Desetljećima je pravilo bilo jednostavno: laseri za tanke ploče, plazma za debele ploče. Ultra-snažni vlaknasti laseri prekršili su to pravilo. Izvori od 20, 30 i 40 kW sada su uobičajeni u servisnim centrima za čelične dijelove i teškoj proizvodnji, a tržišna izvješća opisuju segment iznad 12 kW kao najbrže rastući dio tržišta laserskog rezanja. Ovaj vodič razmatra gdje se danas nalazi granica između lasera i plazme, prema debljini, kvaliteti ruba i cijeni.
Ako vam prvo trebaju osnove razlika između ta dva procesa, pregled strojevi za lasersko rezanje u odnosu na strojeve za plazma rezanje pokriva osnove. Ovaj članak se fokusira na odluku o debelim pločama.
Gdje se 12 kW uklapa u raspravu
Vlaknasti laser od 12 kW je prvo mjesto gdje se većina radionica prvo susreće s pitanjem plazme. Na ovoj razini, laseri udobno rukuju srednjom pločom i režu debelu traku pri manjim brzinama, što čini 12 kW uobičajenim korakom prema gore za izrađivače čiji je rad uglavnom ispod 20 mm s povremenim težim dijelovima.
Iznad 12 kW, stroj mijenja karakter. Izvori od 20 kW i više zahtijevaju teže okvire, veće hladnjake, jaču ventilaciju i veći električni priključak, tako da odluka o kupnji postaje i odluka o objektu. Zato mnoge trgovine tretiraju 12 kW kao gornju granicu opće proizvodnje, a 20 kW i više kao namjensku investiciju u debele ploče.
Usporedba debljine i brzine
Proizvođači obično grupiraju čelične ploče u 4 trake: tanke ispod 4 mm, srednje od 4 do 20 mm, debele od 20 do 60 mm i ekstra debele iznad toga. Odnos lasera i plazme mijenja se u svakoj traci.
| Debljina ploče (ugljični čelik) | Vlaknasti laser od 20 do 40 kW | Plazma visoke razlučivosti | Uobičajeni pobjednik | Mjerenje |
|---|---|---|---|---|
| Tanko, ispod 4 mm | Vrlo brzo, fini detalji, minimalno zagrijavanje | Brz, ali širi rez i veća toplinska distorzija | Laser | Dijelova na sat i ravnost nakon rezanja |
| Srednje, 4 do 20 mm | Laser od 20 kW nadmašuje plazmu od 300 A do oko 20 mm | Konkurentna brzina, grublji rub, zakošenje na reznoj površini | Laser | Smanjite broj metara po satu uz kvalitetu proizvodnje |
| Debelo, 20 do 50 mm | 30 kW i više smanjuje jaz zrakom ili kisikom | Dugogodišnji lider u brzini u ovom opsegu | Osporavano; lasersko osvajanje | Ukupno vrijeme ciklusa uključujući sekundarno čišćenje |
| Iznimno debela, preko 60 mm | Moguće od 30 do 40 kW, sporije i specijalizirano | Praktično do svoje nazivne granice probijanja | Plazma ili oksigorivo | Pouzdanost probijanja i pravokutnost ruba |
Važna promjena je koliko se brzina lasera skalira sa snagom. Objavljena ispitivanja rezanja na izvorima ultra visoke snage pokazuju da brzina stalno raste sve do 40 kW:
Prelaskom s 15 kW na 40 kW brzina rezanja ugljičnog čelika debljine 12 mm porasla je za oko 280 posto, a ugljičnog čelika debljine 20 mm za oko 420 posto.
⦿ Laser od 30 kW izrezao je tipičan dio od nehrđajućeg čelika od 16 mm u polovici ciklusa lasera od 15 kW, što je također prepolovilo potrošnju plina.
Na ugljičnom čeliku debljine 50 mm, jedan proizvođač izvještava da stroj od 30 kW radi oko 88 posto brže od stroja od 20 kW.
U pulsnom načinu rada, ispitivanja su izrezala 70 mm nehrđajućeg čelika dušikom pri 30 kW i 230 mm ugljičnog čelika zrakom pri 40 kW, iako su to demonstracije mogućnosti, a ne svakodnevne proizvodne brzine.
