Сравнение электроэрозионной, плазменной, гидроабразивной и лазерной резки

Проволочные электроэрозионные, плазменные, гидроабразивные и лазерные станки — хороший выбор для процессов, требующих жестких допусков. Они используют точную термическую технологию для резки и придания формы рабочим материалам. Однако между ними есть некоторые различия, которые могут сделать один станок лучшим вариантом для ваших конкретных проэектов.

Например, электроэрозия больше подходит для резки толстой стали, чем лазерная резка, которая ограничена прецизионной резкой более тонких материалов. В конечном счете, выбор правильного решения во многом зависит от ваших требований. Вот некоторые различия, о которых вам следует знать.

Лазерная резка

Лазерная резка — это точный производственный метод резки металлов и множества других материалов. Луч высокой мощности, известный как лазер, создается внешним источником, который возбуждает электроны через оптическую резонирующую камеру. Заряженные электроны излучают фотоны или свет, который отражается в резонаторе туда и обратно, усиливая фотоны за счет дальнейшей стимуляции. Эти фотоны из лазерной машины излучаются в виде очень маленького, высококонцентрированного луча света.

Лазерный луч настолько мощный, что все на его пути мгновенно плавится, испаряется или сжигается, создавая точный разрез. Допуски до ±0,05 мм в очень тонких материалах, в противном случае ±0,015 мм обычно достигается на системе лазерной резки. Вырабатываемая мощность 3 кВт позволяет легко резать материалы толщиной до четверти дюйма, включая алюминий, нержавеющую сталь, медь и латунь.

Скорость и точность, связанные с лазерной резкой, часто делают ее чрезвычайно рентабельной и эффективной для производства. Это особенно важно при работе с тонкими материалами, что значительно сокращает время выполнения заказа и сокращает количество брака материала, при этом производя высококачественную и недорогую продукцию. Но есть и минусы: детали, вырезанные лазером, могут страдать от шлака и заусенцев, и чем толще материал, тем грязнее будет разрез.

Наиболее часто лазер применяется для:

• Резки листового металла
• Формованния детали
• Плоских заготовок
• Знаков и трафаретов

Электроэрозионная обработка проволокой

Электроэрозионная обработка с проволокой — это процесс обработки металла, в котором электрическая эрозия используется для отделения материала от токопроводящей заготовки. Услуги проволочной электроэрозионной обработки обычно используются для резки твердых металлов, с которыми иногда трудно манипулировать другими методами резки.

Идеально прямая обработка без заусенцев может быть достигнута с помощью проволочной электроэрозионной обработки. Устраняя режущие напряжения в материале, можно изготавливать чрезвычайно тонкие металлические секции без искажений. Возможность механической обработки материалов в таких условиях обеспечивает более высокую точность до ± 0,0001 дюйма, а также более жесткие допуски.

С помощью этого процесса можно резать любые твердые или труднообрабатываемые материалы. Проволочная электроэрозионная обработка требует меньше времени на обработку по сравнению с другими традиционными процессами, и любые контурные участки и различные конусы могут быть обработаны с точностью до 30 градусо.

Применение электроэрозионной обработки

Услуги проволочной электроэрозионной обработки позволяют компаниям изготавливать изделия, которые могут быть чрезвычайно сложными, со сложным дизайном, включая трехмерные формы, из различных типов металлов. Этот процесс широко используется в таких отраслях, как аэрокосмическое прототипирование, электроника и производство деталей. К другим отраслям относятся дизайнеры ювелирных изделий, слесарные мастерские, производители автомобилей и компании, поставляющие запчасти для различных отраслей промышленности.

Электроэрозионная обработка идеально подходит для резки в труднодоступных местах и ​​для жестких допусков. Она также подходит для резки твердых материалов, которые трудно обрабатывать другими методами или которые могут быть деформированы при ручной резке. Электроэрозионная обработка — это хороший выбор для деталей, которые должны обрабатываться очень гладко, без заусенцев на внутренней поверхности. Гладкость также достигается на внешних формах за счет шлифовки выступа размером 0,005 дюйма.

Гидроабразивная резка

Технология гидроабразивной резки — это метод, используемый для придания формы различным материалам, от пенопласта до керамики и титана. При использовании этого метода водяная струя используется для создания очень высокого давления, чтобы сделать узкую линию в данном материале. В зависимости от жесткости материала в гидроабразив можно добавить гранулированный абразив. Это помогает увеличить мощность резания.

Вы можете думать о гидроабразивной резке как о более быстрой электроэрозионной машине с меньшей точностью. Основным преимуществом гидроабразивной резки является скорость, которая позволяет резать в 10 раз быстрее, чем электроэрозионная резка. Гидроабразивная резка также не ограничивается резкой токопроводящих материалов.

