Novinky a události

Řezací stroj plamenem VS. laserový řezací stroj

Řezací stroj na plamen je řezací zařízení, které k řezání kovových materiálů používá plyn s kyslíkem nebo benzín s kyslíkem. Řezací stroj na plamen používá k řezání kovů směs kyslíku a acetylenu. Plamen zahřívá kovový plech na vysokou teplotu, spaluje malou část a vytváří řez. Laserové řezací stroje používají extrémně výkonné laserové paprsky k přesnému řezání materiálů. Laserové řezání je velmi vhodné pro složité a vysoce přesné řezání, zatímco řezání plamenem je vhodnější pro silnější materiály. Tento článek prozkoumá rozdíly mezi laserovými řezacími stroji a řezacími stroji na plamen tím, že představí a analyzuje jejich výhody a nevýhody.

Co je to řezání plamenem?

Princip řezání plamenem

Řezání plamenem je běžná metoda pro hrubé obrábění ocelových plechů. Řezání plamenem, známé také jako řezání kyslíkem, využívá k řezání kovů směs kyslíku a acetylenu. Plamen je směrován na materiál, který se poté zahřeje na vysokou teplotu a spálí. Konstrukce řezacího hořáku poskytuje dostatek kyslíku pro spalování oxidu železa, což zajišťuje dobrý řezný účinek. Tato metoda dokáže řezat mnoho typů kovů, ale je nejvhodnější pro silnější materiály. Tento proces je poměrně jednoduchý a cenově dostupný, což z něj činí oblíbenou volbu pro mnoho firem zabývajících se zpracováním plechů.

Mezi zařízení pro řezání plamenem obvykle patří řezací hořáky, kyslíkové lahve a acetylenové lahve. Plyn je k řezacímu hořáku přiváděn hadicí. Jiskry emitované hořákem zapalují kyslík a acetylen, které hoří při teplotě dostatečné k odpaření kovu. Maximální teplota tohoto procesu je asi 3500 °C, což znamená, že tímto způsobem lze řezat i kovy s vysokým bodem tání.

Stroj na řezání plamenem

Řezací stroj na plamen se skládá z řezacího hořáku, mechanismu s pevnou délkou a zařízení pro čištění řezných spojů, které funguje podobně jako plamenná pistole. Existují mechanické, pulzní a fotoelektrické měřicí mechanismy, které umožňují automatické měření. Zařízení pro čištění řezných spojů je speciálně navrženo k čištění zbytků ulpělých na řezném spoji, aby se zabránilo ovlivnění kvality povrchu oceli během válcování. Metoda čištění zahrnuje seškrábání lepkavých zbytků škrabkou a také použití sady vysokorychlostních rotujících ostrých kladiv k odstranění lepkavých zbytků a otřepů. Řezací stroje na plamen se často používají jako zařízení pro řezání ocelových předvalků po kontilití, řezání velkých průřezů, bram a velkých trubkových předvalků. Používají se také k řezání hotových ocelových plechů o tloušťce větší než 50 mm.

CNC řezací stroj na plamen je nejstarší používané CNC řezací zařízení. Zavedení CNC technologie do řezání plamenem dosáhlo automatizace celého procesu řezání, což výrazně zlepšilo kvalitu řezu ocelových plechů (amplituda velikosti a kvalita řezu, která může nahradit některé mechanické zpracování), vysokou efektivitu výroby (kontinuální řezání, řezání více pistolemi) a vysoké využití materiálu (vnořené řezání).

Kvalita řezání plamenem řezacího stroje

Kvalita řezání závisí nejen na výkonu, stupni drážky a spolehlivosti CNC obráběcích strojů, ale také úzce souvisí s kvalitou použitého plynu, kvalitou řezacích programů a kvalitou obsluhy. Mezi běžné problémy řezacích strojů při výrobě patří deformace při řezání, drsný povrch řezné plochy a silné skvrny. Pro snížení deformace při řezání je třeba zvolit rozumný proces přepínání (počáteční bod řezání, směr a sekvence) a zvážit přerušované řezání. Nosná konzola ocelového plechu by měla být rovná a stabilní a měla by se zlepšit suchost ocelového plechu. Zlepšení čistoty a tlakové stability kyslíku a acetylenu je základní zárukou pro zlepšení účinnosti CNC řezacích strojů a dosažení vysoce kvalitních řezných povrchů. Použitím řezání kapalným kyslíkem se výrazně zlepšuje kvalita řezné plochy díky stabilnímu tlaku a čistotě přes 99,5%. Zachycuje se velmi málo strusky a rychlost řezání se výrazně zlepšuje.