Plazma se ne skalira na isti način. Plazma sustav je ograničen svojom amperažom, a njegova brzina na određenoj debljini je uglavnom fiksna nakon što se odabere napajanje. Zato pojas srednje ploče, nekada zajednički, sada uglavnom pripada laserima i zato se osporava debeli pojas. Ovojnica pune brzine prema razini snage mapirana je u debljina, brzina i vodič za napajanje laserskog rezanja metala vlaknima.
Rezanje zrakom mijenja ekonomiju debelih ploča
Manje očigledan faktor je pomoćni plin. Rezanje debelog ugljičnog čelika kisikom dobro funkcionira pri nižoj snazi, ali mu se brzina jedva poboljšava s porastom snage. Rezanje visokim tlakom zraka raste sa snagom, a pri 20 kW i više brzo reže debeli ugljični čelik i uglavnom bez troske. To znači da laser ultra velike snage može rezati debele ploče brže i uz nižu cijenu plina od starijih procesa s kisikom, što smanjuje prednost plazme u troškovima, kao i u brzini.
Probijanje debele ploče
Probijanje je često skriveno usko grlo na debelim pločama. Kapacitet plazma probijanja određuje se napajanjem, a dijelovi iza njega trebaju početne točke na rubu, što ograničava ugniježđivanje. Laseri velike snage probijaju debele ploče brže nego nekada, ali probijanje i dalje traje znatno dulje nego na tankim pločama i dodaje prskanje koje troši mlaznice. Na dijelovima s mnogo rupa, vrijeme probijanja može nadmašiti razliku u brzini rezanja, stoga brojite probijanja kao i duljinu reza prilikom usporedbe ponuda ili rezultata pokusa.
Kvaliteta kosine i ruba
Sama brzina ne rješava spor, jer debeli pločasti dijelovi obično idu na zavarivanje ili sastavljanje vijcima. Kvaliteta ruba odlučuje koliko posla preostaje nakon rezanja.
⦿ Rez i toplina: laserski rez je uzak, a zona utjecaja topline mala; plazma ostavlja širi rez i veći unos topline, što može iskriviti tanje dijelove.
⦿ Kut ruba: plazma rezovi imaju blagi zakošeni rub na rezanoj površini, dok su laserski rubovi na srednjoj ploči mnogo bliži kvadratu.
⦿ Rupe: laseri režu male, okrugle rupe za vijke u srednjoj ploči koje se često mogu koristiti izravno sa stola; plazma rupe u debeloj ploči obično zahtijevaju bušenje ili razvrtanje.
⦿ Priprema zavara: plazma glave za zakošavanje su zrele i široko se koriste za V i K pripreme na debelim pločama, a laserske glave za zakošavanje su sada dostupne, ali povećavaju troškove.
Proizvođači opisuju praktičnu razliku vlastitim riječima: ako svaka plazmom izrezana osnovna ploča ide na bušilicu i brusilicu prije zavarivanja, rez nije zapravo završen. Konstrukcijske osnovne ploče u rasponu od 12 do 40 mm jedan su od najjasnijih primjera prelaska s plazme na laser upravo iz tog razloga. Radionice koje vode ovu vrstu konstrukcijski i čelični radovi često otkriju da je ušteđeni sekundarni rad važniji od brzine rezanja.
Vrsta materijala također mijenja sliku. Debele ploče od nehrđajućeg čelika i aluminija više favoriziraju laser nego ugljični čelik, jer rezanje dušikovim laserom ostavlja čist rub bez oksida koji plazma ne može postići bez dodatne završne obrade. Na debelom ugljičnom čeliku, gdje su rubovi plazme prihvatljivi za mnoge strukturne namjene, natjecanje ostaje neizvjesno.