В отличие от проволочной электроэрозионной резки, недостатком гидроабразивной резки является сложность с тонкими материалами. Давление может быть слишком высоким и вызвать вибрацию тонких деталей. Это означает, что каждая деталь должна обрабатываться отдельно с уменьшенным давлением, что снижает точность.

И меньшая точность является основной причиной того, что гидроабразивная резка не соответствует технологии электроэрозионной резки, будь то из-за тонких деталей или нет.

Гидроабразивная резка прошла долгий путь, потому что можно повысить точность струи воды, увеличив давление струи воды, добавив гранулированный абразив или используя сопло, чтобы сделать процесс резки более гибким. Но даже при всем этом, когда речь идет о точном контроле резки, электроэрозионная обработка лидирует.

Плазменная резка

Плазменная резка (плазменно-дуговая резка) представляет собой процесс плавления, при котором струя ионизированного газа при температуре выше 20 000°C используется для расплавления и удаления материала из разреза. В процессе между электродом (катодом) и заготовкой (анодом) зажигается электрическая дуга. Электрод утоплен в газовом сопле с водяным или воздушным охлаждением, которое сужает дугу, вызывая образование узкой, высокотемпературной и высокоскоростной плазменной струи.

Когда плазменная струя попадает на заготовку, происходит рекомбинация, и газ возвращается в свое нормальное состояние, выделяя при этом сильное тепло. Это тепло расплавляет металл, и поток газа выбрасывает его из реза. Плазменные газы обычно представляют собой аргон, аргон/водород или азот. Эти инертные газы можно заменить воздухом, но для этого требуется специальный электрод из гафния или циркония. Использование сжатого воздуха делает этот вариант плазменного процесса весьма конкурентоспособным по сравнению с кислородно-топливным процессом для резки углеродисто-марганцевых и нержавеющих сталей толщиной до 20 мм. Инертные газы предпочтительны для высококачественной резки реактивных сплавов.

Плазменной дугой можно резать очень широкий спектр электропроводящих сплавов, включая простые углеродистые и нержавеющие стали, алюминий и его сплавы, никелевые сплавы и титан. Первоначально этот метод был разработан для резки материалов, которые нельзя было удовлетворительно разрезать кислородно-топливным процессом. Обычно деталь или лист, который необходимо разрезать, остается неподвижным, а плазменный резак перемещается. Кроме того, поскольку стоимость плазменного резака низка по сравнению со стоимостью манипуляционного оборудования, обычно к столу для резки прикрепляют несколько резаков.

Плазменно-дуговая резка может осуществляться и под водой на специализированном оборудовании.

Плазменно-дуговая резка с высокими допусками (HTPAC) является важным развитием технологии плазменно-дуговой резки. Этот процесс обеспечивает более высокую точность при толщине материала менее 12 мм и может быть недорогой альтернативой лазерной резке.

Сравнение станков с ЧПУ для лазерной резки и проволочной электроэрозионной обработки

Процесс

• Лазерные стакки используют тепловой луч, который режет материалы путем плавления, испарения или сжигания.
• Проволочный электроэрозионный станок использует сверхтонкую проволоку под напряжением для разрезания рабочих материалов.
• Гидрообразивные станки используют воду и образим под высоким давлением
• При плазменной резке струя ионизированного газа при температуре выше 20 000°C используется для расплавления и удаления материала из разреза

Допуски

• Лазерные станки имеют допуски до 0,002 дюйма или 0,05 миллиметра в очень тонких материалах. Эти допуски уменьшаются по мере увеличения толщины материала.
• Проволочная электроэрозионная обработка может при необходимости обеспечивать жесткие допуски, обеспечивая прецизионную точность в диапазоне 0,002 мм.
• Допуски зависят от толщины материала, и давления, и могут колебаться от 0,1 мм до 0,05 мм
• Точность плазменной резки, в срезнем сопостовима с точностью лазера для технологии HTPAC.

Рабочие материалы

• Лазерный станок хорош для резки легких, мягких, неотражающих материалов.
• Проволочная электроэрозионная обработка использует электричество для резки, поэтому материалы должны быть токопроводящими.
• Гидроабразивная резка может использоваться для резки любых относительно твердых материалов.
• Как и электроэрозия пласменной резкой можно обрабатывать только токопроводящие материалы

Резка

• Лазеры производят быструю резку материалов толщиной до 0,25 дюйма или 10 миллиметра. Для более толстых разрезов потребуются более мощные лазеры и газовые трубки, а также потребуются большие допуски.
• Проволочная электроэрозионная резка медленнее, но точнее, чем лазерная резка. В настоящее время в большинство станков мы может резать материалы толщиной до 300 мм, но также доступны электроэрозионные станки для толщины 400 мм и выше.
• Гидроабразивная резка в срежнем самый быстрый процесс, однако нужно учитывать сложность с тонкими материалами.
• . Плазменная обработка обеспечивает наиболее высокую точность при толщине материала менее 12 мм и может быть недорогой альтернативой другим видами резки.