Laserové rezanie a plazmové rezanie sú dve najpoužívanejšie technológie tepelného rezania pri výrobe plechov. Obe využívajú energiu na rezanie kovu tavením a odstraňovaním materiálu pozdĺž naprogramovanej dráhy. Obidva sú riadené CNC a schopné vyrábať zložité 2D profily z plochého plechu. Ale pracujú na zásadne odlišných fyzikálnych princípoch, fungujú odlišne v rôznych typoch materiálov a hrúbkach a dopady na cenu a kvalitu pri výbere jedného pred druhým sú dostatočne významné na to, aby sa porovnanie stalo jednou z prvých technických otázok, ktoré by mali inžinieri a tímy obstarávateľov vyriešiť pri špecifikácii procesu rezania kovov.
Laserový rezací stroj zameriava vysokovýkonný laserový lúč – generovaný vláknovým laserovým zdrojom v moderných priemyselných systémoch – na malé ohnisko na kovovom povrchu. Hustota koncentrovanej energie v ohnisku sa taví a čiastočne odparuje kov, zatiaľ čo koaxiálny asistenčný prúd plynu (dusík alebo kyslík) vyfukuje roztavený materiál von z rezu a preč z povrchu rezu. Riadiaca jednotka CNC pohybuje rezacou hlavou po naprogramovanej dráhe a vytvára kontinuálny rez.
Technológia vláknového lasera nahradila CO₂ laser ako štandard pre rezanie kovov prakticky vo všetkých nových inštaláciách. Vláknové lasery premieňajú elektrickú energiu na laserové svetlo efektívnejšie (približne 30 – 40 % účinnosť nástennej zástrčky oproti 10 – 15 % pre CO₂), vytvárajú lúč s kratšou vlnovou dĺžkou, ktorý je účinnejšie absorbovaný kovmi, a vyžadujú menej údržby, pretože lúč sa generuje v médiu s pevným vláknom a nie v plynovej výbojke. Moderné vláknové laserové rezacie systémy sú dostupné vo výkonoch od 2 kW do 20 kW a vyššie, s vyšším výkonom umožňujúcim vyššiu rýchlosť rezania a väčšiu maximálnu hrúbku materiálu.
Systém plazmového rezania prechádza elektrickým oblúkom cez stlačený plyn (vzduch, dusík, kyslík alebo zmesi argónu a vodíka, v závislosti od aplikácie), aby sa vytvorila plazma – ionizovaný plyn s extrémne vysokou teplotou, typicky 20 000 – 25 000 °C v jadre oblúka. Tento plazmový prúd roztaví kov v bode rezu a kinetická energia prúdu plynu vyfúkne roztavený materiál z rezu.
Plazmové rezanie nevyžaduje zaostrený optický lúč, čo znamená, že rezacia hlava môže byť umiestnená vo väčšej vzdialenosti od povrchu obrobku ako laserová hlava a proces je tolerantnejší voči povrchovej kontaminácii, okují a farbe. Plazmové systémy s vysokým rozlíšením – využívajúce presne zúžený plazmový oblúk – dosahujú výrazne lepšiu kvalitu rezu a užšie šírky rezu ako staršie konvenčné plazmové systémy, čím sa zužuje kvalitatívna medzera pri laserovom rezaní, najmä pri hrubších materiáloch.