Řídicí systém řezacího stroje plamenem

Počítačem podporovaný programovací systém pro nesting je podpůrné zařízení pro CNC řezací stroje. Je základní zárukou rychlého a správného programování CNC programů a zlepšení míry využití ocelových plechů. Počítačem podporované programování zahrnuje zadávání grafiky dílů. Skládá se ze čtyř hlavních kroků: šikmé zadávání, řezání a následné zpracování. Kvalita programovacího softwaru se odráží především v rychlosti grafického zadávání a nestingu, protože tyto dvě části zabírají nejvíce času z celé programátorské práce. Měl by mít rychlý grafický vstup a snadnou kontrolu a úpravy. Nesting má plně automatické víceúrovňové nestingové a manuální funkce rozvržení, stejně jako silné funkce správy dílů a řízení výroby. Dokáže automaticky nebo ručně určit proces řezání a má pohodlné přemosťovací funkce.

Bezpečnostní opatření pro používání řezacích strojů plamenem

Během řezání na CNC řezacím stroji často dochází k různým vadám řezu. Pro zlepšení kvality řezu uvádíme stručný úvod do klíčových bodů kontroly kvality v různých řezných situacích:

Klíčové body, kterým je třeba věnovat pozornost při řezání kování.

Vzhledem k silné oxidové vrstvě na povrchu výkovku a skutečnosti, že bod vznícení oxidové vrstvy je vyšší než bod tání, je během řezání pravděpodobné přerušení řezu, což má za následek snížení kvality řezu a efektivity práce. Proto by se při řezání výkovků měla oxidová vrstva na horním a spodním povrchu v oblasti řezu před řezáním odstranit, aby se zlepšila rychlost a kvalita řezu.

Klíčové body pro prevenci deformace během řezání ozubených desek za studena pro válcování čtvercových sochorů.

Je velmi důležité kontrolovat deformaci obrobku při řezání. Například uspořádání řezné trasy podle konvence může způsobit deformaci a odchylku obrobku. I když je obrobek tvarovaný, je obtížné splnit požadavky na velikost a výrobek bude nakonec zmetkový. Proto je rozumné uspořádání řezné trasy plynem zásadní.

Klíčové body, kterým je třeba věnovat pozornost při řezání silných plechů.

Při řezání tlustých ocelových plechů teplota klesá od horního povrchu směrem dolů. Na začátku řezání se tlak kyslíku postupně zvyšuje a nakonec dosáhne konzistence ve směru tloušťky ocelového plechu. To způsobuje nekonzistentní spalování ve směru tloušťky ocelového plechu v počáteční poloze řezání, což má za následek vady na začátku řezání obrobku.

Aby se předešlo vadám, lze použít následující metody:

Použití kruhového obloukového podávání pro zvětšení délky přívodu v řadě a vyhnutí se přímým vstupním bodům. Tato metoda má dobrou účinnost a je široce používána ve výrobě, ale její nevýhodou je plýtvání materiálem.
Použijte zapalovací tyče. Metoda spočívá ve zvětšení tloušťky ocelového plechu o jeden kus v místě vstupu bez mezer. Řezný nůž by měl být zasunut ze zapalovací tyče, která bude vést plamen řezného nástroje ke spodní části ocelového plechu tak, aby rychlost hoření ocelového plechu byla konzistentní a byl dosažen optimální povrch řezné sekce. Zapalovací tyč lze nahradit nařezanými odřezky. Tato metoda zmenšuje vzdálenost mezi obrobkem a okrajem plechu, snižuje tvorbu rohových odřezků a účinně zlepšuje míru využití plechu. Zapalovací tyč je praktičtější při řezání ultra silných ocelových plechů.

Co je laserové řezání?

