On yıllarca kural basitti: ince saclar için lazerler, kalın levhalar için plazma. Ultra yüksek güçlü fiber lazerler bu kuralı değiştirdi. 20, 30 ve 40 kW'lık kaynaklar artık çelik servis merkezlerinde ve ağır imalatta yaygın olarak kullanılıyor ve pazar raporları 12 kW'ın üzerindeki segmenti lazer kesim pazarının en hızlı büyüyen kısmı olarak tanımlıyor. Bu kılavuz, kalınlık, kenar kalitesi ve maliyet açısından lazer ve plazma arasındaki çizginin bugün nerede olduğunu inceliyor.
Öncelikle bu iki sürecin nasıl farklılaştığına dair temel bilgilere ihtiyacınız varsa, genel bakış aşağıda yer almaktadır. lazer kesim makineleri ile plazma kesim makineleri arasındaki farklar Temel konuları kapsar. Bu makale kalın plaka kararına odaklanmaktadır.
12 kW'ın Tartışmadaki Yeri
12 kW'lık fiber lazerler, çoğu atölyenin plazma lazerlerle ilk karşılaştığı noktadır. Bu seviyede lazerler, orta kalınlıktaki plakaları rahatlıkla işleyebilir ve kalın bantları daha düşük hızlarda kesebilir; bu da 12 kW'lık lazerleri, çoğunlukla 20 mm'nin altında ve ara sıra daha kalın parçalar üreten imalatçılar için yaygın bir yükseltme seçeneği haline getirir.
12 kW'ın üzerinde, makinenin karakteri değişir. 20 kW ve üzeri kaynaklar daha ağır çerçevelere, daha büyük soğutuculara, daha güçlü emişe ve daha büyük bir elektrik beslemesine ihtiyaç duyar; bu nedenle satın alma kararı aynı zamanda tesis kararı haline de gelir. Bu yüzden birçok atölye 12 kW'ı genel imalatın üst sınırı, 20 kW ve üzerini ise kalın levha üretimine özel bir yatırım olarak değerlendirir.
Kalınlık-Hız Karşılaştırması
İmalatçılar genellikle çelik levhaları 4 kategoriye ayırır: 4 mm'nin altında ince, 4 ila 20 mm arası orta, 20 ila 60 mm arası kalın ve bunun üzerinde ekstra kalın. Lazer ve plazma arasındaki fark her kategoride kendini gösterir.
| Levha Kalınlığı (karbon çeliği) | 20 ila 40 kW Fiber Lazer | Yüksek Çözünürlüklü Plazma | Olağan Kazanan | Ölçüm |
|---|---|---|---|---|
| İnce, 4 mm'den az | Çok hızlı, ince detaylı, minimum ısı | Hızlı ama daha geniş kesim aralığı ve daha fazla ısı bozulması | Lazer | Saat başına parça sayısı ve kesim sonrası düzlük |
| Orta boy, 4 ila 20 mm | 20 kW'lık bir lazer, yaklaşık 20 mm'ye kadar 300 A'lık bir plazmadan daha hızlıdır. | Rekabetçi hız, daha pürüzlü kenar, kesim yüzeyinde eğim | Lazer | Üretim kalitesinde saatte metre cinsinden kesim yapın. |
| Kalınlık, 20 ila 50 mm | 30 kW ve üzeri güçler, hava veya oksijen ile aradaki farkı kapatır. | Bu grupta uzun süredir hız lideri konumunda. | Tartışmalı; lazer kazanımı | İkincil temizlik dahil toplam işlem süresi |
| Ekstra kalın, 60 mm'den fazla | 30 ila 40 kW arasında mümkün, daha yavaş ve özel üretim. | Belirtilen delme limitine kadar pratiktir. | Plazma veya oksijen yakıtı | Delme güvenilirliği ve kenar dikliği |
Önemli değişim, lazer hızının güçle ne kadar güçlü bir şekilde orantılı olduğudur. Ultra yüksek güç kaynakları üzerinde yapılan yayınlanmış kesme denemeleri, hızın 40 kW'a kadar sürekli olarak arttığını göstermektedir:
⦿ 15 kW'tan 40 kW'a geçiş, 12 mm karbon çeliğinde kesme hızını yaklaşık %280, 20 mm karbon çeliğinde ise yaklaşık %420 oranında artırdı.
