На працягу дзесяцігоддзяў правіла было простым: лазеры для тонкіх лістоў, плазма для тоўстых. Звышмагутныя валаконныя лазеры парушылі гэтае правіла. Крыніцы магутнасцю 20, 30 і 40 кВт цяпер распаўсюджаныя ў цэнтрах абслугоўвання сталеапрацоўкі і на цяжкіх заводах, а рынкавыя справаздачы апісваюць сегмент магутнасцю вышэй за 12 кВт як найбольш хуткарослы сегмент рынку лазернай рэзкі. У гэтым кіраўніцтве разглядаецца, дзе сёння знаходзіцца мяжа паміж лазерам і плазмай па таўшчыні, якасці абрэзкі і кошту.
Калі вам спачатку патрэбныя асноўныя адрозненні паміж гэтымі двума працэсамі, агляд лазерныя рэзальныя машыны супраць плазменных рэзальных машын ахоплівае асновы. Гэты артыкул прысвечаны выбару тоўстага ліста.
Дзе 12 кВт упісваецца ў дыскусію
Валакновы лазер магутнасцю 12 кВт — гэта тое, з чым большасць майстэрняў спачатку сутыкаюцца з пытаннем плазмы. На гэтым узроўні лазеры лёгка апрацоўваюць сярэднія пласціны і рэжуць тоўстую стужку на меншых хуткасцях, што робіць магутнасць 12 кВт распаўсюджаным крокам для вытворцаў, якія працуюць у асноўным з дэталямі таўшчынёй менш за 20 мм, а часам і з больш цяжкімі дэталямі.
Пры магутнасці вышэй за 12 кВт характар машыны змяняецца. Крыніцы магутнасцю 20 кВт і больш патрабуюць больш важкіх рам, больш буйных чылераў, больш магутнай вентыляцыі і больш магутнага электразабеспячэння, таму рашэнне аб куплі таксама залежыць ад аб'екта. Вось чаму многія майстэрні разглядаюць 12 кВт як верхнюю мяжу агульнай вытворчасці, а 20 кВт і вышэй — як спецыялізаваную інвестыцыю ў тоўстыя лісты.
Параўнанне таўшчыні і хуткасці
Вытворцы звычайна падзяляюць сталёвыя лісты на 4 палосы: тонкія — менш за 4 мм, сярэднія — ад 4 да 20 мм, тоўстыя — ад 20 да 60 мм і вельмі тоўстыя — вышэй за гэтую таўшчыню. Суадносіны таўшчыні лазера і плазмы адрозніваецца ў кожнай палосе.
| Таўшчыня пласціны (вугляродзістая сталь) | Валакновы лазер магутнасцю ад 20 да 40 кВт | Плазма высокай выразнасці | Звычайны пераможца | Вымярэнне |
|---|---|---|---|---|
| Тонкі, менш за 4 мм | Вельмі хутка, дробныя дэталі, мінімальнае нагрэў | Хуткі, але шырэйшы прапіл і большая цеплавая дэфармацыя | Лазер | Частак у гадзіну і роўнасць пасля рэзкі |
| Сярэдні, ад 4 да 20 мм | Лазер магутнасцю 20 кВт апярэджвае плазму 300 А прыкладна на 20 мм. | Канкурэнтаздольная хуткасць, больш грубы край, фаска на рэзанай паверхні | Лазер | Скарачэнне метраў у гадзіну пры якаснай вытворчасці |
| Тоўстая, ад 20 да 50 мм | 30 кВт і вышэй запаўняе прабел паветрам або кіслародам | Даўні лідэр хуткасці ў гэтым дыяпазоне | Аспрэчваецца; лазерны набіраючы | Агульны час цыклу, уключаючы другасную ачыстку |
| Вельмі тоўсты, больш за 60 мм | Магчыма пры магутнасці ад 30 да 40 кВт, павольней і спецыялізавана | Практычны да намінальнай мяжы прабівання | Плазма або кіслародна-паліва | Надзейнасць праколу і прастакутнасць краю |
Важны зрух заключаецца ў тым, наколькі моцна хуткасць лазера змяняецца ў залежнасці ад магутнасці. Апублікаваныя выпрабаванні рэзкі на крыніцах звышвысокай магутнасці паказваюць, што хуткасць пастаянна расце аж да 40 кВт:
Пераход з 15 кВт да 40 кВт павялічыў хуткасць рэзання вугляродзістай сталі таўшчынёй 12 мм прыкладна на 280 працэнтаў, а вугляродзістай сталі таўшчынёй 20 мм — прыкладна на 420 працэнтаў.