Princip laserového řezání

Řezání laserem je použití laseru k řezání materiálů. Laserové řezání nahrazuje tradiční mechanické nože neviditelnými paprsky světla. Vyznačuje se vysokou přesností, rychlým řezáním, neomezuje se pouze na omezení řezného vzoru, má automatické rozvržení, šetří materiály, je hladký a plynulý řez a má nízké náklady na zpracování. Postupně zlepší nebo nahradí tradiční zařízení pro řezání kovů. Laserový paprsek je koncentrován čočkou, která jej poté zaostřuje na specifickou oblast. Tento laserový paprsek je velmi výkonný a dokáže řezat materiály s vysokou přesností a precizností. Řezání laserem má dobrý vliv na materiály, jako je kyselina akrylová, dřevo, papír a kov. Mechanická část laserového kotouče nepřichází do kontaktu s obrobkem, takže během provozu nezpůsobuje škrábance na povrchu obrobku. Rychlost řezání laserem je vysoká, řez je hladký a plochý a obecně nevyžaduje následné zpracování. Zóna ovlivněná teplem při řezání je malá, deformace plechu je malá a řezný šev je úzký (0,1 mm ~ 0,3 mm). Řez není mechanicky namáhán ani nevznikají žádné smykové otřepy. Vysoká přesnost obrábění, dobrá opakovatelnost a žádné poškození povrchu materiálu. CNC programování dokáže zpracovat jakýkoli plochý výkres a řezat velké celé desky bez nutnosti použití forem, což je ekonomické a časově úsporné. Umožňuje také vytvářet složité návrhy, kterých je obtížné nebo nemožné dosáhnout řezáním plamenem.

Laserový řezací stroj

Laserové řezací stroje jsou složité a drahé stroje, od základních laserových řezacích strojů až po laserové gravírovací stroje. Pro správné fungování obvykle vyžadují chladicí systém a vysoce výkonný napájecí zdroj. Laserové zářiče se obvykle pohybují velmi přesně na materiálech pod počítačem. Specializovaná optická zařízení zaostřují laserový paprsek a vedou jej podél řezné dráhy.

Rozdíl mezi laserovým řezacím strojem a plamenným řezacím strojem

Při porovnávání laserového řezání a řezání plamenem je třeba zvážit následující klíčové faktory:

1. Univerzálnost

Laserový řezací stroj je univerzálnější volbou. Ve srovnání s tradičními plamennými řezacími stroji mají laserové řezací stroje vysokou rychlost řezání, úzké řezné spoje, malou tepelně ovlivněnou zónu, dobrou kolmost hran řezných spojů, hladké řezné hrany a širokou škálu materiálů, které lze řezat laserem, včetně kovů i nekovů. (uhlíková ocel, nerezová ocel, legovaná ocel, dřevo, plast, pryž, tkanina, křemen, keramika, sklo, kompozitní materiály atd.). Vzhledem k tomu, že laserové řezací stroje jsou předprogramovány, je snazší dosáhnout automatizace ve velkovýrobních operacích. Na druhou stranu plamenné řezací stroje mohou řezat pouze kovové materiály.

2. Přesnost řezání

Přesnost laserových řezacích strojů je mnohem vyšší než u řezacích strojů plamenem. Laserový paprsek je zaostřen do velmi malého průměru a může dosáhnout přesnosti až 0,0005 palce (0,0127 milimetru). Řezání plamenem takové přesnosti dosáhnout nemůže, proto je laserové řezání preferovanou volbou pro složité konstrukce nebo přesné tolerance.

Přesnost laserového řezacího stroje je určena následujícími faktory.

Velikost laserové kondenzace v laserovém generátoru. Pokud je světelná skvrna po agregaci velmi malá, je přesnost řezu velmi vysoká a pokud je mezera po řezání také velmi malá, znamená to, že přesnost laserového řezacího stroje je velmi vysoká a kvalita je velmi vysoká. Paprsek vyzařovaný laserem je však kuželovitý, takže vyřezané mezery jsou také kuželovité. Za těchto podmínek platí, že čím je obrobek tlustší, tím nižší je přesnost, což má za následek větší řezný šev.
Přesnost pracovního stolu. Pokud je přesnost pracovního stolu velmi vysoká, zlepší se také přesnost řezání. Proto je přesnost pracovního stolu také velmi důležitým faktorem při měření přesnosti laserového generátoru.
Laserový paprsek se zhušťuje do kužele. Při řezání je laserový paprsek kuželovitý směrem dolů. Pokud je tloušťka řezaného obrobku velmi velká, přesnost řezu se sníží a mezery budou velmi velké.
Různé materiály použité k řezání mohou také ovlivnit přesnost laserového řezacího stroje. Ve stejné situaci se přesnost řezání nerezové oceli a hliníku bude velmi lišit. Přesnost řezání nerezové oceli bude vyšší a řezný povrch bude také hladší.

