hơn, lên đến 1,5 ”(nói chung).
Có thể cắt các kim loại có độ phản chiếu cao như đồng, phản xạ tia laser do đó làm cho nó kém hiệu quả hơn.
Tốc độ cắt nhanh nhất, so với laser và các tùy chọn khác như tia nước.

Nhược điểm của cắt Plasma và Laser

Giới hạn đối với vật liệu dẫn điện (kim loại).
Kerf lớn hơn, có nghĩa là độ chính xác kém hơn và khả năng hình học kém hơn.
Không cung cấp chức năng khắc hoặc đánh dấu bộ phận mà laser có thể đáp ứng.
Sự méo mó, bắn tung tóe và biến dạng nhiệt có thể làm giảm chất lượng bộ phận hoặc cần thực hiện các bước bổ sung.
Độ vuông góc của mép cắt không tốt bằng tia laser, với mép vát trên vật liệu tấm.
Có thể cần nhiều vật tư tiêu hao hơn (khí bảo vệ).

Cắt bàn CNC

Trong bất kỳ hoạt động sản xuất nào, việc thuê thầu phụ một quy trình hay đầu tư vào thiết bị chuyên dụng là điều cần cân nhắc chính. Các quy trình chuyên biệt có thể không hợp lý khi mang vào nhà. Ví dụ, xử lý nhiệt là một công việc rất phổ biến được ký hợp đồng phụ trong các cửa hàng máy móc tập trung vào phay, mài và tiện. Việc lắp ráp đồ điện tử hoặc dây nịt thường được ký hợp đồng phụ cho các cửa hàng chuyên về lĩnh vực đó. Cắt CNC, bao gồm cả laser và plasma, cũng là một quá trình tạo ra một ứng cử viên sáng giá cho việc ký hợp đồng phụ hoặc đặt hàng từ một thị trường sản xuất kỹ thuật số như Xometry.

Một điều quan trọng đối với các nhà sản xuất là giá trị gia tăng tương đối của sản phẩm dở dang ở mỗi giai đoạn của quá trình sản xuất. Thông thường, phần lớn giá trị gia tăng xảy ra muộn hơn trong quá trình sản xuất, trong quá trình gia công, tạo hình, lắp ráp và đóng gói. Phân bổ chi phí vốn vào những lĩnh vực đó thường mang lại lợi tức đầu tư cho quá trình tổng thể cao hơn. Và từ quan điểm quy trình, khả năng của thiết bị cắt laser hoặc plasma sẽ cân bằng với diện tích bề mặt của bệ máy. Không gian sàn sản xuất có thể là một cao cấp và khả năng cắt giảm nội bộ có thể đi kèm với chi phí của không gian sàn sản xuất có giá trị. Đặt hàng các bộ phận cắt sẵn có thể tăng tốc độ, đơn giản hóa và tiêu chuẩn hóa quá trình sản xuất một sản phẩm.

Có lẽ thành phần quan trọng nhất quyết định nên đưa các quy trình front-end nội bộ hay hợp đồng cho họ là đầu tư vào kiến thức. Các bước đầu tiên trong nhiều quy trình sản xuất là giảm kích thước của kho tấm, có thể đơn giản như cắt vật liệu từ cuộn hoặc phức tạp như gia công tinh. Để tối ưu hóa chi phí, các quy trình này đòi hỏi chuyên môn phải được phát triển bằng kinh nghiệm. Với áp lực ngày càng tăng để nén thời gian đưa ra thị trường, nhiều nhà sản xuất có thể phân bổ nguồn lực tốt hơn ở hạ nguồn. Thông thường, tiết kiệm chi phí đáng kể có thể được thực hiện với những thay đổi nhỏ đối với thiết kế bộ phận để dễ dàng quá trình cắt.

Liên Hệ Tư Vấn