Лазерная резка и штамповка металла — два популярных метода резки металла, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Знание основных принципов работы этих методов является важным шагом для будущих предпринимателей.
В этой статье сравниваются и противопоставляются эти методы, обсуждаются их преимущества и недостатки, чтобы определить, какой металлорежущий станок лучше всего подходит для вашего бизнеса.
Что такое лазерная резка?
Лазерная резка — это процесс использования мощного лазерного луча для выполнения точных надрезов в листе металла. Лазерный луч управляется компьютеризированной моторной системой, которая движется по заранее запрограммированному пути.
Потребление электроэнергии лазерной системой определяет мощность резки станка для лазерной резки. Мощность маломощных картонорезных станков начинается от 5 Вт, а промышленные резаки для металлических пластин могут превышать 10 кВт.
Типы станков для лазерной резки
Лазерные резаки в первую очередь классифицируются на основе базовой лазерной технологии. Наиболее распространены следующие типы станков для лазерной резки.
- Волоконно-лазерная резка
- Станок для лазерной резки CO2 (газ)
- Неодимовый (Nd) лазерный станок для резки
- Диодный лазерный станок для резки
Процесс лазерной резки
Процесс лазерной резки, как правило, остается одинаковым для всех станков. Первое преобразование высоковольтного электричества в видимый свет. Эта система может представлять собой диод для резки металла с волоконным лазером или стеклянную трубку для CO2.
Затем видимый свет проходит через усиливающую среду для увеличения мощности и преобразования в лазерный луч. Как только лазерный луч достигает желаемой интенсивности, он выходит из усиливающей среды через лазерную головку.
Лазерная головка представляет собой выходной узел, управляемый компьютером (ЧПУ), который перемещается по рабочей поверхности, прорезая заготовку. Лазеры имеют очень маленькую точку контакта, называемую диаметром пятна, которая колеблется от 0.003 дюйма до 0.007 дюйма.
Некоторые станки для лазерной резки выдают более 1000 Вт энергии через эту маленькую точку контакта, мгновенно расплавляя заготовку до того, как может произойти деформация или растрескивание.
Процесс резки занимает всего несколько секунд. Следующие части посвящены плюсы и минусы лазерной резки.
Преимущества лазерной резки
Вот краткий список самых больших преимуществ лазерной резки при изготовлении металла.
1. Точная лазерная резка
Поскольку все управляется компьютером, лазерные станки для резки металла могут многократно воспроизводить детали с точными размерами и нулевым практическим отклонением.
2. Быстрая обработка
Лазерный резак может быстро прорезать большинство материалов, а скорость резки может быть дополнительно увеличена при обработке более тонких заготовок.
3. Нулевое механическое напряжение
Процесс лазерной резки выборочно прорезает металлы, расплавляя их. Поскольку к заготовке не прилагается механическая сила, в металле не возникают внутренние напряжения.
4. Точные края
Превосходная точность станков для лазерной резки позволяет вырезать сложные формы с небольшими острыми кромками, которые в противном случае были бы невозможны при традиционном производстве.
5. Снижение износа инструмента
Лазеры не подвержены механическому износу. Таким образом, они могут непрерывно резать металлы без необходимости смены инструмента. Лазеры необходимо заменять только тогда, когда их срок службы достигает своего предела.
6. Требуется небольшая постобработка
Лазеры производят гладкие края без заусенцев на заготовке. Следовательно, нет необходимости в методах очистки после обработки.
7. Без дополнительного оборудования
По сравнению с металлической штамповкой детали, вырезанные лазером, не требуют дополнительного оборудования, такого как штампы.
8. Совместимость материалов
Большинство лазерных резаков предназначены для изготовления металлов, но сохраняют разумную совместимость с неметаллами, такими как дерево, ткани и пластик.
9. Универсальность
Проникновение лазера в материал уменьшается, когда входная мощность уменьшается или лазерный луч находится не в фокусе. Современные лазерные резаки используют маломощные режимы и несфокусированные лучи для переключения в режим гравировки.
Минусы лазерной резки
Ниже приводится список недостатков, присущих лазерным резакам.