3. Kvalita řezu

Laserový paprsek vytváří čistý a hladký povrch bez otřepů a ostrých hran. To je obzvláště užitečné při použití materiálů, jako je akryl a dřevo, které mohou vyžadovat hladký povrch. Na druhou stranu, zaostření řezačky plamenem není příliš přesné, což může způsobit ztuhnutí některých roztavených materiálů na okrajích a nakonec zanechat drsný povrch.

Obecně lze kvalitu laserového řezání měřit pomocí následujících šesti standardů.

Drsnost řezné plochy
Velikost řezné strusky
Ořezávání svislosti a sklonu
Velikost zaoblení řezné hrany
Míra přetažení pruhů
Plochost

4. Snižování odpadu

Odpad materiálu generovaný laserovým řezacím strojem je velmi malý, protože laserový paprsek je velmi přesný. Naproti tomu stroje na řezání plamenem taví mnohem více materiálu najednou a mohou také vytvářet nedokonalé hrany, které je později nutné zarovnat. Celkově se v důsledku toho ztratí více kovových materiálů.

5. Náklady

Vzhledem ke složitosti laserových řezacích strojů a nákladům na laserové vybavení a spotřební materiál je laserový řezací stroj dražší než řezací stroj plamenem.

Náklady na pořízení stroje

Cena laserových řezacích strojů se pohybuje od $25800 do $122000, zatímco cena řezacích strojů plamenem se pohybuje od $2800 do $3500.

Provozní náklady

Provozní náklady na řezací stroj plamenem pocházejí hlavně z levného spotřebního materiálu, jako je plyn, mechanický přenos elektřiny a řezací trysky. Ve srovnání s lasery je poměrně levný.

Provozní náklady na laserové řezání zahrnují:

Náklady na elektřinu (zejména zahrnují spotřebu elektřiny laseru + spotřebu elektřiny vodního chladiče + spotřebu elektřiny obráběcího stroje + spotřebu elektřiny vzduchového kompresoru).
Náklady na údržbu. Laserové řezací stroje se liší od řezacích strojů plamenem a vyžadují pravidelnou údržbu. Obvykle to trvá jednou až dvakrát ročně, nebo i častěji.
Existují dva typy plynů, jeden je laserový plyn a druhý je pomocný plyn (pomocný plyn zahrnuje kyslík a dusík).
Cena spotřebního materiálu. Přestože pro laserové řezací stroje není mnoho spotřebního materiálu, je jejich životnost poměrně dlouhá. Jednotková cena je však poměrně vysoká.

6. Dopady na pracovní prostředí během procesu řezání

Pracovní proces laserové řezačky je relativně tichý a bezpečný a během řezání se uvolňuje méně plynu nebo kouře. Na druhou stranu, řezání plamenem je hlučný a potenciálně nebezpečný proces, který zahrnuje hořlavé plyny a otevřený oheň.

7. Je řezání laserem a plamenem bezpečné?

Ano, řezání laserem a plamenem je bezpečné, pokud jsou dodržovány příslušné bezpečnostní protokoly. Obsluha používající laserové řezací stroje musí nosit ochranné brýle, ochranný oděv a respirátory, aby byla chráněna před laserovým zářením a škodlivým kouřem. Při řezání plamenem musí obsluha zajistit, aby byl prostor dobře větraný, bez hořlavých materiálů, a musí také nosit ochranný oděv a respirátory, aby byla chráněna před škodlivým kouřem. V konečném důsledku, pokud jsou dodržovány bezpečnostní protokoly a zařízení je řádně udržováno, je řezání laserem i plamenem bezpečné.

Kdy zvolit řezání laserem nebo řezání plamenem?