| Funkcia | Rezanie vláknom laserom | Plazmové rezanie (High-Definition) |
|---|---|---|
| Princíp rezania | Sústredený laserový lúč topí a odparuje materiál | Ionizovaný plazmový oblúk taví materiál; fúkanie plynu odstraňuje trosku |
| Špičková kvalita (tenký plech <6 mm) | Vynikajúce — hladké, hranaté hrany, nie je potrebná sekundárna úprava | Dobré pre HD plazmu – mierne skosenie, určité nečistoty na systémoch nižšej kvality |
| Špičková kvalita (hrubá doska > 20 mm) | Dobrá až stredná – zóna ovplyvnená teplom sa zväčšuje s hrúbkou | Veľmi dobré — plazma funguje dobre na hrubej platni |
| Šírka rezu (typická) | 0,1–0,3 mm na tenkom materiáli | 1,5–3 mm na štandardných systémoch; 0,8–1,5 mm na HD plazme |
| Presnosť polohy | Typické ±0,05–0,1 mm | Typické ±0,5–1 mm (HD plazma ±0,2–0,4 mm) |
| Minimálna veľkosť otvoru | Rovná sa hrúbke materiálu (alebo menšia na tenkom plechu) | Približne 2× minimálna hrúbka materiálu |
| Rýchlosť na tenkom plechu (1–3 mm) | Veľmi rýchly — vláknový laser vyniká na tenkom materiáli | Pomalší ako laser na tenkom plechu |
| Rýchlosť na hrubom plechu (20–50 mm) | Pomalšie a vyššie prevádzkové náklady pri vysokej hrúbke | Rýchlejšie a nižšie náklady na meter hrubého plechu |
| Maximálna hrúbka (mäkká oceľ) | Až 30–40 mm na vysokovýkonných systémoch (12–20 kW) | Až 80–100 mm na systémoch s vysokou záťažou |
| Schopnosť nehrdzavejúcej ocele | Vynikajúce — čistý rez za pomoci dusíka | Dobrý – vyžaduje vhodnú zmes plynov; viac odpadu ako laser |
| Schopnosť hliníka | Dobré – dusíková asistencia na štandardných zliatinách | Mierne — viac nečistôt a širší zárez ako laser |
| Tepelne ovplyvnená zóna (HAZ) | Úzke — minimálna metalurgická zmena v susednom materiáli | Širšie – väčší tepelný príkon ovplyvňuje susednú zónu |
| Prevádzkové náklady | Vyššie — laserový zdroj, optika, asistenčný plyn | Nižšie — spotrebný materiál (elektróda, tryska) je lacný |
| Kapitálové náklady | Vyššie — vláknové laserové systémy sú drahšie | Nižšie – plazmové systémy majú nižšie počiatočné kapitálové náklady |
| Tolerancia stavu povrchu | Vyžaduje čistý, plochý materiál pre konzistentné výsledky | Lepšie znáša vodný kameň, hrdzu a povrchovú kontamináciu |
| Najlepšia aplikácia | Presný plech 0,5–20 mm, zložité profily, jemné prvky | Konštrukčná doska 10–80 mm, menej presné rezanie |
Pri výrobe plechu s hrúbkou 0,5 až 12 mm – jadro väčšiny výroby krytov, panelov, konzol a rámov – rezanie vláknovým laserom poskytuje kvalitu rezu a rozmerovú presnosť, ktorej sa plazmové rezanie nemôže rovnať. Úzka laserová zárez, hrana so štvorcovým rezom a presnosť polohy ±0,1 mm umožňujú čisté rezanie malých otvorov, jemných štrbín a profilov s nízkou toleranciou v jednej operácii. Na plazme by rovnaké vlastnosti vyžadovali sekundárne vŕtanie alebo konečnú úpravu, aby sa dosiahla ekvivalentná rozmerová presnosť, pričom by sa pridali procesné kroky a náklady, ktoré eliminujú výhodu kapitálových nákladov plazmy na presnú prácu.
Laserové rezanie s plynom asistujúcim dusíkom vytvára čistú reznú hranu bez oxidov na nehrdzavejúcej oceli, ktorá nevyžaduje žiadne dodatočné čistenie pred zváraním alebo leštením. Plazmové rezanie nehrdzavejúcej ocele zavádza viac tepla do reznej hrany, vytvára širšiu tepelne ovplyvnenú zónu a môže produkovať zachytávanie dusíka v reznej ploche, čo spôsobuje pórovitosť v následných zvaroch. Pre komponenty z nehrdzavejúcej ocele v potravinárskom, farmaceutickom alebo architektonickom priemysle, kde je rozhodujúca kvalita zvaru a povrchová úprava, je procesným štandardom rezanie laserom.
