Quando si tratta di tagliare i metalli, la scelta del metodo giusto può cambiare le carte in tavola. Vi siete mai chiesti come si differenziano il taglio laser, a getto d'acqua, al plasma e a filo? Questo articolo approfondisce le capacità, i vantaggi e i limiti unici di ciascuna tecnica di taglio. Dalla precisione e velocità di taglio all'idoneità dei materiali e ai costi, scoprite cosa distingue ogni metodo e quale potrebbe essere il più adatto alle vostre esigenze. Approfondite le applicazioni pratiche e le prestazioni di queste tecnologie di taglio.
La scelta del metodo di taglio dipende dalla situazione specifica. Oltre al taglio laser, esistono altri metodi come il taglio ad acqua, il taglio al plasma e il taglio a filo. Quando vengono utilizzati?
Secondo un ingegnere del settore del taglio:
Analizzeremo in dettaglio queste diverse tecniche di taglio.
Il taglio laser è un processo in cui un raggio laser focalizzato ad alta densità di potenza viene diretto sul pezzo da lavorare, provocando la fusione, la vaporizzazione, l'ablazione o l'accensione del materiale. Il materiale fuso viene quindi rimosso da un flusso d'aria ad alta velocità coassiale con il fascio di luce, dando luogo al taglio del pezzo.
Attualmente, la CO2 I laser a impulsi e i laser a fibra sono i più utilizzati. tipi di laser per il taglio. Il taglio laser è considerato uno dei metodi di taglio termico.
Il taglio a getto d'acqua, detto anche lama d'acqua, è una macchina da taglio che utilizza un flusso d'acqua ad alta pressione per tagliare i materiali. Sotto il controllo di un computer, ha la capacità di incidere il pezzo in lavorazione come desiderato, con un impatto minimo sulla qualità del materiale.
Il taglio ad acqua si divide ulteriormente in due metodi: taglio senza sabbia e taglio con sabbia.
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Plasma taglio ad arco è un processo che utilizza il calore generato da un arco di plasma ad alta temperatura per fondere e vaporizzare il metallo sul bordo di taglio del pezzo. Lo slancio del plasma ad alta velocità viene quindi utilizzato per eliminare il metallo fuso e formare un taglio.
La lavorazione a scarica elettrica a filo (WEDM), nota anche come lavorazione a scarica elettrica a filo, è un tipo di lavorazione elettrica. Può essere suddivisa in taglio a filo veloce, taglio a filo medio e taglio a filo lento. Il taglio a filo WEDM veloce ha una velocità di traslazione del filo compresa tra 6 e 12 m/s e il filo si muove avanti e indietro ad alta velocità con una precisione di taglio relativamente bassa.
Il taglio a filo WEDM medio è una tecnica più recente che offre funzioni di taglio a frequenza multipla basate sul taglio a filo WEDM veloce. Il taglio a filo WEDM lento ha una velocità di traslazione del filo di 0,2 m/s. Il filo per elettrodi si muove a bassa velocità e in modo unidirezionale, ottenendo una precisione di taglio molto elevata.
Nelle sezioni seguenti, faremo un confronto dettagliato di questi metodi di taglio.
Le macchine da taglio laser hanno un'ampia gamma di applicazioni e possono tagliare sia materiali metallici che non metallici. Ad esempio, materiali non metallici come stoffa e pelle possono essere tagliati con una taglierina laser CO2. Quando si tratta di tagliare il metallo, una taglio laser in fibra è preferita per la sua capacità di produrre una deformazione minima della piastra.
Il taglio ad acqua è considerato un metodo di taglio a freddo e non comporta deformazioni a caldo. Produce una superficie di taglio di alta qualità ed elimina la necessità di una lavorazione secondaria. Inoltre, è facile da rilavorare se necessario. Il taglio ad acqua è in grado di tagliare efficacemente qualsiasi materiale con una velocità di taglio elevata e dimensioni di lavorazione flessibili.
Le macchine per il taglio al plasma sono in grado di tagliare acciaio inossidabile, alluminio, rame, ghisa, acciaio al carbonio e altri materiali metallici. Tuttavia, il taglio al plasma ha un notevole effetto termico e una bassa precisione, che rendono difficile la rielaborazione della superficie di taglio.
Il taglio a filo può essere utilizzato solo per tagliare materiali conduttivi e richiede un refrigerante di taglio durante il processo. Di conseguenza, i materiali non conduttivi, come carta e pelle, o sensibili all'inquinamento dell'acqua o del refrigerante di taglio, non possono essere tagliati con questo metodo.
L'uso del taglio laser per l'acciaio al carbonio nell'industria è tipicamente limitato a spessori inferiori a 20 mm, con una capacità di taglio generalmente inferiore a 40 mm.
Per taglio dell'acciaio inossidabileIl limite tipico è inferiore a 16 mm e la capacità di taglio è generalmente inferiore a 25 mm. Con l'aumentare dello spessore del pezzo, la velocità di taglio diminuisce notevolmente.