Trošak kapitala u odnosu na protok
Ovdje plazma još uvijek drži najjače tlo. Laser ultra velike snage velika je investicija, dok sposoban plazma sustav košta djelić cijene.
| Faktor | Vlaknasti laser od 20 do 40 kW | CNC plazma sustav | Mjerenje |
|---|---|---|---|
| Trošak kapitala | Visoko; često i do šesteroznamenkastih iznosa s hladnjakom i kućištem | Djelić cijene lasera, čak i za sustave visoke razlučivosti | Ukupni trošak instalacije po stroju |
| Potražnja za električnom energijom | Velika; oko 50 kW instaliranih na 12 kW i više iznad toga | Dimenzioniranje napajanja prema amperaži | Instalirani kW i troškovi nadogradnje komunalnih usluga |
| Propusnost od 4 do 20 mm | Najviši od bilo kojeg termičkog procesa | Niže, s više sekundarnog čišćenja | Gotovih dijelova po smjeni |
| Sekundarni rad | Malo; rubovi i rupe često spremni za montažu | Brušenje, bušenje ili razvrtanje uobičajeno na preciznim dijelovima | Radne minute po dijelu nakon rezanja |
| Potrošna | Mlaznice i zaštitni prozori | Elektrode i mlaznice, česte pri visokoj amperaži | Trošak potrošnog materijala po satu rezanja |
Odluka se svodi na iskorištenost. Laser od 20 kW ili više koji radi u 2 smjene na srednje debelim i debelim pločama može otplatiti svoju premiju kroz protok i uštedu rada na završnoj obradi. Isti stroj koji radi nekoliko sati tjedno na povremenim debelim dijelovima neće. Prije nego što se odlučite, usporedite ukupne troškove instalacije, uključujući nadogradnje snage i kapacitet hladnjaka, s dodatnim dijelovima koje isporučuje po smjeni. Cijene opreme obuhvaćene su Koliko košta stroj za lasersko rezanjei cijene plazme u Koliko košta stol za rezanje plazmom.
Trgovine koje opravdavaju ulaganje obično se odlučuju za teške okvire. strojevi za rezanje metala vlaknastim laserom velike snage izgrađeni za nošenje debelih ploča i veće topline dugih rezova, za razliku od lakših okvira od lima opremljenih većim izvorom.
Trošak rada po metru
Trošak po satu rada ide u prilog plazmi, jer laser ultra velike snage troši puno više električne energije i treba mu veći hladnjak. Trošak po metru reza može reći drugačiju priču. Kada laser reže srednju ploču nekoliko puta brže, koristi zrak umjesto dušika i uklanja korak brušenja, njegov trošak po gotovom dijelu može pasti ispod plazme iako mu je trošak po satu veći. Usporedba vrijedi samo ako je stroj stalno zauzet, što odluku vraća na iskorištenost.
Tko bi još uvijek trebao kupiti plazmu
Plazma ostaje pravi odgovor za veliki dio kupaca. Ima smisla kada:
⦿ Rad se uglavnom svodi na grubo strukturno rezanje gdje završna obrada rubova i točnost rupa nisu kritični.
⦿ Ploča redovito prelazi 50 mm ili je radionici potreban i autogeni plin za vrlo teške dijelove.
⦿ Budžet ili dostupna električna opskrba isključuju laser ultra visoke snage.
⦿ Zavarivanje kosina na debelim pločama svakodnevna je potreba, a provjerena glava za plazma zakošavanje odgovara tom radnom procesu.
⦿ Broj radnih sati stroja je premalo da bi se pokrili kapitalni troškovi lasera.
Za ove trgovine, a teški portalni stroj za plazma rezanje pruža kapacitet debelih ploča uz znatno niže početne troškove i CNC plazma stol s plamenikom za rezanje dodaje oksigen za najteže dijelove. Mnogi veći proizvođači sada koriste oboje: laser velike snage za precizne i srednje ploče te plazmu ili oksigen za najdeblje i najgrublje radove.
Kontrolna lista za odluke
✔ Sortirajte godine poslova prema debljini trake i prebrojite sate u svakoj.
✔ Mjerenje sekundarnog rada na trenutnim plazma dijelovima: brušenje, bušenje i minuta ponovne obrade po dijelu.
✔ Cijena lasera uključuje hladnjak, kućište, nadogradnju napajanja i instalaciju, ne samo stroj.
✔ Usporedite gotove dijelove po smjeni, ne samo brzinu rezanja.
✔ Zadržite plazmu ili autogeno rezanje u planu ako je ekstra debela ploča redoviti dio rada.
Usporedite laser i plazmu za obradu ploča
Istražite veliku snagu strojevi za lasersko rezanje pored CNC plazma rezačii zatražite besplatnu ponudu na temelju debljine ploča, volumena i zahtjeva za završnu obradu.