1. Температурное повреждение
Воздействие высоких температур на определенные металлы может привести к нежелательной деформации, возгоранию и плавлению. Тонкие металлы, такие как медь, и летучие, такие как магний, требуют особой осторожности и мер предосторожности при лазерной резке.
2. Совместимость материалов
Лазерная резка поддерживает как металлические, так и неметаллические материалы. Однако материальная поддержка может сбить с толку новичков.
Только неодимовые (Nd: YAG) лазеры поддерживают резку керамики, диодные лазеры лучше подходят для тканей и кожи, CO2-лазеры больше подходят для резины и пластика, а волоконные лазеры лучше подходят для резки металлов с отражающими поверхностями.
3. Ограничения по глубине резания
Лазерная резка лучше всего подходит для тонких металлических листов. Возможно вырезание определенной детали из более толстых листов. Тем не менее, это требует дополнительной мощности и более низкой скорости, что часто может привести к нежелательному плавлению вокруг свежеобрезанных краев заготовки.
4. Неспособность согнуть металл
Штамповка металла при пониженной мощности приведет к искривлению металла. Лазерные машины не способны на такие манипуляции с металлом.
Что такое штамповка металла?
Штамповка металла - это процесс формовки металла, в котором для резки металлов используется комбинация пуансона и штампа. Листовой металл зажат между нижней матрицей и верхним пуансоном.
Гидравлическая система быстро и точно оказывает давление в несколько тонн на пуансон, когда он вдавливается в заготовку для придания желаемой формы.
Этот процесс позволяет оператору быстро штамповать (вырезать) несколько сотен фигур из металла за один проход. Некоторые машины используют несколько штампов для производства большего количества деталей за один ход штамповочного пресса.
Процесс штамповки металла
Штамповка металла — это простой процесс, который включает в себя одни и те же общие этапы, независимо от размера машины. Металлические штампы и пуансон созданы из высокопрочной инструментальной стали. Матрица крепится к верстаку, а пуансон крепится к поршню.
Поперечное сечение матрицы имеет тот же дизайн, что и желаемая форма. Между тем, форма пуансона является геометрической инверсией матрицы.
Штамповка может начаться после загрузки листового металла в машину. Меньшие машины могут загружать только один небольшой металлический лист за раз. Но более крупный штамповочный станок требует непрерывной подачи рулона металла.
Машина прикладывает к пуансону достаточное усилие, чтобы протолкнуть его через стальной металл до тех пор, пока он не соприкоснется с матрицей под ним, срезая металл по краям.
Кроме того, автоматические штамповочные станки применяют усилие через определенные промежутки времени в соответствии со скоростью подачи металла. Позволяет нарезать тысячи деталей из одного и того же листового рулона за один длительный непрерывный цикл.
Преимущества штамповки металла
1. Экономически эффективным
Единственным дорогостоящим компонентом этого процесса являются штампы. Следовательно, стоимость выше при первоначальном производстве единиц. Но начинает падать по мере увеличения количества единиц. Заводы будут использовать одну матрицу для более чем ста тысяч штамповок, прежде чем заменят инструмент.
2. Более быстрое крупносерийное производство
Станок для штамповки металла будет работать непрерывно, пока подается листовой металл. С помощью этого процесса крупные заводы могут производить около миллиона деталей. Штамповка металла – отличный вариант для серийного производства.
3. Широкая совместимость с металлами
Некоторые металлы могут негативно реагировать на тепло от лазеров. Слабые металлы могут плавиться и деформироваться, а летучие, такие как магний, могут воспламеняться. Поскольку при штамповке металла применяется только механическая сила, риск повреждения материала незначителен.
4. Универсальные операции
Металлическая штамповка может сделать гораздо больше, чем прорезать отверстия. Он может выполнять вторичные операции, такие как сглаживание кромок, формовка металла для монет, гравировка металла и многое другое. Листогибочный пресс может быть добавлен к металлическому штампу для дополнительных возможностей гибки.
Минусы штамповки металла
Процесс штамповки металла, как правило, является лучшим вариантом для крупносерийного производства. Вне этого конкретного процесса он может столкнуться с несколькими ограничениями.
1. Более высокая стоимость при малых объемах
Работы по штамповке металла требуют новых штампов с каждой новой итерацией дизайна. Эти штампы дороги, что делает процесс менее прибыльным для мелкосерийного производства.
