Co to jest cięcie laserowe?
Cięcie laserowe to proces, w którym wiązka laserowa jest wykorzystywana do cięcia drewna, plastiku, papieru, metali i akrylu. Wiązka laserowa nie styka się z ciętym materiałem, co pozwala na uzyskanie niezwykle precyzyjnych cięć. Grawerowanie laserowe pozwala na trwałe grawerowanie kodów kreskowych, logo i dat na pierścionkach lub sprzęcie profesjonalnym.
Do cięcia laserowego stosuje się trzy różne lasery:
- Lasery dwutlenku węglaWiązka laserowa jest wytwarzana w szczelnej szklanej rurze wypełnionej dwutlenkiem węgla. Cząsteczki gazu reagują z wysokim napięciem podczas przechodzenia przez rurę. Ta reakcja wytwarza gorące światło, a ciepło jest wykorzystywane do odparowania materiału. Laser ten jest używany do wiercenia, grawerowania i cięcia tytanu, stali, wosku, stali nierdzewnej i papieru. Jest on preferowany do cięcia materiałów o grubości powyżej 10 mm, ponieważ zapewnia doskonałą jakość krawędzi. Jedną z wad laserów dwutlenkowych jest ich wydajność wynosząca zaledwie 20%.
- Laser neodymowyDziała dokładnie tak samo jak laser dwutlenkowy, ale wykorzystuje kryształ z niewielką ilością neodymu zamiast gazu jako źródło lasera. Jest stosowany, gdy potrzebna jest duża moc do wiercenia i grawerowania ceramiki oraz żłobienia metali.
- Lasery światłowodoweW przeciwieństwie do laserów dwutlenkowych, lasery światłowodowe nie wykorzystują gazu. Do wytwarzania światła wykorzystywane są diody. Następnie światło jest wprowadzane do światłowodu i wzmacniane. Jest ono stosowane do cięcia materiałów cieńszych niż 10 mm, ponieważ jest bardziej wydajne i precyzyjne niż lasery wymienione powyżej. Ponadto głowica laserowa generuje długość fali 1064 nanometrów, co czyni je idealnymi do cięcia materiałów odblaskowych, takich jak mosiądz i miedź. Jego sprawność wynosi 75%.
Korzyści z używania przecinarki laserowej
Korzystanie z przecinarki laserowej ma pewne główne Zalety, w tym:
Precyzyjny
Dokładność cięcia laserowego wynosi +/-0.1 mm, co czyni je niezwykle precyzyjnymi. Są one znacznie dokładniejsze i precyzyjniejsze niż jakakolwiek inna tradycyjna metoda cięcia.
Co więcej, ploter laserowy uszczelnia krawędzie poprzez odparowanie lub stopienie krawędzi ciętego materiału, dzięki czemu nie trzeba używać szlifierki, aby cokolwiek wygładzić. Są one wykorzystywane do szybkiego prototypowania, ponieważ umożliwiają wykonywanie precyzyjnych i precyzyjnych cięć.
Wydajny
Jeśli chcesz szybko ciąć wiele materiałów, przecinarki laserowe będą dla Ciebie idealnym rozwiązaniem, ponieważ są precyzyjne, dokładne i bardzo wydajne.
Przecinarki laserowe mogą bardzo szybko ciąć metal o grubości 10 mm. Według Wikipedii, przecinają stal nierdzewną o grubości 13 mm w 5-15 sekund; skraca to czas użytkowania, a tym samym zużycie energii.
Wszechstronność
Wycinarki laserowe to wszechstronne maszyny, które mogą ciąć niemal wszystko – drewno naturalne, stal, żelazo, a nawet papier. Można ich również używać do precyzyjnego cięcia, co nie jest mocną stroną wykrawarek CNC.
Tylko nie używaj lasera do cięcia stalowego bloku o grubości stopy. Może być konieczne kupienie nowej maszyny.
Elastyczne
Po skonfigurowaniu lasera możesz ciąć niemal wszystko. Nie ma potrzeby wymiany narzędzi tnących dla różnych projektów. Modernizacja będzie konieczna tylko wtedy, gdy będziesz musiał ciąć coś większego.
Wady przecinarki laserowej
Jeśli używasz wycinarka laserowa Przygotowując projekt, należy pamiętać o następujących wadach:
Wymagana jest wiedza specjalistyczna, aby móc z niej korzystać
Laik nie jest w stanie obsługiwać wycinarki laserowej; wymaga ona wyspecjalizowanego operatora. To zwiększa nakład pracy, a tym samym koszty operacyjne.
Posiada limit cięcia
Przecinarki laserowe nie przecinają bardzo grubych metali. Mogą ciąć metale o maksymalnej grubości 30 mm. Jednak większość przecinarek laserowych tnie tylko metale o szerokości od 9 do 12 mm.