Лазер магутнасцю 30 кВт выразаў тыповую дэталь з нержавеючай сталі таўшчынёй 16 мм за палову цыклу лазера магутнасцю 15 кВт, што таксама скараціла спажыванне газу ўдвая.
Адзін вытворца паведамляе, што на вугляродзістай сталі таўшчынёй 50 мм машына магутнасцю 30 кВт працуе прыкладна на 88 працэнтаў хутчэй, чым машына магутнасцю 20 кВт.
⦿ У імпульсным рэжыме выпрабаванні дазволілі разрэзаць 70 мм нержавеючай сталі азотам пры магутнасці 30 кВт і 230 мм вугляродзістай сталі паветрам пры магутнасці 40 кВт, хоць гэта хутчэй дэманстрацыя магчымасцей, чым паўсядзённыя вытворчыя хуткасці.
Плазма маштабуецца па-рознаму. Плазменная сістэма абмежаваная сілай току, а яе хуткасць пры зададзенай таўшчыні ў значнай ступені фіксуецца пасля выбару крыніцы харчавання. Вось чаму дыяпазон сярэдніх пласцін, які калісьці быў агульным, цяпер належыць у асноўным лазерам, і таму тоўсты дыяпазон аспрэчваецца. Абалонка поўнай хуткасці па ўзроўні магутнасці адлюстроўваецца ў валаконна-лазерная рэзка металу, таўшчыня, хуткасць і кіраўніцтва па магутнасці.
Паветраная рэзка змяняе эканоміку тоўстых лістоў
Менш відавочным фактарам з'яўляецца дапаможны газ. Кіслародная рэзка тоўстай вугляродзістай сталі добра працуе пры меншай магутнасці, але яе хуткасць амаль не паляпшаецца з павелічэннем магутнасці. Рэзка паветрам пад высокім ціскам маштабуецца з магутнасцю, і пры 20 кВт і вышэй яна рэжа тоўстую вугляродзістую сталь хутка і практычна без шлаку. Гэта азначае, што лазер звышмагутнасці можа рэзаць тоўсты ліст хутчэй і з меншымі выдаткамі газу, чым старыя кіслародныя працэсы, што звужае перавагу плазмы ў кошце, а таксама ў хуткасці.
Праколванне тоўстай пласціны
Праколванне часта з'яўляецца схаваным вузкім месцам на тоўстых лістах. Магутнасць плазменнага праколвання задаецца крыніцай харчавання, і дэталям, якія знаходзяцца далей, патрэбны пачатак з краю, што абмяжоўвае ўкладанне. Магутныя лазеры праколваюць тоўсты ліст хутчэй, чым раней, але праколванне ўсё яшчэ займае прыкметна больш часу, чым на тонкіх лістах, і дадае пырскі, якія зношваюць сопла. На дэталях з вялікай колькасцю адтулін час праколвання можа пераважваць розніцу ў хуткасці рэзання, таму пры параўнанні каштарысаў або вынікаў выпрабаванняў падлічвайце як колькасць праколаў, так і даўжыню рэзання.
Якасць фаскі і краю
Адной толькі хуткасці спрэчку не вырашае, бо тоўстыя пласціністыя дэталі звычайна зварваюцца або збіраюцца балтамі. Якасць абрэзкі вызначае, колькі працы застанецца пасля рэзкі.
⦿ Прапілоўка і цяпло: лазерная прапілоўка вузкая, а зона ўздзеяння цеплавога ўздзеяння невялікая; плазма пакідае шырэйшую прапілоўку і большую колькасць цяпла, што можа дэфармаваць больш тонкія зрэзы.
