Cắt laze và cắt plasma là hai công nghệ cắt nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất trong chế tạo kim loại tấm. Cả hai đều sử dụng năng lượng để cắt xuyên qua kim loại bằng cách nấu chảy và loại bỏ vật liệu dọc theo đường đi được lập trình. Cả hai đều được điều khiển bằng CNC và có khả năng tạo ra các biên dạng 2D phức tạp từ tấm phẳng. Nhưng chúng hoạt động dựa trên các nguyên tắc vật lý khác nhau về cơ bản, chúng hoạt động khác nhau giữa các loại vật liệu và độ dày, đồng thời tác động về chi phí và chất lượng của việc chọn cái này so với cái kia đủ quan trọng để khiến việc so sánh trở thành một trong những câu hỏi kỹ thuật đầu tiên mà các kỹ sư và nhóm mua sắm nên giải quyết khi chỉ định quy trình cắt kim loại.
Máy cắt laser tập trung chùm tia laser công suất cao - được tạo ra bởi nguồn laser sợi quang trong các hệ thống công nghiệp hiện đại - đến một tiêu điểm nhỏ trên bề mặt kim loại. Mật độ năng lượng tập trung tại tiêu điểm làm nóng chảy và làm bay hơi một phần kim loại, trong khi một tia khí hỗ trợ đồng trục (nitơ hoặc oxy) thổi vật liệu nóng chảy ra khỏi vết cắt và ra khỏi bề mặt cắt. Bộ điều khiển CNC di chuyển đầu cắt dọc theo đường đã lập trình, tạo ra đường cắt liên tục.
Công nghệ laser sợi quang đã thay thế laser CO₂ làm tiêu chuẩn để cắt kim loại trong hầu hết các cơ sở lắp đặt mới. Laser sợi chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng laser hiệu quả hơn (hiệu suất cắm tường khoảng 30–40% so với 10–15% đối với CO₂), tạo ra chùm tia có bước sóng ngắn hơn được kim loại hấp thụ hiệu quả hơn và cần ít bảo trì hơn vì chùm tia được tạo ra trong môi trường sợi trạng thái rắn thay vì ống phóng khí. Các hệ thống cắt laser sợi quang hiện đại có mức công suất từ 2kW đến 20kW trở lên, với công suất cao hơn cho phép tốc độ cắt nhanh hơn và độ dày vật liệu tối đa lớn hơn.
Hệ thống cắt plasma truyền hồ quang điện qua khí nén (hỗn hợp không khí, nitơ, oxy hoặc argon-hydro, tùy thuộc vào ứng dụng) để tạo ra plasma - một loại khí bị ion hóa ở nhiệt độ cực cao, thường là 20.000–25.000°C ở lõi hồ quang. Tia plasma này làm nóng chảy kim loại tại điểm cắt và động năng của dòng khí thổi vật liệu nóng chảy ra khỏi vết cắt.
Cắt plasma không yêu cầu chùm tia quang tập trung, điều đó có nghĩa là đầu cắt có thể được đặt ở khoảng cách xa hơn so với bề mặt phôi so với đầu laser và quy trình này có khả năng chịu được ô nhiễm bề mặt, cặn và sơn tốt hơn. Hệ thống plasma độ phân giải cao — sử dụng hồ quang plasma được giới hạn chính xác — đạt được chất lượng cắt tốt hơn đáng kể và chiều rộng rãnh cắt hẹp hơn so với các hệ thống plasma thông thường cũ hơn, thu hẹp khoảng cách về chất lượng với cắt laser, đặc biệt là trên các vật liệu dày hơn.