To jest drogie
Sprzęt do cięcia jest drogi.
Koszt początkowy
Koszt może sięgnąć nawet 150 tys. dolarów. Ponadto, maszyna do cięcia laserowego charakteryzuje się większą mocą obliczeniową, co przekłada się na większe zużycie energii i straty energii. Ponadto, utrzymanie maszyny jest kosztowne.
Wydziela niebezpieczne opary
Cięcie laserowe wytwarza gazy i opary, które mogą być niebezpieczne dla osób w miejscu pracy. Dlatego, aby stworzyć bezpieczne środowisko pracy, należy zainstalować odpowiedni system wentylacji.
Powoduje ślady oparzeń
Grawerki laserowe pozostawiają niepożądane ślady przypalenia na krawędziach. Promień lasera nie dotyka materiału, ale gdy opary i resztki materiału się z nim zetkną, powstają ślady przypalenia.
Aby uniknąć niepożądanych śladów przypalenia i przepalonych krawędzi, można podjąć środki zapobiegawcze, m.in. stosując sprężone powietrze do wydmuchiwania oparów, usuwając resztki materiału i stosując wilgotne drewno.
Czym jest cięcie CNC?
Obróbka CNC (Computer Numerical Control) to proces, w którym oprogramowanie steruje ruchem maszyn i narzędzi skrawających. Maszyna interpretuje instrukcje i tworzy ścieżkę narzędzia; narzędzie jest programowane do poruszania się po niej w celu wycięcia niestandardowego kształtu. W przeciwieństwie do wycinarek laserowych, maszyna CNC styka się z przedmiotem obrabianym i wykorzystuje tarcie do jego cięcia.
Istnieje kilka typów maszyn CNC.
- Tokarki:Podstawowa tokarka ma dwie osie. Przesuwa ona mocno zamocowany element wokół osi i dociska go do narzędzia obróbkowego. Zaprogramowane narzędzie porusza się wzdłuż ścieżki. Ta czynność nadaje obrabianemu przedmiotowi pożądany kształt. Tokarki są powszechnie używane do obróbki przedmiotów, które muszą być symetryczne, takich jak stożki lub kwadraty.
- Router cnc: Frezarki CNC obsługują frezarkę ręczną jako wrzeciono. Wrzeciono tnie duże wymiary w metalach, tworzywach sztucznych i drewnie. Frezarka CNC może pracować w trzech wymiarach, w układzie współrzędnych trójosiowych. Prędkość obrotową wrzeciona można regulować w zależności od potrzeb. Zazwyczaj frezarka CNC jest używana do cięcia miękkich materiałów nieżelaznych, takich jak drewno i akryl.
- Przecinarki plazmowe: Przecinarki plazmowe nie przecinają materiału mechanicznie, lecz wykorzystują gorącą plazmę do cięcia kształtów w arkuszach stali nierdzewnej, aluminium i mosiądzu. Jonizuje ona gazy, takie jak azot, tworząc plazmę.
- Przemiał: Frezarka CNC działa odwrotnie niż tokarka. Zamiast przesuwać narzędzie skrawające, przesuwa materiał skrawający. Frezarka wykorzystuje narzędzie skrawające zamocowane do obracającego się wrzeciona. Obrabiany przedmiot jest umieszczany na stole. Stół porusza się w różnych płaszczyznach i osiach, dzięki czemu narzędzie skrawające może nadać pożądany kształt. Frezarki występują w różnych rozmiarach i mogą pracować w wielu osiach. Frezarka CNC jest najczęściej używana do obróbki metali.
Korzyści z używania frezarki CNC
Główne zalety stosowania frezarek CNC w projektach obejmują:
Precyzja
Proces opiera się na sterowaniu komputerowym, co eliminuje ryzyko błędów ludzkich. W rezultacie powstaje precyzyjny produkt.
Wytrzymałość
Jedną z głównych zalet stosowania frezarek CNC jest to, że mogą pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, 365 dni w roku. Nie trzeba ich wyłączać między zadaniami w celu konserwacji.
Niska cena
Chociaż frezarki CNC charakteryzują się wyższym kosztem początkowym, wymagają one niewielkiej konserwacji. Co więcej, są mniej zależne od pracy ludzkiej, więc potrzeba bardzo niewielu pracowników do nadzoru nad procesem.
Poprawione bezpieczeństwo
Konserwacja jest zazwyczaj wymagana tylko wtedy, gdy narzędzie jest wyłączone. Dzięki temu użytkownicy nie muszą zbliżać się do narzędzi tnących, co zapewnia bezpieczeństwo procesu cięcia.