⦿ Кут рэжучай кромкі: плазменная рэзка мае невялікі скос на паверхні рэжучай паверхні, у той час як лазерная рэзка на сярэдняй пласціне значна бліжэй да квадратнай.
⦿ Адтуліны: лазеры выразаюць невялікія круглыя адтуліны для нітаў у сярэдняй пласціне, якія часта можна выкарыстоўваць прама са стала; плазменныя адтуліны ў тоўстай пласціне звычайна патрабуюць свідравання або развёртвання.
⦿ Падрыхтоўка да зваркі: плазменныя галоўкі для зняцця фаскі з'яўляюцца дасканалымі і шырока выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі V- і K-палімераў на тоўстых лістах, а цяпер даступныя і лазерныя галоўкі для зняцця фаскі, але яны маюць дадатковы кошт.
Вытворцы апісваюць практычную розніцу па-свойму: калі кожная плазменна разрэзаная базавая пліта перад зваркай ідзе на дрыль і шліфавальны станок, разрэз не будзе сапраўды завершаны. Канструкцыйныя базавыя пліты дыяпазону ад 12 да 40 мм з'яўляюцца адным з найбольш відавочных прыкладаў пераходу ад плазмы да лазера менавіта па гэтай прычыне. Майстэрні, якія займаюцца такім відам... канструкцыйныя і ліставыя сталёвыя работы часта выяўляюць, што зэканомленая другасная праца мае большае значэнне, чым хуткасць рэзання.
Тып матэрыялу таксама ўплывае на сітуацыю. Тоўсты ліст з нержавеючай сталі і алюмінію больш спрыяе лазернай рэзцы, чым з вугляродзістай сталі, бо азотны лазер пакідае чысты край без аксідаў, які плазма не можа дасягнуць без дадатковай апрацоўкі. На тоўстай вугляродзістай сталі, дзе плазменныя краю прымальныя для многіх канструкцыйных мэтаў, канкурэнцыя застаецца найбольш напружанай.
Капітальныя выдаткі супраць прапускной здольнасці
Менавіта тут плазма ўсё яшчэ займае найбольшыя пазіцыі. Звышмагутны лазер — гэта сур'ёзная інвестыцыя, у той час як магутная плазменная сістэма каштуе значна менш.
| Facteur | Валакновы лазер магутнасцю ад 20 да 40 кВт | Плазменная сістэма з ЧПУ | Вымярэнне |
|---|---|---|---|
| Капітальныя выдаткі | Высокі; часта дасягае 6-значных лічбаў з чылерам і корпусам | Доля кошту лазера, нават для сістэм высокай выразнасці | Агульны кошт усталёўкі на адну машыну |
| Попыт на электраэнергію | Вялікі; каля 50 кВт усталявана пры 12 кВт і больш | Блок харчавання памерам у залежнасці ад сілы току | Усталяваная магутнасць у кВт і кошт мадэрнізацыі камунальных службаў |
| Прапускная здольнасць ад 4 да 20 мм | Найвышэйшы з усіх тэрмічных працэсаў | Ніжэй, з большай другаснай ачысткай | Гатовых дэталяў за змену |
| Другасная праца | Маленькі; краю і адтуліны часта гатовыя да зборкі | Шліфаванне, свідраванне або развёртванне, распаўсюджаныя на дакладных дэталях | Працахвілін на дэталь пасля рэзкі |
| Расходныя матэрыялы | Сопла і ахоўныя вокны | Электроды і фарсункі, часта сустракаемыя пры высокай сіле току | Кошт расходных матэрыялаў за гадзіну рэзкі |
Рашэнне зводзіцца да выкарыстання. Лазер магутнасцю 20 кВт або больш, які працуе ў 2 змены з сярэднімі і тоўстымі лістамі, можа акупіць сваю прэмію за кошт прапускной здольнасці і эканоміі часу на аздабленне. Той жа станок, які працуе некалькі гадзін на тыдзень на выпадковых тоўстых дэталях, гэтага не зробіць. Перад тым, як зрабіць выбар, параўнайце агульны кошт усталёўкі, уключаючы мадэрнізацыю магутнасці і магутнасць чылернай камеры, з колькасцю дадатковых дэталяў, якія ён вырабляе за змену. Кошты на абсталяванне разглядаюцца ў колькі каштуе станок для лазернай рэзкіі цэны на плазму ў колькі каштуе стол для плазменнай рэзкі.