⦿ 30 kW'lık bir lazer, tipik 16 mm'lik bir paslanmaz çelik parçayı 15 kW'lık bir lazere göre yarı sürede kesebildi ve bu da kullanılan gaz miktarını yarıya indirdi.
⦿ Bir üretici, 50 mm karbon çelik üzerinde 30 kW'lık bir makinenin 20 kW'lık bir makineye göre yaklaşık %88 daha hızlı çalıştığını bildiriyor.
⦿ Darbeli modda yapılan denemelerde, 30 kW güçle azot kullanılarak 70 mm paslanmaz çelik ve 40 kW güçle hava kullanılarak 230 mm karbon çeliği kesilmiştir; ancak bunlar günlük üretim hızlarından ziyade kapasite gösterimleridir.
Plazma aynı şekilde ölçeklenmez. Bir plazma sistemi, akım şiddetiyle sınırlıdır ve belirli bir kalınlıktaki hızı, güç kaynağı seçildikten sonra büyük ölçüde sabittir. Bu nedenle, eskiden paylaşılan orta kalınlıktaki plaka bandı artık çoğunlukla lazerlere aittir ve kalın bant için rekabet yaşanmaktadır. Güç seviyesine göre tam hız zarfı şu şekilde haritalandırılmıştır: Fiber lazerle metal kesme, hız ve güç kılavuzu.
Hava ile kesme, kalın levha ekonomisini değiştiriyor
Daha az belirgin bir faktör ise yardımcı gazdır. Kalın karbon çeliğinin oksijenle kesilmesi düşük güçte iyi sonuç verir ancak güç arttıkça hızı neredeyse hiç artmaz. Yüksek basınçlı hava ile kesme ise güçle orantılıdır ve 20 kW ve üzeri güçte kalın karbon çeliğini hızlı ve büyük ölçüde cürufsuz bir şekilde keser. Bu, ultra yüksek güçlü bir lazerin kalın plakaları eski oksijen işlemlerine göre daha hızlı ve daha düşük gaz maliyetiyle kesebileceği anlamına gelir; bu da plazmanın maliyet avantajını ve hız avantajını daraltır.
Kalın plakayı delmek
Kalın levhalarda delme işlemi genellikle gizli bir darboğazdır. Plazma delme kapasitesi güç kaynağına bağlıdır ve bu kapasitenin ötesindeki parçalar kenar başlangıçlarına ihtiyaç duyar, bu da yerleştirmeyi sınırlar. Yüksek güçlü lazerler kalın levhaları eskisine göre daha hızlı deler, ancak delme işlemi ince levhalara göre yine de belirgin şekilde daha uzun sürer ve nozulları aşındıran sıçramalar ekler. Çok sayıda deliğe sahip parçalarda, delme süresi kesme hızındaki farktan daha önemli olabilir, bu nedenle fiyat tekliflerini veya deneme sonuçlarını karşılaştırırken kesme uzunluğunun yanı sıra delme sayısını da hesaba katın.
Pah ve Kenar Kalitesi
Hız tek başına tartışmayı çözmez, çünkü kalın levha parçaları genellikle kaynak veya cıvatalı montaja tabi tutulur. Kenar kalitesi, kesimden sonra ne kadar işin kaldığını belirler.
⦿ Kesim aralığı ve ısı: Lazer kesim aralığı dardır ve ısıdan etkilenen bölge küçüktür; plazma daha geniş bir kesim aralığı ve daha fazla ısı girişi bırakır, bu da daha ince kesitlerde bozulmaya neden olabilir.
⦿ Kenar açısı: Plazma kesimlerde kesim yüzeyinde hafif bir eğim bulunur, oysa orta kalınlıktaki plakalarda lazer kesim kenarları kareye çok daha yakındır.
