Řezání laserem a plazmové řezání jsou dvě nejpoužívanější technologie tepelného řezání při výrobě plechů. Oba využívají energii k řezání kovu tavením a odstraňováním materiálu po naprogramované dráze. Oba jsou řízené CNC a schopné vyrábět složité 2D profily z plochého plechu. Ale pracují na zásadně odlišných fyzikálních principech, fungují odlišně u různých typů materiálů a tlouštěk a dopady na cenu a kvalitu při výběru jednoho před druhým jsou dostatečně významné na to, aby se srovnání stalo jednou z prvních technických otázek, kterou by měli inženýři a týmy nákupu vyřešit při specifikaci procesu řezání kovů.
Laserový řezací stroj zaměřuje vysoce výkonný laserový paprsek – generovaný vláknovým laserovým zdrojem v moderních průmyslových systémech – do malého ohniska na kovovém povrchu. Hustota koncentrované energie v ohnisku se taví a částečně odpařuje kov, zatímco koaxiální pomocný proud plynu (dusík nebo kyslík) vyfukuje roztavený materiál ven z řezu a pryč od povrchu řezu. Řídicí jednotka CNC pohybuje řezací hlavou po naprogramované dráze a vytváří souvislý řez.
Technologie vláknového laseru nahradila CO₂ laser jako standard pro řezání kovů prakticky ve všech nových instalacích. Vláknové lasery přeměňují elektrickou energii na laserové světlo efektivněji (přibližně 30–40 % účinnosti nástěnných zásuvek oproti 10–15 % pro CO₂), produkují paprsek s kratší vlnovou délkou, který je účinněji absorbován kovy, a vyžadují méně údržby, protože paprsek je generován v pevném vláknovém médiu, nikoli v plynové výbojce. Moderní vláknové laserové řezací systémy jsou dostupné ve jmenovitých výkonech od 2kW do 20kW a více, s vyšším výkonem umožňujícím vyšší řezné rychlosti a větší maximální tloušťku materiálu.
Plazmový řezací systém prochází elektrickým obloukem stlačeným plynem (vzduch, dusík, kyslík nebo směsi argonu a vodíku, v závislosti na aplikaci) a vytváří plazmu – ionizovaný plyn s extrémně vysokou teplotou, typicky 20 000–25 000 °C v jádru oblouku. Tento plazmový paprsek taví kov v místě řezu a kinetická energie proudu plynu vyfukuje roztavený materiál z řezu.
Plazmové řezání nevyžaduje zaostřený optický paprsek, což znamená, že řezací hlava může být umístěna ve větší vzdálenosti od povrchu obrobku než laserová hlava, a proces je tolerantnější vůči povrchové kontaminaci, okuje a nátěru. Plazmové systémy s vysokým rozlišením – využívající přesně zúžený plazmový oblouk – dosahují výrazně lepší kvality řezu a užší šířky řezu než starší konvenční plazmové systémy, čímž se zužuje kvalitativní mezera při řezání laserem, zejména u silnějších materiálů.
| Funkce | Řezání vláknovým laserem | Plazmové řezání (High-Definition) |
|---|---|---|
| Princip řezání | Fokusovaný laserový paprsek taví a odpařuje materiál | Ionizovaný plazmový oblouk taví materiál; foukání plynu odstraňuje strusku |
| Špičková kvalita (tenký plech <6 mm) | Vynikající — hladké, hranaté hrany, není potřeba žádná sekundární úprava | Dobré na HD plazmě – mírné zkosení, u systémů nižší kvality trochu strusky |
| Špičková kvalita (silný plech > 20 mm) | Dobrá až střední – tepelně ovlivněná zóna se zvětšuje s tloušťkou | Velmi dobré — plazma funguje dobře na tlusté desce |
| Šířka řezu (typická) | 0,1–0,3 mm na tenkém materiálu | 1,5–3 mm na standardních systémech; 0,8–1,5 mm na HD plazmě |
| Polohová přesnost | Typicky ±0,05–0,1 mm | Typické ±0,5–1 mm (HD plazma ±0,2–0,4 mm) |
| Minimální velikost otvoru | Tloušťka materiálu (nebo menší na tenkém plechu) | Přibližně 2× minimální tloušťka materiálu |
| Rychlost na tenkém plechu (1–3 mm) | Velmi rychlý — vláknový laser vyniká na tenkém materiálu | Pomalejší než laser na tenkém plechu |
| Rychlost na tlustém plechu (20–50 mm) | Pomalejší a vyšší provozní náklady při velké tloušťce | Rychlejší a nižší náklady na metr tlustého plechu |
| Maximální tloušťka (měkká ocel) | Až 30–40 mm u vysoce výkonných systémů (12–20 kW) | Až 80–100 mm u systémů pro velké zatížení |
| Schopnost z nerezové oceli | Vynikající — čistý řez za pomoci dusíku | Dobrý – vyžaduje vhodnou směs plynů; více strusky než laser |