Il taglio a getto d'acqua è in grado di tagliare materiali con spessori che vanno da 0,8 mm a 100 mm e, in alcuni casi, anche materiali più spessi.
La gamma di spessori di taglio per le taglierine al plasma va da 0 mm a 120 mm. Le taglierine al plasma in grado di tagliare metallo con uno spessore di 20 mm sono considerate le più convenienti.
Il taglio a filo ha in genere uno spessore compreso tra 40 e 60 mm, con la possibilità di raggiungere i 600 mm per i tagli più spessi.
Se una lastra di acciaio dolce dello spessore di 2 mm viene tagliata con una potenza del laser di 1200 W, la velocità di taglio può raggiungere i 600 cm/min. Per un Spessore 5 mm La velocità di taglio della piastra in resina polipropilenica può raggiungere i 1200 cm/min. Questo evidenzia la velocità vantaggio del laser taglio per la produzione di massa.
L'efficienza del taglio a filo dell'elettroerosione è generalmente di 20 mm.2 a 60mm2 al minuto, con un massimo di 300mm2 al minuto. In confronto, il taglio laser è più veloce e più adatto alla produzione di massa.
La velocità di taglio dell'acqua è relativamente bassa, il che la rende meno adatta alla produzione di massa.
Il taglio al plasma ha un taglio lento velocità e una precisione relativamente bassa, che la rendono più adatta al taglio di lamiere spesse. Tuttavia, la faccia finale avrà una pendenza.
Per la lavorazione dei metalli, il taglio a filo offre una maggiore precisione, ma ha una taglio lento velocità. In alcuni casi, possono essere necessari altri metodi, come la perforazione e la filettatura, che però hanno capacità di taglio limitate.
L'incisione di taglio laser è stretta, con lati paralleli e perpendicolari alla superficie. La precisione delle dimensioni del pezzo tagliato può raggiungere ±0,2 mm.
Il taglio al plasma ha una precisione inferiore a 1 mm.
Il taglio ad acqua non produce deformazioni termiche e ha una precisione di ±0,1 mm. Se si utilizza una macchina da taglio ad acqua dinamica, la precisione di taglio può essere migliorata fino a 0,02 mm e la pendenza di taglio viene eliminata.
Il taglio del filo ha generalmente una precisione compresa tra ±0,01 mm e ±0,02 mm, con una precisione massima di ±0,004 mm.
Il taglio laser è più preciso di quello al plasma, con piccole fessure di circa 0,5 mm.
Le fessure di taglio del taglio al plasma sono più grandi di quelle del taglio laser, in genere 1-2 mm.
Il taglio ad acqua produce fenditure che sono circa 10% più grandi del diametro del tubo della fresa, in genere da 0,8 mm a 1,2 mm. All'aumentare del diametro del tubo di taglio della sabbia, aumenterà anche la dimensione dell'incisione.
Il taglio a filo ha una larghezza di fessura minima, in genere di circa 0,1 mm - 0,2 mm.
La precisione della rugosità superficiale del taglio laser non è pari a quella del taglio ad acqua e si accentua con l'aumentare dello spessore del materiale.
Il taglio ad acqua non altera la struttura del materiale che circonda il giunto tagliato. Questo perché il taglio laser è un metodo di taglio termico che modifica la consistenza intorno all'area di taglio.
(1) Il prezzo delle taglierine laser varia a seconda dell'uso cui sono destinate. Un'opzione più economica, come una taglierina laser a CO2, può costare circa $4.000, mentre un'opzione più costosa, come una taglierina laser a fibra da 1000W, può costare oltre $50.000. Il taglio laser non ha materiali di consumo, ma ha i costi di investimento e di manutenzione più elevati tra tutti i metodi di taglio.
(2) Le taglierine al plasma sono molto più economiche delle taglierine laser e i prezzi variano in base a fattori quali la potenza e la marca della taglierina al plasma. Il taglio al plasma ha un costo di utilizzo elevato, in quanto può tagliare qualsiasi materiale che conduca elettricità.
(3) Le apparecchiature di taglio a getto d'acqua sono seconde per costo solo al taglio laser, con un elevato consumo energetico e costi di manutenzione. La velocità di taglio è inferiore a quella del taglio al plasma. Inoltre, tutti gli abrasivi utilizzati sono monouso e possono contribuire all'inquinamento ambientale.
(4) Il taglio a filo costa in genere diverse migliaia di dollari. Tuttavia, ha dei materiali di consumo, come il filo di molibdeno, il refrigerante per il taglio, ecc. Esistono due fili comunemente utilizzati: uno è il filo di molibdeno, che è costoso ma può essere riutilizzato più volte e viene utilizzato per le apparecchiature di movimentazione rapida del filo; l'altro è il filo di rame, che viene utilizzato per le apparecchiature di movimentazione lenta del filo ma può essere utilizzato una sola volta. Inoltre, le macchine WEDM veloci sono 5-6 volte più economiche di quelle lente.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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