| tính năng | Cắt Laser sợi | Cắt Plasma (Độ phân giải cao) |
|---|---|---|
| Nguyên lý cắt | Chùm tia laser hội tụ làm tan chảy và làm bay hơi vật liệu | Hồ quang plasma ion hóa làm tan chảy vật liệu; thổi khí loại bỏ xỉ |
| Chất lượng vượt trội (tấm mỏng <6mm) | Tuyệt vời - mịn, các cạnh vuông, không cần hoàn thiện thứ cấp | Tốt trên plasma HD - góc xiên nhẹ, một số vết cặn trên các hệ thống cấp thấp hơn |
| Chất lượng vượt trội (tấm dày >20mm) | Tốt đến trung bình - vùng ảnh hưởng nhiệt tăng theo độ dày | Rất tốt — plasma hoạt động tốt trên tấm dày |
| Chiều rộng Kerf (điển hình) | 0,1–0,3mm trên vật liệu mỏng | 1,5–3 mm trên hệ thống tiêu chuẩn; 0,8–1,5mm trên plasma HD |
| Độ chính xác vị trí | ± 0,05–0,1mm điển hình | ±0,5–1mm điển hình (HD plasma ±0,2–0,4mm) |
| Kích thước lỗ tối thiểu | Bằng độ dày vật liệu (hoặc nhỏ hơn trên tấm mỏng) | Độ dày vật liệu tối thiểu khoảng 2× |
| Tốc độ trên tấm mỏng (1–3 mm) | Rất nhanh - laser sợi quang vượt trội trên vật liệu mỏng | Chậm hơn tia laser trên một tấm mỏng |
| Tốc độ trên tấm dày (20–50mm) | Chi phí vận hành chậm hơn và cao hơn ở độ dày cao | Chi phí trên mỗi mét trên tấm dày nhanh hơn và thấp hơn |
| Độ dày tối đa (thép nhẹ) | Lên đến 30–40mm trên hệ thống công suất cao (12–20kW) | Lên đến 80–100mm trên hệ thống hạng nặng |
| Khả năng thép không gỉ | Tuyệt vời - cắt hỗ trợ nitơ sạch | Tốt - yêu cầu hỗn hợp khí thích hợp; nhiều cặn hơn laser |
| Khả năng nhôm | Tốt - hỗ trợ nitơ trên hợp kim tiêu chuẩn | Trung bình - nhiều cặn và vết cắt rộng hơn so với laser |
| Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) | Thu hẹp - thay đổi luyện kim tối thiểu trong vật liệu lân cận | Rộng hơn - đầu vào nhiệt nhiều hơn ảnh hưởng đến vùng lân cận |
| Chi phí vận hành | Cao hơn — nguồn laser, quang học, khí hỗ trợ | Thấp hơn - vật tư tiêu hao (điện cực, vòi phun) không tốn kém |
| Giá vốn | Cao hơn - hệ thống laser sợi quang đắt hơn | Thấp hơn - hệ thống plasma có chi phí vốn ban đầu thấp hơn |
| Dung sai điều kiện bề mặt | Yêu cầu vật liệu sạch, phẳng để có kết quả nhất quán | Chịu được cặn, rỉ sét và ô nhiễm bề mặt tốt hơn |
| Ứng dụng tốt nhất | Tấm kim loại chính xác 0,5–20mm, biên dạng phức tạp, tính năng tốt | Tấm kết cấu 10–80mm, cắt ít độ chính xác hơn |
Đối với chế tạo kim loại tấm trong phạm vi độ dày 0,5–12mm - cốt lõi của hầu hết sản xuất vỏ, bảng, giá đỡ và khung - cắt laser sợi mang lại chất lượng cắt và độ chính xác về kích thước mà cắt plasma không thể sánh được. Khe cắt laser hẹp, cạnh cắt vuông và độ chính xác vị trí ±0,1mm cho phép cắt sạch các lỗ nhỏ, khe nhỏ và biên dạng có dung sai chặt chỉ trong một thao tác. Trên plasma, các tính năng tương tự sẽ yêu cầu khoan hoặc hoàn thiện thứ cấp để đạt được độ chính xác về kích thước tương đương, bổ sung thêm các bước quy trình và chi phí giúp loại bỏ lợi thế chi phí vốn của plasma cho công việc chính xác.
Cắt laser bằng khí hỗ trợ nitơ tạo ra lưỡi cắt sạch, không chứa oxit trên thép không gỉ mà không cần làm sạch sau cắt trước khi hàn hoặc đánh bóng. Thép không gỉ cắt plasma đưa nhiều nhiệt hơn vào cạnh cắt, tạo ra vùng ảnh hưởng nhiệt rộng hơn và có thể tạo ra sự hấp thụ nitơ ở mặt cắt gây ra độ xốp trong các mối hàn tiếp theo. Đối với các thành phần thép không gỉ trong các ứng dụng chế biến thực phẩm, dược phẩm hoặc kiến trúc, nơi mà chất lượng mối hàn và độ hoàn thiện bề mặt là rất quan trọng, thì quy trình cắt laser là tiêu chuẩn.
