Análisis contrastivo de las tecnologías de la máquina de corte por láser de fibra óptica y varias máquinas de corte de metal

09, 2019

by Tianchen Laser

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En el campo de las aplicaciones de metalurgia, los usuarios a menudo se enfrentan al problema de cómo elegir el proceso de corte de metal más adecuado. De hecho, los procesos de corte de metales convencionales actuales tienen sus propias características en términos de espesor de corte, precisión de corte, propiedades metalúrgicas y eficiencia de producción.

Este artículo no puede agotar todos los detalles anteriores, solo puede hacer un resumen y esperamos brindarle una mejor comprensión.

A continuación se muestra una breve descripción de estos diferentes procesos, que incluyen corte por llama, plasma fino, láser de fibra de 3 kW y chorro de agua. A modo de comparación, usaré el costo total de compra del equipo del sistema, que incluye un área de corte de 5 'x 10' (aproximadamente 1,5 x 3 m), una máquina CNC industrial (sin nivel de entrada ni configuración superior), software CAD / CAM.

1 corte de llama

El proceso de corte con llama es la más simple de todas las técnicas de corte que discutimos aquí. El principio es calentar primero el acero a la temperatura del "punto de llama" (aproximadamente 1800 F) con un gas combustible. Una vez que se alcanza la temperatura mediante el precalentamiento, se inyecta oxígeno puro en el acero caliente para generar una reacción exotérmica, que erosiona rápidamente el acero. La llama solo se puede cortar con acero al carbono y se puede utilizar principalmente en espesores de 1/4 "(aproximadamente 6,35 mm) a 6" (aproximadamente 150 mm). Las velocidades de corte son más rápidas que otros procesos con espesores mayores de 2 "(aproximadamente 50 mm). Es fácil y económico instalar múltiples antorchas de llama en una sola máquina CNC, lo que duplica la capacidad.

Coste de la cama de corte por llama de 5 'x 10': 8-180,000 RMB (máquina relativamente simple con baja velocidad) Costo de corte por unidad o longitud de la unidad: bastante gas, baja velocidad de corte. Cuanto más gruesa es la placa de acero, más ventajoso es el costo de corte en relación con el plasma. Los costos de corte por pie son generalmente más altos que el plasma, y cuando el grosor es más de 2 "(aproximadamente 50 mm), el costo es relativamente bajo.

Facilidad de uso: la mesa de corte CNC de llama requiere que el operador tenga experiencia para lograr la velocidad de corte más rápida y la mejor calidad de corte. A menudo es necesario controlar el proceso de corte todo el tiempo.

Productividad: el corte a la llama es muy ineficiente debido al largo tiempo de calentamiento y la velocidad de corte lenta.

Precisión de la parte de corte: un buen operador a la velocidad, altura, gas, boquilla más adecuadas, la tolerancia dimensional de la parte de corte es más o menos 0. 030 "(aproximadamente 0.76 mm), la pendiente es inferior a 1 grado.

Calidad del borde, propiedades metalúrgicas: la zona afectada por el calor del corte con llama es grande. La sección es áspera y tiene una escoria.

Requisitos de mantenimiento: El mantenimiento de la cama de corte por llama es relativamente simple y puede ser dominado por el usuario.

2 plasma fino

El plasma fino es un arco de corte de alta densidad energética que utiliza gas ionizado a alta temperatura para cortar todos los materiales conductores. La última tecnología no tiene ningún requisito para la experiencia de los operadores. El plasma fino es el más adecuado para cortar acero al carbono de calibre 26 (aproximadamente 0.45 mm) a 2 "(aproximadamente 50 mm), así como acero inoxidable y aluminio con un espesor de 160 mm.

Costo de la cama de corte por plasma de 5 'x 10': 40-600,000 RMB (velocidad más rápida, equipado con ajuste de altura y eliminación de polvo) Costo de corte por unidad o unidad de longitud: de aproximadamente 6.35 mm a 2 "(aproximadamente 50 mm) de acero al carbono grueso, el corte El costo del plasma es el más bajo en comparación con otros procesos.

Facilidad de uso: con el último CNC y el software, el plasma es fácil de aprender y usar. Dado que los parámetros de procesos profesionales ya están integrados en el software de anidamiento, no hay requisitos empíricos para el operador.

Productividad: cuando el grosor es superior a unos 6,35 mm, la velocidad de corte es más rápida que el láser. Cuando el grosor es inferior a 2 "(aproximadamente 50 mm), la velocidad de corte es más rápida que la llama. El plasma es el más rápido y eficiente en todos los procesos de corte.

Precisión de la pieza de corte: la tolerancia dimensional de las piezas de corte de acero al carbono es aproximadamente más o menos 0. 015 "(aproximadamente 0.38 mm) a 0.020" (aproximadamente 0.5 mm). Para hojas con un grosor menor a 3/8 "(aproximadamente 9.5 mm), la pendiente es de 2-3 grados. Para hojas gruesas con un espesor mayor a 1/2" (aproximadamente 12.7 mm), la pendiente es de 1 grado .

Calidad del borde, propiedades metalúrgicas: la zona afectada por el calor es pequeña, generalmente menos de 0.010 "(alrededor de 0.25 mm). La soldabilidad de la sección es buena, suave y sin escoria.

Requisitos de mantenimiento: el mantenimiento es relativamente simple, el usuario puede dominarlo o solo el soporte telefónico del fabricante.