Volba mezi laserovým řezáním a řezáním plamenem závisí na řezaných materiálech a požadavcích na přesnost řezání. Vzhledem ke své všestrannosti, přesnosti a hospodárnosti ve velkovýrobě se laserové řezání častěji volí pro řezání obrobků s vysokou přesností a požadavky na snížení odpadu. Řezání plamenem je naproti tomu vhodnější pro řezání silných plechů s méně důležitou přesností. V konečném důsledku je důležité vyhodnotit daný projekt a zvážit obě možnosti, aby se určila nákladově efektivnější a účinnější.

Vyberte si plamenný řezací stroj

Výhodami řezacích strojů na plamen jsou řezání velkých tlouštěk a nízké náklady. Ve srovnání s laserovými řezacími stroji existuje významná výhoda v účinnosti, zejména při řezání plechů o tloušťce přesahující 50 mm. Řezací stroj na plamen dokáže řezat plechy až do tloušťky 200 mm. Řezací stroje na plamen se obecně používají k řezání běžných kovů, jako je nízkouhlíková ocel, měď a hliník. Nemohou však řezat vysokouhlíkovou ocel, nerezovou ocel, litinu atd. a mají velkou tepelně ovlivněnou zónu, silnou deformaci tlustých plechů a vysokou provozní obtížnost.

Vyberte laserovou řezačku

Rozsah řezání laserem je velmi široký, ať už se jedná o kov nebo nekovy. Laserový řezací stroj má úzkou šířku řezu, vysokou přesnost, vynikající drsnost řezného povrchu a vysokou rychlost řezání. Je vhodný zejména pro řezání tenkých plechů, například o tloušťce menší než 25 mm. Jeho náklady na zařízení jsou však vysoké a účinnost řezání tlustých plechů je výrazně snížena.

Lze laserové řezání použít k řezání silných materiálů?

Ano, lasery mohou pronikat silnými materiály, pokud mají dostatečný výkon. Vysoký výkon obvykle znamená větší laserovou hlavu. Řezání silných materiálů laserem může také vyžadovat další průchody laserovou hlavou, což sníží celkovou rychlost řezání a prodraží operaci. V současné době je konkurence na trhu v odvětví laserových řezacích strojů velmi tvrdá a různí výrobci laserových řezacích strojů usilují o vyšší výkon. Čína již vyrobila laserové řezací stroje s výkonem 120 000 wattů.

Jaké materiály lze řezat laserem?

Existuje několik materiálů, které lze řezat laserem, včetně kovu, plastu a skla. Materiály, které lze řezat laserem, však závisí na typu použitého laseru. Například některé laserové řezací stroje dokáží řezat pouze určité materiály, zatímco jiné dokáží řezat více materiálů. Pokud se použije řezací stroj CO2 laser, dokáže řezat různé materiály, včetně dřeva, plastu, skla a kovu. Na druhou stranu, vláknové laserové řezací stroje dokáže řezat nerezovou ocel, hliník a mosaz.

Jaké materiály nelze řezat laserem?

Mezi materiály, které nelze řezat laserem, patří vysoce reflexní materiály, jako jsou zrcadla, tenké materiály náchylné k ohýbání nebo tavení, a materiály, které jsou nebezpečné pro řezání, jako je azbest nebo výbušniny.

Jaký je rozdíl mezi řezáním plamenem, plazmou a laserem?

Hlavní rozdíl mezi řezáním plamenem a plazmovým řezáním spočívá v použité energii. Řezání plamenem využívá kyslíko-acetylenový hořák, zatímco plazmové řezání využívá zrychlený proud horké plazmy. Řezání plamenem je pomalejší a méně přesné než plazmové řezání, ale lze jej provádět i na silnějších materiálech. Na druhou stranu, plazmové řezání je rychlejší a přesnější, ale jeho maximální hloubka řezu je menší než u řezání plamenem.

Řezací stroj na plamen má značnou výhodu v účinnosti a nejnižších nákladech při řezání plechů o tloušťce přesahující 50 mm.
Plazmové řezací stroje mají vysokou řeznou účinnost při zpracování plechů o tloušťce 6-40 mm.
Laserové řezací stroje se v současnosti široce používají pro zpracování plechů o tloušťce 6-40 mm. Vzhledem k poklesu cen laserových řezacích strojů v posledních letech v podstatě nahradily plazmové řezací stroje.