⦿ Delikler: Lazerler, orta kalınlıktaki plakalarda genellikle doğrudan kullanılabilen küçük, yuvarlak cıvata delikleri açar; kalın plakalardaki plazma delikleri ise genellikle delme veya raybalama gerektirir.
⦿ Kaynak hazırlığı: Plazma pah kırma başlıkları, kalın plakalarda V ve K hazırlıkları için olgunlaşmış ve yaygın olarak kullanılmaktadır; lazer pah kırma başlıkları da artık mevcuttur ancak maliyeti artırır.
Üreticiler, pratik farkı kendi terimleriyle şöyle açıklıyorlar: Eğer plazma kesimle üretilen her taban plakası kaynak öncesinde matkap ve taşlama makinesinden geçiyorsa, kesim aslında tamamlanmamış demektir. 12 ila 40 mm aralığındaki yapısal taban plakaları, tam da bu nedenle plazmadan lazer kesime geçişin en açık örneklerinden biridir. Bu tür üretim yapan atölyeler yapısal ve levha çelik işleri Çoğu zaman, tasarruf edilen ikincil işçilik, kesme hızından daha önemli oluyor.
Malzeme türü de durumu değiştiriyor. Paslanmaz çelik ve kalın alüminyum levhalar, karbon çeliğine göre lazer kesimini daha çok destekliyor çünkü nitrojen lazer kesimi, plazma kesiminin ek işlem gerektirmeden elde edemeyeceği temiz, oksitsiz bir kenar bırakıyor. Plazma kesim kenarlarının birçok yapısal kullanım için kabul edilebilir olduğu kalın karbon çeliklerde ise rekabet daha yakın seyrediyor.
Sermaye Maliyeti ve Verimlilik Karşılaştırması
Plazmanın en güçlü olduğu yer burası. Ultra yüksek güçlü bir lazer büyük bir yatırım gerektirirken, yetenekli bir plazma sistemi bunun çok daha düşük bir maliyetine mal oluyor.
| faktör | 20 ila 40 kW Fiber Lazer | CNC Plazma Sistemi | Ölçüm |
|---|---|---|---|
| Sermaye maliyeti | Yüksek; soğutucu ve muhafaza ile birlikte genellikle 6 haneli rakamlara ulaşır. | Yüksek çözünürlüklü sistemler için bile lazer fiyatının çok küçük bir kısmı. | Makine başına toplam kurulum maliyeti |
| Elektrik talebi | Büyük; 12 kW ve üzeri güç seviyelerinde kurulu yaklaşık 50 kW. | Amperaj cinsinden boyutlandırılmış güç kaynağı | Kurulu kW ve şebeke yükseltme maliyeti |
| 4 ila 20 mm arası verim | Herhangi bir termal işlemin en yükseği | Daha düşük, daha fazla ikincil temizleme ile | Vardiya başına tamamlanan parça sayısı |
| İkincil iş | Küçük; kenarları ve delikleri genellikle montaja hazır. | Hassas parçalarda yaygın olarak kullanılan taşlama, delme veya raybalama işlemleri. | Kesimden sonra parça başına işçilik dakikası |
| Sarf | Nozullar ve koruyucu pencereler | Elektrotlar ve nozullar, yüksek akımlarda sıkça kullanılır. | Kesim saati başına sarf malzemesi maliyeti |
Karar, kullanım oranına bağlıdır. Orta ve kalın plakaların işlenmesinde 2 vardiya çalıştırılan 20 kW veya daha büyük bir lazer, verimlilik ve tasarruf edilen son işlem işçiliği sayesinde maliyetini karşılayabilir. Aynı makine, haftada birkaç saat ara sıra kalın parçalar üzerinde çalıştırıldığında aynı sonucu vermez. Karar vermeden önce, güç yükseltmeleri ve soğutma kapasitesi dahil olmak üzere toplam kurulum maliyetini, vardiya başına sağladığı ekstra parça sayısıyla karşılaştırın. Ekipman fiyatlandırması şu bölümde ele alınmıştır: lazer kesim makinesinin maliyeti ne kadar?ve plazma fiyatlandırması plazma kesim masasının maliyeti ne kadar?.