| Schopnost hliníku | Dobrý — dusíková podpora u standardních slitin | Střední – více strusky a širší zářez než laser |
| Tepelně ovlivněná zóna (HAZ) | Úzký — minimální metalurgická změna v přilehlém materiálu | Širší — větší tepelný příkon ovlivňuje přilehlou zónu |
| Provozní náklady | Vyšší — laserový zdroj, optika, asistenční plyn | Nižší — spotřební materiál (elektroda, tryska) je levný |
| Kapitálové náklady | Vyšší — vláknové laserové systémy jsou dražší | Nižší — plazmové systémy mají nižší počáteční kapitálové náklady |
| Tolerance stavu povrchu | Pro konzistentní výsledky vyžaduje čistý, plochý materiál | Tolerantnější vůči vodnímu kameni, rzi a povrchové kontaminaci |
| Nejlepší aplikace | Přesný plech 0,5–20 mm, složité profily, jemné rysy | Konstrukční deska 10–80 mm, méně přesné řezání |
Pro výrobu plechů v rozsahu tloušťky 0,5–12 mm – jádro většiny výroby skříní, panelů, držáků a rámů – řezání vláknovým laserem poskytuje kvalitu řezu a rozměrovou přesnost, které se plazmové řezání nemůže vyrovnat. Úzký laserový zářez, hrana se čtvercovým řezem a přesnost polohy ±0,1 mm umožňují čisté řezání malých otvorů, jemných štěrbin a profilů s malou tolerancí v jediné operaci. U plazmy by stejné vlastnosti vyžadovaly sekundární vrtání nebo dokončovací práce, aby bylo dosaženo ekvivalentní rozměrové přesnosti, přičemž by se přidaly procesní kroky a náklady, které eliminují výhodu kapitálových nákladů plazmy pro přesnou práci.
Laserové řezání s plynem asistujícím dusíkem vytváří čisté ostří bez oxidů na nerezové oceli, které nevyžaduje žádné dodatečné čištění před svařováním nebo leštěním. Plazmové řezání nerezové oceli zavádí více tepla do řezané hrany, vytváří širší tepelně ovlivněnou zónu a může produkovat nasávání dusíku v řezané ploše, což způsobuje poréznost v následných svarech. Pro součásti z nerezové oceli v potravinářském, farmaceutickém nebo architektonickém průmyslu, kde je rozhodující kvalita svaru a povrchová úprava, je laserové řezání procesním standardem.
Zaostřený laserový bod – obvykle o průměru 0,1–0,3 mm na obrobku – umožňuje přesné řezání vnitřních prvků o velikosti 1 mm nebo 1,5 mm otvoru v 1 mm oceli. Větší efektivní šířka řezu plazmového řezání znemožňuje výrobu prvků tohoto rozsahu v přijatelných tolerancích. U dílů navržených s ventilačními štěrbinami, výřezy pro vedení kabelů, vzory montážních otvorů a západkami je laserové řezání jedinou praktickou možností tepelného řezání.
Programy pro řezání laserem jsou vytvářeny přímo z CAD dat s minimální dobou nastavení – programování nového dílu trvá minuty a první řez lze provést bez jakýchkoli investic do nářadí. Díky tomu je laserové řezání výchozí volbou pro zakázkovou výrobu, prototypování a výrobu v malých až středně velkých objemech, kde náklady na nástroje pro alternativní procesy (lisování, děrování) nelze amortizovat přes dostatečný objem. Flexibilita při řezání jakéhokoli profilu ze stejného stroje se změnou programu je základní provozní výhodou řezání laserem oproti procesům závislým na nástrojích.
Pro řezání konstrukčních ocelových plechů v rozsahu tloušťky 20–80 mm – konstrukční rámy, základny těžkých strojů, lodní sekce, součásti tlakových nádob – je plazmové řezání rychlejší a nákladově efektivnější než řezání laserem. U měkké oceli 25 mm řeže vysoce výkonný plazmový systém rychlostí 1 500–2 000 mm/min; 12kW vláknový laser při srovnatelné tloušťce řeže rychlostí 600–900 mm/min při výrazně vyšších provozních nákladech. Pro výrobce konstrukcí, jejichž hlavní činností je spíše tlustý plech než přesný plech, zůstává plazmové řezání ekonomicky racionální volbou.
Laserové řezání vyžaduje čistý, plochý materiál v dobrém stavu povrchu pro konzistentní výsledky. Povrchové okují z desky válcované za tepla, základního nátěru, barvy nebo rzi rozptylují laserový paprsek a zhoršují kvalitu řezu. Plazmové řezání je výrazně tolerantnější k povrchové kontaminaci — plazmový oblouk propálí okuje a povlak bez optické citlivosti laserového systému. Pro operace řezání za tepla válcovaných konstrukčních profilů nebo předem potažených materiálů, kde je příprava povrchu před řezáním nepraktická, je plazma robustnější volbou procesu.