Điểm laze tập trung — thường có đường kính 0,1–0,3mm ở phôi — cho phép cắt chính xác các chi tiết bên trong nhỏ như khe 1mm hoặc lỗ 1,5mm trên thép 1mm. Chiều rộng cắt hiệu quả lớn hơn của máy cắt plasma khiến cho các tính năng của quy mô này không thể tạo ra trong phạm vi dung sai chấp nhận được. Đối với các bộ phận được thiết kế với các khe thông gió, các đường cắt định tuyến cáp, các mẫu lỗ lắp và các tab vừa khít, cắt laser là lựa chọn cắt nhiệt thực tế duy nhất.
Các chương trình cắt laser được tạo trực tiếp từ dữ liệu CAD với thời gian thiết lập tối thiểu — việc lập trình một bộ phận mới chỉ mất vài phút và có thể thực hiện lần cắt đầu tiên mà không cần đầu tư vào dụng cụ. Điều này làm cho việc cắt laser trở thành lựa chọn mặc định cho chế tạo tùy chỉnh, tạo nguyên mẫu và sản xuất khối lượng từ thấp đến trung bình, trong đó chi phí dụng cụ cho các quy trình thay thế (dập, đục lỗ) không thể được khấu hao theo khối lượng đủ. Tính linh hoạt để cắt bất kỳ biên dạng nào từ cùng một máy khi thay đổi chương trình là lợi thế vận hành cơ bản của việc cắt laser so với các quy trình phụ thuộc vào dụng cụ.
Để cắt tấm thép kết cấu trong phạm vi độ dày 20–80mm - khung kết cấu, bệ máy hạng nặng, phần tàu, các bộ phận bình chịu áp lực - cắt plasma nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn so với cắt laser. Ở thép nhẹ 25 mm, hệ thống plasma công suất cao cắt ở tốc độ 1.500–2.000 mm/phút; laser sợi quang 12kW có độ dày tương đương cắt ở tốc độ 600–900 mm/phút với chi phí vận hành cao hơn đáng kể. Đối với các nhà chế tạo kết cấu có công việc cốt lõi là tấm nặng thay vì tấm chính xác, cắt plasma vẫn là lựa chọn hợp lý về mặt kinh tế.
Cắt laser yêu cầu vật liệu sạch, phẳng ở điều kiện bề mặt tốt để có kết quả ổn định. Lớp cặn bề mặt từ tấm cán nóng, lớp sơn lót, sơn hoặc rỉ sét làm phân tán chùm tia laze và làm giảm chất lượng vết cắt. Cắt plasma có khả năng chịu ô nhiễm bề mặt cao hơn đáng kể - hồ quang plasma đốt cháy lớp cặn và lớp phủ mà không có độ nhạy quang học của hệ thống laser. Đối với các hoạt động cắt trên các phần kết cấu cán nóng hoặc vật liệu được phủ trước mà việc chuẩn bị bề mặt trước khi cắt là không thực tế, plasma là sự lựa chọn quy trình hiệu quả hơn.
Quyết định giữa cắt laser và cắt plasma chủ yếu được quyết định bởi độ dày vật liệu và độ chính xác cần thiết:
Đối với chế tạo kim loại tấm từ 0,5 mm đến 20 mm - phần lớn các vỏ công nghiệp, bảng điều khiển, giá đỡ, khung và các bộ phận thiết bị - cắt laser sợi quang là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn. Chất lượng cắt, độ chính xác về kích thước và tính linh hoạt trong phạm vi độ dày này không thể sánh bằng plasma. Chi phí vốn cao hơn của thiết bị laser được phản ánh qua giá từng bộ phận, nhưng việc loại bỏ các hoạt động hoàn thiện thứ cấp và khả năng giữ dung sai chặt chẽ mà không cần các bước xử lý bổ sung khiến laser trở thành lựa chọn tổng chi phí thấp hơn cho công việc chính xác.
Để cắt tấm kết cấu trên 20 mm hoặc để cắt khối lượng lớn các phần kết cấu cán nóng nơi điều kiện bề mặt thay đổi và yêu cầu độ chính xác của lưỡi cắt là khiêm tốn, cắt plasma độ phân giải cao mang lại lợi thế về chi phí và tốc độ mà tia laser không thể sánh được.