Yatırımı haklı çıkaran mağazalar genellikle ağır çerçeveli ürünlere bakarlar. yüksek güçlü fiber lazer metal kesme makineleri Daha büyük bir ısı kaynağıyla donatılmış daha hafif sac metal çerçeveler yerine, kalın levha yüklerini ve uzun kesimlerin daha yüksek ısısını taşıyacak şekilde inşa edilmiştir.
Metre başına işletme maliyeti
Saatlik işletme maliyeti açısından plazma daha avantajlıdır, çünkü ultra yüksek güçlü bir lazer çok daha fazla elektrik tüketir ve daha büyük bir soğutucuya ihtiyaç duyar. Ancak metre başına kesim maliyeti farklı bir tablo ortaya koyabilir. Lazer, orta kalınlıktaki plakaları birkaç kat daha hızlı kestiğinde, nitrojen yerine hava kullandığında ve taşlama aşamasını ortadan kaldırdığında, saatlik maliyeti daha yüksek olsa bile, bitmiş parça başına maliyeti plazmanın altına düşebilir. Bu karşılaştırma yalnızca makine sürekli meşgul olduğunda geçerlidir, bu da kararı kullanım oranına geri getirir.
Plazma Tedavisini Kimler Hala Satın Almalı?
Plazma, alıcıların büyük bir kısmı için hala doğru cevaptır. Şu durumlarda mantıklıdır:
• İşin büyük kısmı, kenar düzgünlüğü ve delik hassasiyetinin kritik olmadığı kaba yapısal kesimlerden oluşmaktadır.
• Levha kalınlığı düzenli olarak 50 mm'yi aşıyor veya atölyede çok kalın kesitler için oksijen yakıtı da kullanılması gerekiyor.
⦿ Bütçe veya mevcut elektrik kaynağı, ultra yüksek güçlü bir lazer kullanımını imkansız kılıyor.
⦿ Kalın levhalarda kaynak pahları günlük bir gereksinimdir ve kendini kanıtlamış bir plazma pah başlığı iş akışına uygundur.
• Lazerin yatırım maliyetini karşılamak için makine çalışma saatleri çok düşük.
Bu dükkanlar için, bir ağır hizmet tipi portal plazma kesme makinesi Kalın plaka kapasitesini çok daha düşük bir giriş maliyetiyle sunar ve Alevli kesme torcu bulunan CNC plazma kesim tezgahı En kalın bölümler için oksijen yakıtı eklenir. Birçok büyük imalatçı artık her ikisini de kullanıyor: hassas ve orta kalınlıktaki levhalar için yüksek güçlü lazer ve en kalın ve en pürüzlü işler için plazma veya oksijen yakıtı.
Karar Kontrol Listesi
✔ Yıl boyunca yaptığınız işleri kalınlık aralığına göre sıralayın ve her birindeki çalışma saatlerini hesaplayın.
✔ Mevcut plazma parçaları üzerindeki ikincil işlemeyi ölçün: taşlama, delme ve parça başına yeniden işleme dakikaları.
✔ Lazerin fiyatını sadece makine için değil, soğutucu, muhafaza, güç yükseltmesi ve kurulum dahil olarak hesaplayın.
✔ Sadece kesme hızını değil, vardiya başına tamamlanan parça sayısını karşılaştırın.
✔ Ekstra kalın levhaların düzenli olarak işlenmesi durumunda plazma veya oksijen yakıtlı kaynak yöntemini planınızda bulundurun.
Levha işleme için lazer ve plazma yöntemlerini karşılaştırın.
Yüksek performanslı ürünleri keşfedin fiber lazer kesim makineleri yanında CNC plazma kesicilerLevha kalınlıklarınıza, hacimlerinize ve yüzey işleme gereksinimlerinize göre ücretsiz fiyat teklifi alın.