Rozhodnutí mezi řezáním laserem a řezáním plazmou závisí především na tloušťce materiálu a požadované přesnosti:
Pro výrobu plechů od 0,5 mm do 20 mm – u naprosté většiny průmyslových skříní, ovládacích panelů, držáků, rámů a součástí zařízení – je standardní specifikací řezání vláknovým laserem. Kvalita řezu, rozměrová přesnost a flexibilita v tomto rozsahu tlouštěk jsou u plazmy nesrovnatelné. Vyšší kapitálové náklady laserového zařízení se odrážejí v ceně za kus, ale eliminace sekundárních dokončovacích operací a schopnost udržet úzké tolerance bez dalších kroků zpracování dělají z laseru možnost s nižšími celkovými náklady pro přesnou práci.
Pro řezání konstrukčních desek nad 20 mm nebo pro velkoobjemové řezání konstrukčních dílů válcovaných za tepla, kde se stav povrchu mění a požadavky na přesnost řezné hrany jsou skromné, nabízí řezání plazmou s vysokým rozlišením cenu a rychlost, které lasery nemohou dosáhnout.
Většina moderních závodů na výrobu plechu – včetně smluvních výrobců s kompletními službami – provozuje laserové i plazmové řezací systémy, aby pokryly celý rozsah tloušťky materiálu a optimalizovaly výběr procesu podle aplikace. Při hodnocení výrobního partnera potvrďte, která technologie řezání bude použita pro váš konkrétní materiál a tloušťku, a požádejte o vzorky řezů ve vámi požadované tloušťce pro posouzení kvality hran, než se zavážete k výrobnímu množství.
Ano – řezání vláknovým laserem zvládne nerezovou ocel, hliník, měkkou ocel, galvanizovanou ocel, měď a mosaz s vhodným výběrem parametrů a asistujícím výběrem plynu. Nerezová ocel je řezána pomocí dusíku, aby se zabránilo oxidaci řezné hrany; hliník vyžaduje dusík nebo asistenci čistého vzduchu v závislosti na tloušťce; měkká ocel se často řeže s pomocí kyslíku při nižších tloušťkách pro maximální rychlost nebo dusíkem pro čistší břit. Potřebný výkon laseru se zvyšuje s tvrdostí materiálu a odrazivostí – hliník a měď jsou více odrazivé než ocel a vyžadují vyšší výkon nebo specifické konfigurace vláknového laseru navržené pro vysoce reflexní materiály. Před specifikací si ověřte u výrobce, pro jaké materiály je jejich konkrétní laserový systém určen.
Plazmové řezání vytváří mírné úhlové zkosení na hraně řezu – obvykle 1–3° – protože plazmový oblouk není dokonale válcový: je mírně kónický, v horní části řezu širší než ve spodní části. Plazmové systémy s vysokým rozlišením využívají pevněji sevřený oblouk, který snižuje úkos na 0,5–1°, ale nemůže jej eliminovat. Řezání laserem vytváří nominálně čtvercovou hranu řezu (úkos 0–0,5° na dobrém vybavení a nastavení), protože zaostřený paprsek má více válcový profil. Pro aplikace, kde je pravoúhlost řezu požadavkem montáže nebo těsnění – utěsněné panely, sestavy s malou tolerancí – je specifikováno řezání laserem, aby se předešlo problému s plazmovým zkosením.
Řezání vláknovým laserem dokáže zpracovat měkkou ocel do 30–40 mm na systémech s vysokým výkonem (15–20 kW), ale při tloušťkách nad 20 mm výrazně rostou provozní náklady na metr a rychlost řezání se ve srovnání s plazmou snižuje. U výrobců konstrukcí, kteří řežou převážně 25 mm a více, ekonomická výhoda upřednostňuje plazmu pro práci s těžkými plechy, i když také používají laserové systémy pro zpracování plechů. Většina výrobců s kompletním servisem provádí toto určení podle tloušťky materiálu: laser pro plechy a lehké plechy, plazma nebo kyslíko-paliv pro těžké konstrukční desky.
Řezání laserem a řezání vodním paprskem dosahují srovnatelné přesnosti polohy (±0,1–0,15 mm na dobrém zařízení), ale liší se v řezných charakteristikách způsoby, které jsou důležité pro konkrétní aplikace. Řezání vodním paprskem je proces za studena – žádná tepelně ovlivněná zóna, žádná změna tvrdosti materiálu na řezné hraně – proto je vhodnější pro materiály citlivé na teplo: nástrojová ocel, titan, kompozity, kámen a sklo. Laserové řezání je rychlejší a nákladově efektivnější u kovů v rozsahu tloušťky plechu. Pro standardní výrobu ocelových a hliníkových plechů, kde tepelně ovlivněná zóna není funkční, je řezání laserem rychlejší, levnější a stejně přesné.
Služby řezání laserem | Punch Press | Ohýbačka | Svařování | Nástřik ve spreji | Služby zakázkové výroby | Vyžádejte si cenovou nabídku
+86-13771171111 +86-13338110517 