Wady stosowania frezarki CNC
Jeśli używasz frezarki CNC jako profesjonalista, powinieneś pamiętać o następujących wadach:
Wymaga przeszkolonych operatorów
Do obsługi maszyn CNC wymagane jest podstawowe szkolenie; jedna osoba wystarczy do nadzorowania i obsługi kilku maszyn. Mniejsze możliwości zatrudnienia, ponieważ nie jest już wymagana praca ręczna.
Utrata umiejętności
W przeszłości studenci inżynierii studiowali i poświęcali lata na naukę tych precyzyjnych metod cięcia. Wraz z wprowadzeniem mechaniki CNC, nowi studenci przestali uczyć się tych umiejętności.
Wysoki koszt
Wysokie koszty instalacji, eksploatacji i konserwacji to jedna z głównych wad maszyn tnących CNC. Są one droższe niż maszyny ręczne i wymagają większych nakładów początkowych.
Ponadto, w przypadku awarii konieczne jest zatrudnienie wykwalifikowanego pracownika, który zajmie się sprawą. Do różnych zastosowań i konstrukcji potrzebne są różne narzędzia tnące.
Jaka jest różnica pomiędzy maszyną CNC a przecinarką laserową?
Wycinarki CNC i laserowe są używane w produkcji ubytkowej, ale znacząco się od siebie różnią. Przyjrzyjmy się niektórym różnicom między niektórymi narzędziami do cięcia laserowego CNC:
Różnice w możliwościach materiałowych
Narzędzia tnące CNC i przecinarki laserowe pracują z różnymi materiałami. CNC może przetwarzać więcej materiałów niż przecinarka laserowa. Przecinarka laserowa nie jest w stanie przetwarzać delikatnych materiałów, takich jak polichlorek winylu (PCW), poliwinylobutyral (PVB) i skóra. Większość laserów CNC nie nadaje się do obróbki materiałów o grubości powyżej 12-13 mm. Tylko nieliczne mogą przetwarzać materiały o grubości do 30 mm.
Cięcie grubego poliwęglanu za pomocą lasera powoduje stopienie materiału, a nie jego odparowanie, co jest bardzo nieefektywne, ponieważ poliwęglan pochłania promieniowanie podczerwone. Laser wykorzystuje podczerwień do cięcia materiałów. Ponadto cięcie miękkich materiałów, takich jak PVC, wiązką laserową wytwarza szkodliwe gazy, które mogą powodować korozję lasera.
W przeciwieństwie do przecinarek laserowych, przecinarki CNC mogą być używane do cięcia zarówno grubego PVC, jak i poliwęglanu.
Szybkość cięcia
Cięcie laserowe jest szybszym procesem w porównaniu z cięciem maszynowym CNC. Używając plotera laserowego do cięcia stali, można osiągnąć prędkość 114 cali na minutę (IPM), podczas gdy plotery CNC osiągają prędkość zaledwie 70 cali na minutę (IPM).
Ponadto przecinarki laserowe często potrzebują tylko jednej próby, aby przeciąć wiele materiałów, podczas gdy przecinarki CNC wymagają o wiele więcej prób, aby wykonać ten sam proces.
Dokładność
Nic dziwnego, że wycinarki laserowe znacznie lepiej niż wycinarki CNC przenoszą precyzję. Dokładność jest wprost proporcjonalna do precyzji; większa precyzja oznacza większą dokładność.
Frezarka CNC ma precyzję zaledwie 1 mm, w porównaniu z precyzją 0.1 mm w przypadku wycinarek laserowych. Dzięki temu wycinarki laserowe osiągają dużą dokładność w szczegółach cięć.
Głębokość i szerokość cięcia
Maszyna tnąca CNC może tworzyć trójwymiarowe rzeźby, poruszając się wzdłuż wszystkich trzech osi. Z kolei wycinarki laserowe mogą dawać czyste, pionowe linie, ale nie mogą wykonywać głębokich cięć, ponieważ mają wąskie punkty skupienia i, w przeciwieństwie do wycinarek CNC, nie wykorzystują ruchów w osi Z.
Porównanie cen
Porównując początkowy koszt wycinarek laserowych i CNC, nie ma dużej różnicy. Przedział cenowy wycinarek laserowych waha się od 150 do 300 tysięcy dolarów w zależności od rozmiaru, podczas gdy ceny wycinarek CNC wahają się od 130 do 200 tysięcy dolarów w zależności od rozmiaru.
Konserwacja
Pod względem konserwacji, przecinarki laserowe przewyższają przecinarki CNC. Przecinarki laserowe wymagają minimalnej lub żadnej konserwacji, w przeciwieństwie do przecinarek CNC, które wymagają okresowej wymiany narzędzi tnących.
Marnotrawstwo
Wycinarki laserowe generują znacznie mniej odpadów niż wycinarki CNC. Zapewnia to maksymalne wykorzystanie materiału tnącego.
