Технологии лазерной и плазменной резки материалов имеют одну область применения и являются конкурирующими технологиями.
В таблице, приведенной ниже, приведена сравнительная таблица, которая описывает преимущества и недостатки каждой технологии.
|
Сравнение |
Лазерная резка |
Плазменная резка |
|
Технология резки |
При непрерывном режиме работы лазерный луч нагревает обрабатываемый материал до температуры плавления, полученный расплав удаляется струей газа под высоким давлением. При импульсной лазерной резке металла материал под воздействием лазерного импульса испаряется в зоне резки. |
Плазменная резка заключается в проплавлении разрезаемого металла за счет теплоты, генерируемой сжатой плазменной дугой, и интенсивном удалении расплава плазменной струей. Плазменная дуга получается из обычной в специальном устройстве – плазмотроне – в результате ее сжатия и вдувания в нее плазмообразующего газа. |
|
Качество резки |
Очень высокое. Отсутствие грата и оплавлений на контуре детали. Лазерная резка дает возможность производить детали с мелкими контурами и микро перемычками. |
Невысокое. Как правило после резки остается грат, который при необходимости зачищается. |
|
Ширина реза |
Ширина реза постоянна (0,2 - 0,375 мм) |
Ширина реза не постоянна из-за нестабильности плазменной дуги (0,8 - 1,5 мм) |
|
Точность резки |
Как правило ±0,05 мм (0,2 - 0,375 мм) |
Зависит от степени износа расходных материалов ±0,1 - ±0,5 мм |
|
Конусность |
Менее 1° |
3° - 10° |
|
Минимальные отверстия
|
При непрерывном режиме диаметр примерно равен толщине материала. Для импульсного режима минимальный диаметр отверстия может составлять одну треть толщины материала. |
Минимальный диаметр отверстий составляет 1,5 от толщины материала, но не менее 4 мм. Выраженная склонность к эллиптичности, (возрастает с увеличением толщины материала). |
|
Внутренние углы
|
Высокое качество |
Происходит некоторое скругление угла, из нижней части среза удаляется больше материала, чем из верхней |
|
Грат (окалина) |
отсутствует |
присутствует почти всегда |
|
Прижоги |
Незаметны |
Присутствуют на острых наружных кромках деталей |
|
Скорость резки |
Очень высокая скорость. При малых толщинах обычно с заметным снижением при увеличении толщины, продолжительный прожиг больших толщин. |
Быстрый прожиг. Очень высокая скорость при малых и средних толщинах обычно с резким снижением при увеличении толщины. |
|
Тепловое воздействие |
низкое |
среднее |
|
Преимущества технологии |
Очень высокое качество резки, низкая стоимость реза для толщин до 3 мм включительно (по сравнению с плазменной резкой). |
Высокая производительность и низкая стоимость при невысоких требованиях к качеству и точности деталей |
|
Недостатки технологии |
Высокая стоимость резки на больших толщинах, низкая производительность по сравнению с плазменной резкой. |
Очень низкое качество и высокая себестоимость врезок, как правило |
Чтобы при резке металла, получить более точную по перпендикулярности кромку, нужно выбрать лазерную резку. Она лучше справится с работой, чем плазменная. Степень деформации материала при этом способе снижается, благодаря способности сфокусированного лазерного луча оказывать воздействие на узкое небольшое место. Результатом становятся узкие и геометрически правильные резы и отличающаяся четкой локализацией на небольшом пространстве область термического воздействия.
Достоинством этого способа обработки будет точность границ деталей, что крайне важно в процессе создания отдельных вырезов, небольших элементов, имеющих сложные конфигурации или углов с заданными параметрами. Высокая производительность также заставит предпочесть этот вид резки другим. Ее эффективность наилучшим образом проявляется при обработке стали, имеющей толщину до 6 мм. Это связано с тем, что технология способна показать отличную точность и качество результата при достаточно высокой скорости обработки материала.
Одним из отличий лазерной резки станет отсутствие окалины на тонколистовом металле. Это дает возможность направлять деталь для дальнейших технологических операций без проволочек. Следует отметить, что если лист материала имеет толщину 4 мм или менее, то кромки резки будут гладкими и прямолинейными. Если же обрабатывается металл большей толщины, кромки получаются с небольшим скосом, не превышающим 0,5°. Если лазерная технология применяется для создания отверстий, то диаметр нижней части окажется чуть шире, чем в верхней. При этом качество и геометрия отверстий не пострадают. Эти показатели приводят к тому, что при необходимости обработать лист металла с толщиной 20–40 мм лазерная технология применяется менее часто, чем плазменная. Если материал имеет толщину более 40 мм – ее применения избегают.
Область применения плазменной резки – обработка большего диапазона толщин листов, при этом качество реза остается на высоком уровне. Если необходимо обработать медь с толщиной листа до 80 мм, вырезать детали из чугуна, толщина которого достигает 90 мм, алюминий или его сплав толщиной до 120 мм или же режутся легированные и углеродистые стали толщиной до 150 мм, то процесс доказывает свою экономическую эффективность.
Если же лист металла достаточно тонок, его толщина не достигает 0,8 мм, пламенная резка применяется в крайне редких случаях. Ее особенностью является определенная конусность поверхности реза, достигающая 3° - 10°. При создании отверстий в металле эта особенность уменьшает диаметр нижней кромки, так, если обрабатывается деталь, имеющая толщину 20 мм, диаметры входной и выходной кромки могут оказаться различающимися на 1 мм. Также применение плазменной резки ограничивается минимальными размерами создаваемого отверстия. Качественного результата получится добиться лишь в том случае, когда толщина листа равна или больше диаметра отверстия.
Особенностью технологии будет и термический обжиг кромки металла, длящийся хоть непродолжительное время, но снижающий качество результата. Часто при использовании этого способа возникает небольшая окалина, но ее удаление не составит труда.
При сравнении обеих технологий можно увидеть, что при работе с материалом небольшой толщины качество результата окажется схожим. Если процесс происходит с металлами с толщиной от 6 мм, необходимо предпочесть плазменную резку. Она имеет преимущества и по скорости выполнения работы и по энергоэффективности.
Существует нюанс, лазерная резка металлов малых толщин обеспечивает более высокое качество деталей. Если необходимо получить изделие сложной формы, следует предпочесть ее. Технология обеспечит соответствие всем запроектированным параметрам.
Интересно, что сфокусированный лазерный луч имеет более широкий диапазон возможностей, чем плазменная технология. Он широко используется для выполнения таких операций как маркировка, разметка, способен обеспечить упрочнение. Дополнительным преимуществом станут более длительные периоды службы расходных материалов, используемых при лазерной резке.