3 láser de fibra

El láser de fibra es la última tecnología láser. El generador láser de estado sólido utilizado es más eficiente que el láser de Co2 convencional, y la longitud de onda del láser de fibra es adecuada para la conducción en una fibra blanda, que es más flexible y más fácil de mantener que un láser de Co2 que solo puede transmitirse por reflexión especular. Los láseres de alta energía se centran en derretir el material que se está cortando, y los gases auxiliares (que generalmente utilizan oxígeno al cortar acero al carbono) expulsan el metal fundido. Un láser de fibra de 3 kW es equivalente a un láser Co2 de 4 a 5 kW en términos de capacidad de corte y velocidad. Su capacidad de corte es generalmente capaz de lograr acero al carbono con un espesor de "aproximadamente 19 mm".

Costo de la cama de corte por láser de fibra de 5 'x 10': de 2 a 3 millones de yuanes (la cama de corte por láser requiere una mayor precisión de movimiento y necesita protección contra el sombreado) El tiempo de corte por láser es el más ventajoso. A medida que aumenta el grosor, la velocidad de corte se reduce significativamente. Aunque la calidad y precisión del corte son buenas, el costo de corte es mayor que el del plasma.

Facilidad de uso: Similar a los últimos sistemas de plasma, con el último CNC y el software, la cama de corte por láser es igualmente fácil de aprender y usar, ya que todos los ajustes son automáticos.

Productividad: la eficiencia de producción es la más alta en la hoja, y el grosor se incrementa a? "(Aproximadamente 6.35mm), que está al nivel del plasma.

Precisión de la parte de corte: la mejor tolerancia de tamaño de parte de corte por láser de fibra es aproximadamente más o menos 0.01 "(aproximadamente 0.25 mm). Es mejor que el plasma y puede compararse con un chorro de agua. La pendiente es de 1 grado.

Calidad del borde, propiedades metalúrgicas: la zona afectada por el calor es ligeramente más pequeña que el plasma.

Requisitos de mantenimiento: en comparación con el láser de Co2 anterior, la dificultad de mantenimiento del láser de fibra se reduce considerablemente. Bajo el soporte del teléfono del fabricante, el usuario generalmente puede dominarlo.

4 chorro de agua

La tecnología Waterjet ha existido durante décadas y tiene una amplia gama de aplicaciones, desde pastel hasta granito. Los materiales blandos se pueden cortar con agua pura y las corrientes de agua a alta presión (de 40,000 a 60,000 psi) se comprimen mediante boquillas para aumentar el caudal y la densidad de energía. También es posible agregar arena a la corriente de agua, que actúa como un diente de sierra y se corta por el flujo de agua. La bomba de chorro de agua más avanzada actualmente alcanza 100,000 psi de agua a alta presión. Las presiones más altas significan velocidades de corte más rápidas y, por supuesto, el tiempo de mantenimiento aumenta debido a que los sellos de la bomba deben reemplazarse periódicamente. Las dos mayores ventajas de los chorros de agua sobre otros procesos de corte son la ausencia de zonas afectadas por el calor y la capacidad de cortar casi cualquier material. Además, la precisión de corte del chorro de agua es muy buena. Pero la mayor desventaja del chorro de agua es su lenta velocidad de corte.

Costo de la máquina de corte por chorro de agua de 5 'x 10': 50--900,000 RMB (debido a la baja velocidad, los requisitos de bajo rendimiento, más barato que el lecho láser, un poco más caro que el lecho de plasma) la velocidad de la cuchilla es demasiado lenta, por lo que el costo de corte por unidad de unidad es el más alto en comparación con otros procesos.

Facilidad de uso: Similar a los últimos sistemas de plasma, con el último CNC y el software, la mesa de corte por chorro de agua es igualmente fácil de aprender y usar. La experiencia del operador es muy baja.

Productividad: muy lento en acero al carbono y acero inoxidable, el corte de aluminio se apresurará.

Precisión de corte: La precisión del chorro de agua es la mejor entre todos los procesos de corte. La tolerancia dimensional de la parte de corte es aproximadamente más o menos 0.005 "(aproximadamente 0.13 mm). La pendiente está dentro de 1 grado.

Calidad del borde, propiedades metalúrgicas: ningún efecto sobre las propiedades metalúrgicas del material que se está cortando. La sección es suave y la calidad del corte está relacionada con el grano y la velocidad de corte (más lento y más suave).

Requisitos de mantenimiento: El mantenimiento es relativamente simple y el usuario puede dominarlo.

Desde la distancia, las muestras de corte de los cinco procesos son similares. Pero cuando miras más de cerca, el público puede ver que la muestra de plasma de aire tiene una pendiente significativa, especialmente un agujero pequeño. La pendiente de corte del plasma de oxígeno se reduce, y el plasma fino apenas ve la pendiente.

Es cierto que es injusto comparar solo acero al carbono de 1/2 "(aproximadamente 12.7 mm). En este rango de grosor, las máquinas de corte por láser son sin duda la mejor opción.

Pero si cortamos 1/8 ”(aproximadamente 3 mm) de aluminio, creemos que los chorros de agua y los láseres serán más eficientes y más precisos.

Si los requisitos de tamaño son relajados, el plasma de aire barato debería ser la mejor opción.

Por lo tanto, primero defina sus propias necesidades y aplicaciones prácticas, y considere las diversas características del proceso descritas en este artículo. Creo que podrá elegir el proceso y el equipo de corte de metal más adecuado.

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