Który do ciebie pasuje?
Zarówno wycinarki laserowe, jak i CNC mają unikalne cechy, które je od siebie odróżniają. Musisz określić, do czego chcesz używać wybranej maszyny.
Wycinarka laserowa sprawdzi się lepiej, jeśli zadanie wymaga cięcia cienkich i precyzyjnych elementów. Jeśli szukasz urządzenia, które może szybko obrobić większą liczbę elementów, to wycinarka laserowa będzie idealnym wyborem. Zapewni ona krótszy czas pracy, zmniejszając ogólne zużycie energii. Ponadto, uzyskany element będzie miał bardziej precyzyjne krawędzie.
Jednak mądrzejszym wyborem jest frezarka CNC, jeśli zadanie wymaga cięcia trójwymiarowego. Co więcej, maszyny CNC mogą pracować przez bardzo długi czas. Dlatego, jeśli produkty końcowe są większe, frezarki CNC są lepszym rozwiązaniem, ponieważ nie trzeba robić przerw pomiędzy nimi, co skraca czas pracy.
Kto używa przecinarek laserowych i przecinarek CNC
Zarówno przecinarki laserowe, jak i CNC są wykorzystywane w wielu różnych gałęziach przemysłu, takich jak:
- Dyrektorem
- Lotnictwo
- Elektronika
- Motoryzacja
Zastosowania laserów i przecinarek CNC
Dyrektorem
Zarówno laser, jak i CNC mają wiele zastosowań w przemyśle medycznym. Służą do produkcji precyzyjnego i wolnego od błędów ludzkich sprzętu ultrasonograficznego, skanerów MRI, cewników, sprzętu diagnostycznego i implantów biomedycznych.
Co więcej, są one obecnie wykorzystywane do produkcji sztucznych stawów, takich jak stawy biodrowe. W stomatologii służą do produkcji spersonalizowanych i niezwykle precyzyjnych implantów stomatologicznych dla pacjentów.
Lotnictwo
Przemysł lotniczy jest jednym z największych użytkowników obróbki CNC i cięcia laserowego.
Przecinarki laserowe tną stop aluminium do produkcji wielu mechanicznych komponentów lotniczych o różnych kształtach i rozmiarach.
Podobnie jak wycinarki laserowe, maszyny CNC są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym. Elementy wnętrza samolotów są wykonane z materiałów polimerowych. Maszyny CNC wytwarzają plastikowe części do samolotów, takie jak drzwi, kanały wentylacyjne i inne.
Elektronika
Frezarki i tokarki CNC są wykorzystywane w przemyśle elektronicznym do produkcji części z tworzyw sztucznych i metalu. Służą do wycinania otworów na klawiaturę w laptopach i komputerach stacjonarnych w elementach aluminiowych.
Z drugiej strony, plotery laserowe znakują elektronikę, taką jak mikroprocesory, płytki drukowane i klawiatury. Grawerują one kody kreskowe i numery seryjne na urządzeniach elektronicznych, umożliwiając ich łatwą identyfikację i rozpoznanie.
Motoryzacja
Technologia cięcia laserowego znalazła zastosowanie w Przemysł motoryzacyjny również. Za pomocą ploterów laserowych można wytwarzać części samochodowe, takie jak ramy drzwi, pokrywy dachowe, bagażniki i nadwozia.
Maszyny CNC są w dużym stopniu wykorzystywane do produkcji skrzyń biegów, desek rozdzielczych i paneli dachowych. Ponadto obróbka CNC jest wykorzystywana do produkcji reflektorów i oświetlenia wnętrza.
Bottom Line
Wycinarki laserowe i maszyny CNC mają swoje zalety i wady. Różnią się mechanizmem działania: jedna działa bezkontaktowo, a druga pozostaje w kontakcie z obrabianym przedmiotem przez cały proces. Każda z nich ma swoje zastosowanie. Są one korzystne w różnych procesach i na różne sposoby.
Są jednak pod wieloma względami bardzo podobne. Obie to nowoczesne metody cięcia. Mają podobne zastosowania i funkcje. Obie ułatwiają nam pracę, tworząc precyzyjne elementy, które są dokładne i wolne od błędów ludzkich.
Z biegiem czasu technologia cięcia laserowego zyskuje coraz większą popularność w wielu branżach. Dzięki rozwojowi technologii obiecuje ona jedynie więcej korzyści.
Mamy nadzieję, że wszystkie pytania, które miałeś przed lekturą tego bloga, zostały udzielone. Jeśli jednak nadal nie masz pewności, co jest dla Ciebie odpowiednie, skontaktuj się z Baison, aby uzyskać odpowiednie rozwiązanie. Pomożemy Ci wybrać maszynę, która będzie warta Twojej inwestycji.