2. Ограниченная совместимость с мягкими металлами.
Если рабочий материал представляет собой мягкий (ковкий) металл, он будет гнуться под давлением, а не резаться.
3. Ограниченная совместимость с более твердыми металлами.
Более твердые металлы очень трудно поддаются обработке и могут легко треснуть под высоким давлением. Следовательно, вы должны сначала штамповать свои проекты и тогда укрепить их с помощью отжига.
4. Структурные недостатки
Гибка металлов с использованием процесса штамповки металла создает структурные недостатки в заготовке в виде микроскопических трещин.
5. Износ инструмента
Физические инструменты всегда будут требовать большего обслуживания. Поскольку инструмент постоянно задевает металлическую заготовку, он начинает разрушаться. Более твердые заготовки приведут к более быстрому износу инструмента.
6. Постобработка
Штамповка металла требует последующей очистки и термической обработки для удаления острых краев и следов напряжения.
Лазерная резка или штамповка металла: что выбрать?
Лазерная резка и штамповка металла — это два очень разных процесса с частично совпадающими областями применения. Вот краткое сравнение для легкого понимания.
| Особенности | Лазерная резка | Металлическая штамповка |
| Операционный отдел | Резка и гравировка | Резка и гибка |
| Износ инструмента | Очень Низкий | Низкий |
| Совместимость материалов | Хорошо | Хорошо |
| Точность | Очень высоко | Средний |
| Первоначальная стоимость | Высокий | От среднего до высокого |
| Дополнительные расходы | Ничто | Стоимость инструмента |
| Эксплуатационные расходы | Низкий при малых объемах | Очень низкий уровень при больших объемах |
| Затраты на постобработку | Очень Низкий | От среднего до высокого |
Выбор между металлическим штампом и лазерным резаком сводится к одному из многих факторов, перечисленных ниже. Рассмотрите эти вещи для лучшего решения.
- Приложения – Крупносерийное производство, более толстые металлические листы и гибка металла лучше всего подходят для штамповки.
- Толщина листа – Лазеры лучше подходят для мягкого металла толщиной менее 15 мм и стальных листов толщиной менее 6 мм.
- Совместимость материалов – Станки для лазерной резки в целом лучше совместимы с материалами. Читайте блог, чтобы узнать какие материалы можно резать волоконным лазером.
- Обработка Возможности – Лазеры лучше подходят для конструкций со сложной геометрией.
- Первоначальная стоимость – Обе машины имеют одинаковую начальную стоимость. Но потребность в нестандартной матрице приводит к гораздо более высоким первоначальным затратам.
- Стоимость технического обслуживания – Вся экономия средств, полученная при штамповке больших объемов металла, теряется из-за износа инструмента. Затраты на замену инструментальных штампов недешевы, особенно для изделий со сложной геометрией.
- Время Выполнения – Лазерная резка сокращает время выполнения заказа при работе с небольшими объемами продукции, а штамповка – для более крупного производства.
Заключение
Лазерная резка и штамповка металла — два метода, которые обычно используются при изготовлении листового металла. Лазерная резка больше подходит для небольших партий индивидуальных деталей. При этом штамповка превосходит заводские крупносерийные производства.
Другие факторы, такие как экономия средств и совместимость материалов, обычно считаются второстепенными. В конце концов, ваш выбор станка для изготовления листового металла в большей степени зависит от типа вашего бизнеса.
Максимизируйте производственный потенциал с помощью наших металлорежущих станков
Baison Laser — ведущий производитель волоконных лазерных систем из Китая. Мы поставили лучшее в своем классе продукты более чем в 100 странах за последние два десятилетия.
Наш непревзойденный опыт и непоколебимое стремление к совершенству привели к нашей репутации надежной и надежной компании.
Baison также предлагает бесплатную углубленную оценку, когда наши специалисты по лазерной резке оценивают потребности вашего бизнеса и области применения и подбирают для вас лазерный станок, который максимально увеличит ваш производственный потенциал.
Таким образом, вы всегда получите машину, наиболее подходящую для ваших нужд. Получите бесплатную оценку приложения сегодня!