Zaostrený laserový bod – zvyčajne s priemerom 0,1 – 0,3 mm na obrobku – umožňuje presné vyrezanie vnútorných prvkov takých malých ako 1 mm štrbina alebo 1,5 mm otvor do 1 mm ocele. Väčšia efektívna šírka rezu plazmového rezania znemožňuje výrobu prvkov tohto rozsahu v rámci prijateľných tolerancií. Pre diely navrhnuté s vetracími štrbinami, výrezmi na vedenie káblov, vzormi montážnych otvorov a západkami je laserové rezanie jedinou praktickou možnosťou tepelného rezania.
Programy na rezanie laserom sa vytvárajú priamo z údajov CAD s minimálnym časom nastavenia – naprogramovanie nového dielu trvá niekoľko minút a prvý rez je možné vykonať bez akýchkoľvek investícií do nástrojov. Vďaka tomu je laserové rezanie predvolenou voľbou pre zákazkovú výrobu, prototypovanie a výrobu s nízkym až stredným objemom, kde náklady na nástroje pre alternatívne procesy (razenie, dierovanie) nemožno amortizovať v dostatočnom objeme. Flexibilita rezania akéhokoľvek profilu z toho istého stroja so zmenou programu je základnou prevádzkovou výhodou rezania laserom oproti procesom závislým od nástrojov.
Na rezanie konštrukčných oceľových plechov v rozsahu hrúbky 20–80 mm – konštrukčné rámy, podstavce ťažkých strojov, lodné časti, komponenty tlakových nádob – je plazmové rezanie rýchlejšie a nákladovo efektívnejšie ako rezanie laserom. Pri 25 mm mäkkej oceli reže vysokovýkonný plazmový systém rýchlosťou 1 500 – 2 000 mm/min; 12kW vláknový laser pri porovnateľnej hrúbke reže rýchlosťou 600–900 mm/min pri výrazne vyšších prevádzkových nákladoch. Pre výrobcov konštrukcií, ktorých hlavnou náplňou práce sú ťažké plechy a nie presné plechy, zostáva plazmové rezanie ekonomicky racionálnou voľbou.
Laserové rezanie vyžaduje čistý, plochý materiál v dobrom stave povrchu pre konzistentné výsledky. Povrchové usadeniny z plechu valcovaného za tepla, základového náteru, farby alebo hrdze rozptyľujú laserový lúč a zhoršujú kvalitu rezu. Plazmové rezanie je výrazne tolerantnejšie voči povrchovej kontaminácii – plazmový oblúk prepáli okuje a povlak bez optickej citlivosti laserového systému. Pre operácie rezania konštrukčných profilov valcovaných za tepla alebo vopred potiahnutých materiálov, kde je príprava povrchu pred rezaním nepraktická, je plazma robustnejšou voľbou procesu.
Rozhodnutie medzi rezaním laserom a rezaním plazmou závisí predovšetkým od hrúbky materiálu a požadovanej presnosti:
Pre výrobu plechov od 0,5 mm do 20 mm – prevažnú väčšinu priemyselných krytov, ovládacích panelov, konzol, rámov a komponentov spotrebičov – je štandardnou špecifikáciou rezanie vláknovým laserom. Kvalita rezu, rozmerová presnosť a flexibilita v tomto rozsahu hrúbok sú neporovnateľné s plazmou. Vyššie kapitálové náklady laserového zariadenia sa odrážajú v cene za diel, ale eliminácia sekundárnych dokončovacích operácií a schopnosť udržať úzke tolerancie bez dodatočných krokov spracovania robia z laseru možnosť s nižšími celkovými nákladmi pre presnú prácu.
Pre štrukturálne rezanie plechov nad 20 mm alebo pre veľkoobjemové rezanie za tepla valcovaných konštrukčných častí, kde sa stav povrchu mení a požiadavky na presnosť reznej hrany sú skromné, ponúka plazmové rezanie s vysokým rozlíšením výhodu v nákladoch a rýchlosti, ktorej sa lasery nemôžu rovnať.