Крамы, якія апраўдваюць інвестыцыі, звычайна разглядаюць мадэлі з цяжкай рамай. магутныя машыны для рэзкі металу валаконным лазерам пабудаваныя для вытрымкі тоўстых ліставых нагрузак і больш высокай тэмпературы пры доўгіх разрэзах, у параўнанні з больш лёгкімі рамамі з ліставога металу, абсталяванымі большай крыніцай.
Эксплуатацыйны кошт за метр
Пагадзінныя эксплуатацыйныя выдаткі на карысць плазмы, таму што лазер звышмагутнай магутнасці спажывае значна больш электраэнергіі і патрабуе больш магутнага ахаладжальніка. Кошт за метр рэзкі можа сведчыць пра іншае. Калі лазер рэжа сярэдні ліст у некалькі разоў хутчэй, выкарыстоўвае паветра замест азоту і выключае этап шліфавання, яго кошт гатовай дэталі можа апусціцца ніжэй за плазму, нават калі яго пагадзінныя выдаткі вышэйшыя. Параўнанне справядлівае толькі ў тым выпадку, калі станок працуе пастаянна, што вяртае рашэнне аб яго выкарыстанні.
Каму ўсё яшчэ варта купляць плазму
Плазма застаецца правільным адказам для значнай часткі пакупнікоў. Гэта мае сэнс, калі:
⦿ Праца ў асноўным ўяўляе сабой грубую структурную рэзку, дзе аздабленне краёў і дакладнасць адтулін не маюць вырашальнага значэння.
⦿ Таўшчыня ліста звычайна перавышае 50 мм, альбо для вельмі цяжкіх сячэнняў у майстэрні патрабуецца кіслародна-гаручаевая апрацоўка.
⦿ Бюджэт або наяўнасць электрасеткі выключаюць выкарыстанне лазера звышмагутнасці.
⦿ Зварка фаскі на тоўстых лістах — гэта штодзённая патрэба, і правераная плазменная галоўка для фаскі падыходзіць для гэтага працоўнага працэсу.
⦿ Машынныя гадзіны занадта малыя, каб акупіць капітальныя выдаткі на лазер.
Для гэтых крамаў, а магутная партальная плазменная рэзка забяспечвае магутнасць па вытворчасці тоўстых лістоў пры значна меншых пачатковых выдатках, а таксама Плазменны стол з ЧПУ з гарэлкай для рэзкі газам дадае кіслародна-газваляльнае апрацоўванне для самых цяжкіх участкаў. Многія буйныя вытворцы цяпер выкарыстоўваюць абодва віды: магутны лазер для дакладнай і сярэдняй таўшчыні лістоў, а таксама плазму або кіслародна-газваляльнае апрацоўванне для самых тоўстых і грубых работ.
Кантрольны спіс рашэнняў
✔ Сартаваць год працы па таўшчыні паласы і падлічыць гадзіны ў кожнай.
✔ Вымярайце другасную працу на бягучых плазменных дэталях: колькасць хвілін шліфавання, свідравання і дапрацоўкі на дэталь.
✔ Улічвайце кошт лазера, уключаючы ахаладжальнік, корпус, мадэрнізацыю харчавання і ўстаноўку, а не толькі станок.
✔ Параўноўвайце гатовыя дэталі за змену, а не толькі хуткасць рэзання.
✔ Калі рэгулярна выкарыстоўваецца вельмі тоўстая пласціна, уключыце ў план плазменную або кіслародна-газваляльную рэзку.
Параўнайце лазер і плазму для апрацоўкі пласцін
Даследуйце высокую магутнасць валаконна-лазерныя машыны для рэзкі побач Плазменныя рэзкі з ЧПУі атрымайце бясплатную прапанову ў залежнасці ад таўшчыні вашых пліт, аб'ёмаў і патрабаванняў да аздаблення.