Hầu hết các cơ sở chế tạo kim loại tấm hiện đại - bao gồm cả các nhà sản xuất theo hợp đồng trọn gói - vận hành cả hệ thống cắt laser và plasma để đáp ứng toàn bộ phạm vi độ dày vật liệu và tối ưu hóa việc lựa chọn quy trình theo ứng dụng. Khi đánh giá đối tác chế tạo, hãy xác nhận công nghệ cắt nào sẽ được áp dụng cho vật liệu và độ dày cụ thể của bạn, đồng thời yêu cầu cắt mẫu ở độ dày yêu cầu của bạn để đánh giá chất lượng cạnh trước khi cam kết số lượng sản xuất.
Có - tay cầm cắt laser sợi quang bằng thép không gỉ, nhôm, thép nhẹ, thép mạ kẽm, đồng và đồng thau với lựa chọn thông số thích hợp và hỗ trợ lựa chọn khí. Thép không gỉ được cắt bằng chất hỗ trợ nitơ để ngăn chặn quá trình oxy hóa của lưỡi cắt; nhôm yêu cầu hỗ trợ nitơ hoặc không khí sạch tùy theo độ dày; thép nhẹ thường được cắt bằng chất hỗ trợ oxy ở độ dày thấp hơn để có tốc độ tối đa hoặc bằng nitơ để có cạnh sạch hơn. Công suất laser cần thiết tăng theo độ cứng và độ phản xạ của vật liệu - nhôm và đồng có độ phản chiếu cao hơn thép và yêu cầu công suất cao hơn hoặc cấu hình laser sợi quang cụ thể được thiết kế cho các vật liệu có độ phản chiếu cao. Xác nhận với nhà chế tạo loại vật liệu mà hệ thống laser cụ thể của họ được xếp hạng trước khi chỉ định.
Cắt plasma tạo ra một góc xiên nhẹ trên cạnh cắt - thường là 1–3° - vì hồ quang plasma không có dạng hình trụ hoàn hảo: nó hơi hình nón, ở phần trên của vết cắt rộng hơn ở phần dưới. Hệ thống plasma độ phân giải cao sử dụng vòng cung được thu hẹp chặt hơn để giảm góc xiên xuống 0,5–1° nhưng không thể loại bỏ nó. Cắt laser tạo ra cạnh cắt vuông góc danh nghĩa (góc xiên 0–0,5° trên thiết bị và cài đặt tốt) vì chùm tia hội tụ có dạng hình trụ hơn. Đối với các ứng dụng mà độ vuông góc tiên tiến là yêu cầu lắp đặt hoặc bịt kín - các tấm đệm, các cụm có dung sai gần - việc cắt laser được chỉ định để tránh vấn đề góc xiên plasma.
Cắt laser sợi quang có thể gia công thép nhẹ lên tới 30–40mm trên hệ thống công suất cao (15–20kW), nhưng ở độ dày trên 20 mm, chi phí vận hành trên mỗi mét tăng đáng kể và tốc độ cắt giảm so với plasma. Đối với các nhà chế tạo kết cấu chủ yếu cắt từ 25 mm trở lên, tính kinh tế ưu tiên sử dụng plasma cho gia công tấm nặng, ngay cả khi họ cũng vận hành hệ thống laser cho gia công tấm. Hầu hết các nhà chế tạo đầy đủ dịch vụ đều đưa ra quyết định này bằng độ dày vật liệu: laser cho tấm và tấm nhẹ, plasma hoặc oxy-nhiên liệu cho tấm kết cấu nặng.
Cắt laze và cắt tia nước đạt được độ chính xác vị trí tương đương (±0,1–0,15mm trên thiết bị tốt), nhưng khác nhau về đặc điểm cắt theo những cách quan trọng đối với các ứng dụng cụ thể. Cắt tia nước là một quá trình lạnh - không có vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt, không có sự thay đổi độ cứng vật liệu ở cạnh cắt - làm cho nó thích hợp hơn với các vật liệu nhạy cảm với nhiệt: thép công cụ, titan, vật liệu tổng hợp, đá và thủy tinh. Cắt laser nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn trên kim loại trong phạm vi độ dày chế tạo tấm. Đối với chế tạo kim loại tấm thép và nhôm tiêu chuẩn, trong đó vùng chịu ảnh hưởng nhiệt không phải là mối lo ngại về mặt chức năng, việc cắt laser nhanh hơn, chi phí thấp hơn và độ chính xác không kém.
Dịch vụ cắt Laser | cú đấm | Máy uốn | hàn | sơn phun | Dịch vụ chế tạo tùy chỉnh | Yêu cầu báo giá
+86-13771171111 +86-13338110517 
