激光切割、水切割、等離子切割、線切割的區彆和對比

2019-05-18 17:07:00
admin
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摘要:隨著科技髮展,切割方式越來越多,例如:激光切割、水切割、等離子切割、線切割……他們有什麽區彆呢?

聽一位從事切割領域的工程師這樣説:


(1)現在市場主流光纖激光器,二氧化碳激光器慢慢淘汰瞭,耗能太高,在非金屬領域還是有市場。


(2)現在光纖設備自從激光器國産後,在中低功率段價格下降很厲害。


(3)除激光外其牠的切割方式,就等離子和線切割市場需求比較大,但線切割針對的模具行業比較多,等離子在厚闆或者精度要求不高的情況下需求比較多,水刀切割現在在金屬行業已經不常見瞭,在非金屬領域有很多。


(4)在以後的髮展中,在金屬中薄闆中絶對是激光切割的天下,包括非金屬切割也會被激光切割佔領相當大一部分市場。


接下來我們分析一下這幾種切割技術。

 激光切割加工

光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,衕時藉助與光束衕軸的高速氣流吹除熔融物質,從而實現將工件割開。現在一般使用CO2脈衝激光器,激光切割屬於熱切割方法之一。

  水切割加工 

水切割,又稱水刀,卽高壓水射流切割技術,是一種利用高壓水流切割的機器。在電腦的控製下能任意鵰琢工件,而且受材料質地影響小。水切割分爲無砂切割和加砂切割兩種方式。

等離子切割加工

等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸髮),併借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。

線切割加工

電火花線切割機(Wire Electrical Discharge Machining簡稱WEDM),屬電加工範疇,電火花線切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,簡稱WEDM),有時又稱線切割。線切割可以分爲快走絲線切割,中走絲線切割,慢走絲線切割。快走絲電火花線切割的走絲速度爲6~12 m/s,電極絲作高速往返運動,切割精度較差。中走絲電火花線切割是在快走絲線切割的基礎上實現變頻多次切割功能,是近幾年髮展的新工藝。慢走絲電火花線切割的走絲速度爲0.2m/s,電極絲做低速單曏運動,切割精度很高。

 

應用範圍對比


激光切割機的應用範圍很廣,無論金屬、非金屬,都可以切割,切割非金屬,如佈料,皮革等可以用CO2激光切割機,切割金屬可以用光纖激光切割機。闆材變形小。


水切割屬於冷態切割,無熱變形,切割麵質量好,無鬚二次加工,如需要也很容易進行二次加工。水切割可以對任何材料打孔、切割,切割速度快,加工尺寸靈活。


等離子切割機可用於不鏽鋼、鋁、銅、鑄鐵、碳鋼等各種金屬材料切割,等離子切割有明顯的熱效應,精度低,切割錶麵不容易再進行二次加工。


線切割是隻能切割導電物質,切割過程中需要有切削冷卻液,所以曏紙張、皮革等不導電、怕水、怕切削冷卻液汙染的料就切不瞭瞭。


切割厚度對比


激光切割碳鋼在工業上的應用一般爲20mm以下。切割能力一般40mm以下。不鏽鋼工業應用一般在16mm以下,切割能力一般在25mm以下。而且隨著工件厚度的增加,切割速度明顯下降。


水切割的厚度可以很厚,0.8-100mm,甚至更厚的材料。


等離子切割厚度0-120mm,最佳切割質量範圍厚度在20mm左右的等離子繫統性價比最高。


線切割厚度一般爲40~60mm,最厚可達600mm。

切割速度對比


用功率爲1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼闆,切割速度可達600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂闆,切割速度可達1200cm/min。電火花線切割能達到的切割效率一般爲20~60平方毫米/分,最高可達300平方毫米/分;明顯,激光切割速度快,可以用於大批量生産。

水切割速度那是相當的慢,不適閤批量大規模生産。


等離子切割的切割速度慢,相對精度低,更適閤切割厚闆,但端麵有斜度。


對金屬的加工,線切割有更高的精度,但速度很慢,有時需要用其牠方法另外穿孔、穿絲纔能進行切割,而且切割尺寸受到很大局限。

切割精度對比


激光切割切口細窄,切縫兩邊平行併且與錶麵垂直,切割零件的尺寸精度可達±0.2mm。


等離子能達到1mm以內。


水切割不會産生熱變形,精度爲±0.1mm,若使用動態水切割機可提高切割精度,切割精度可達±0.02mm,消除切割斜度。


線切割加工精度一般爲±0.01~±0.02mm,最高可達±0.004mm。


切縫寬度對比


激光切割相比等離子切割更精密,切縫小,在0.5mm左右。


等離子切割切縫較激光切割大,在1-2mm左右。


水切割的切縫大約比刀管直徑大10%,一般在0.8-1.2mm。隨著砂刀管的直徑擴口,其切口也就癒大。


線切割的切縫寬度最小,一般在0.1-0.2mm左右。

切割錶麵質量對比


激光切割的錶麵精糙度沒有水切割好,越厚的材料越明顯。


水切割不會改變切割縫週邊材料的質地(激光屬於熱切割,會改變切割區域週邊的質地)。


生産投入成本對比


1)激光切割機不衕用途的機型有不衕的價格,便宜的如二氧化碳激光切割機也隻要兩三萬,貴的如1000W的光纖激光切割機現在要一百多萬。激光切割則沒有耗材,但設備投資成本在所有的切割方式中是最高的,而且不是高瞭一點點,使用維護成本也相當高。

2)等離子切割機相對於激光切割機來説要便宜的多,根據等離子切割機的功率、品牌等不衕,價格不等,使用成本較高,基本上隻要能夠導電材料都能切割。


3)水切割設備成本僅次於激光切割,能耗高,使用維護成本也較高,切割速度沒有等離子快,因爲所有的磨料都是一次性的,用過一次就排放到大自然中去瞭,因此帶來的環境汙染也比較嚴重。

4)線切割一般都在幾萬塊左右。但線切割是有耗材的,鉬絲、切削冷卻液等。線切割常用的有兩種絲,一種是鉬絲(鉬可貴呀),用於快走絲設備,優點是鉬絲可以重覆使用多次;另一種是用銅絲(反正比鉬絲便宜多瞭),用於慢走絲設備,缺點是銅絲隻能用一次。另外,快走絲機遠比慢走絲機便宜,一颱慢走絲的價格等於5、6颱快走絲瞭。


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