Väčšina moderných zariadení na výrobu plechu – vrátane zmluvných výrobcov s kompletnými službami – prevádzkuje laserové aj plazmové rezacie systémy, aby pokryli celý rozsah hrúbok materiálu a optimalizovali výber procesu podľa aplikácie. Pri hodnotení výrobného partnera potvrďte, ktorá technológia rezania sa použije na váš konkrétny materiál a hrúbku, a požiadajte o vzorky rezov s požadovanou hrúbkou na posúdenie kvality hrany predtým, ako sa zaviažete k výrobným množstvám.
Áno – vláknové laserové rezanie zvládne nehrdzavejúcu oceľ, hliník, mäkkú oceľ, galvanizovanú oceľ, meď a mosadz s vhodným výberom parametrov a asistenčným výberom plynu. Nerezová oceľ je rezaná s pomocou dusíka, aby sa zabránilo oxidácii reznej hrany; hliník vyžaduje dusík alebo asistenciu čistého vzduchu v závislosti od hrúbky; mäkká oceľ sa často reže s pomocou kyslíka pri nižších hrúbkach pre maximálnu rýchlosť alebo dusíkom pre čistejšiu hranu. Požadovaný výkon lasera sa zvyšuje s tvrdosťou materiálu a odrazivosťou – hliník a meď sú odrazivejšie ako oceľ a vyžadujú si vyšší výkon alebo špecifické konfigurácie vláknového lasera určené pre vysoko reflexné materiály. Pred špecifikáciou si overte u výrobcu, pre aké materiály je určený ich špecifický laserový systém.
Plazmové rezanie vytvára mierne uhlové skosenie na hrane rezu – zvyčajne 1–3° – pretože plazmový oblúk nie je dokonale valcový: je mierne kužeľovitý, v hornej časti rezu je širší ako v spodnej časti. Plazmové systémy s vysokým rozlíšením používajú pevnejšie zúžený oblúk, ktorý znižuje skosenie na 0,5–1°, ale nedokáže ho odstrániť. Rezanie laserom vytvára nominálne hranu so štvorcovým rezom (skosenie 0–0,5° na dobrom zariadení a nastavení), pretože zaostrený lúč má valcovitejší profil. Pre aplikácie, kde je pravouhlosť rezu požiadavka na montáž alebo tesnenie – utesnené panely, zostavy s malou toleranciou – je špecifikované rezanie laserom, aby sa predišlo problémom s plazmovým skosením.
Rezanie vláknovým laserom dokáže spracovať mäkkú oceľ do 30–40 mm na vysokovýkonných systémoch (15–20 kW), ale pri hrúbkach nad 20 mm výrazne stúpajú prevádzkové náklady na meter a rýchlosť rezania sa v porovnaní s plazmou znižuje. Pre výrobcov konštrukcií, ktorí rezajú prevažne 25 mm a viac, ekonomická výhoda uprednostňuje plazmu pre prácu s ťažkými plechmi, aj keď prevádzkujú aj laserové systémy na spracovanie plechov. Väčšina výrobcov s plným servisom robí toto určenie podľa hrúbky materiálu: laser pre plechy a ľahké plechy, plazma alebo kyslíko-palivové pre ťažké konštrukčné dosky.
Rezanie laserom a rezanie vodným lúčom dosahujú porovnateľnú presnosť polohy (±0,1–0,15 mm na dobrom zariadení), ale líšia sa charakteristikami rezu spôsobmi, ktoré sú dôležité pre konkrétne aplikácie. Rezanie vodným lúčom je proces za studena – bez tepelne ovplyvnenej zóny, bez zmeny tvrdosti materiálu na hrane rezu – preto je vhodnejší pre materiály citlivé na teplo: nástrojová oceľ, titán, kompozity, kameň a sklo. Laserové rezanie je rýchlejšie a nákladovo efektívnejšie pri kovoch v rozsahu hrúbok plechu. Pre štandardnú výrobu oceľových a hliníkových plechov, kde tepelne ovplyvnená zóna nie je funkčným problémom, je rezanie laserom rýchlejšie, lacnejšie a rovnako presné.
Služby rezania laserom | Punch Press | Ohýbačka | Zváranie | Striekací náter | Služby zákazkovej výroby | Požiadať o cenovú ponuku
+86-13771171111 +86-13338110517 
