Лазерная и плазменная резка металла отличия

Сравнение лазерной и плазменной резки металла

Применяются на предприятиях металлообрабатывающей, пищевой, автомобильной, судостроительной, строительной и энергетической промышленностях, в составе машин термической резки (МТР) с ЧПУ. Резать можно как листовой металл, так и трубы. В данной статье, хочется затронуть основные плюсы и минусы данных технологий резки металла. Начнем с плазмы.

Плазменная резка

Осуществляется плазменной дугой, с температурой до 30 000 градусов Цельсия. Сама физика данного процесса не позволяет резать металл без скоса (без конуса) даже в самых дорогостоящих источниках плазмы ( Hypertherm , Termal Dynamics и Kjellberg) с применением так называемой «узко-дуговой резки» не удастся достичь конусности менее 2-4˚.

Зато станок плазменной резки с ЧПУ (в простонародье «плазмарез», «плазморезка», «резак», «плазма», «портальная плазменная резка») может резать недостижимые для лазера толщины металлов — до 160 мм для углеродистых («черных») сталей. Фактически плазменная установка позволяет резать любой токопроводящий металл (все виды сталей, чугун, медь, алюминий, латунь и т.д.).

Есть некоторые ограничения по резке отверстий, например, минимальный диаметр отверстия должен быть больше или равен полутора — двум толщинам метала.

То есть, если у нас стальной лист толщиной 12 мм, то минимальный диаметр отверстия (с сохранением круглой формы) будет равен 18-24 мм. Конечно здесь есть приятные исключения в виде запатентованной технологии True Hole от компании Hypertherm, позволяющей вырезать отверстия диаметром, равном толщине листа, причем отменного качества с конусностью не более 2˚. Технология применима на толщинах до 25 мм при использовании системы HyPerfomance Plasma HPRXD и XPR с автоматической системой управления газом.

Машины термической резки , оснащенные источником плазменной резки , дешевле станков лазерной резки металла , себестоимость реза – дешевле, обслуживание дешевле (часто необходимо только электричество, сжатый воздух и «расходники»).

Из минусов хочется отметить худшее качество реза, конусность реза, более высокое потребление электроэнергии, большее потребление расходных материалов («расходки») и сложность при резке тонких металлов (менее 1 мм), вызванную более толстой дугой (ширина реза 0,8-1,5 мм). А также в несколько раз меньшую скорость реза тонких металлов, в сравнении с лазером.

Лазерная резка

Осуществляется лазерным лучом, который в разы тоньше плазменной дуги (0,2-0,3 мм), поэтому качество реза заметно выше, чем при плазменной резке, так как уменьшается термическое воздействие на кромку разрезаемого материала.

Установка лазерной резки отличается высокими скоростями резки, что является более рентабельным решением в сравнении с плазмой. Например, оптоволоконный иттербиевый лазер IPG Photonics мощностью 4 кВт( Lasercut Professiona M2 способен резать углеродистую сталь толщиной 2 мм со скоростью до 12 100 мм в минуту, в то время как источник плазмы Hypertherm HPR 130XD режет данный лист со скоростью не более 1 490 мм в минуту (30 А, кислород/кислород). Резкое падение скорости реза у лазера наблюдается на толщинах более 3-6 мм, а максимальная толщина ограничена 24 мм для углеродистой стали (для оптоволоконного лазера IPG Photonics, мощностью 4 кВт). Кромки реза у листов до 14 мм – остаются ровными и гладкими, без образования окалины.

Минимальный диаметр вырезаемого отверстия равен 0,3 толщины металла, края – ровные и с минимальным скосом (не более 1° при толщинах более 10-12 мм). Это позволяет вырезать отверстия диаметром 4 мм в 12 мм листе. Точность станка лазерной резки металла заметно выше станка плазменной резки и составляет, как правило, +/- 0,05 мм.

Пример реза стали толщиной 12мм. Слева – «узкодуговым» источником плазмы 130Ампер. Справа — лазером мощностью 1КВт. Пример реза стали толщиной 25 мм, оптоволоконным лазером мощностью 4 кВт.

Один из важных моментов, на который стоит обратить внимание при выборе станка лазерной или плазменной резки – стоимость и стойкость расходных материалов. Наиболее часто заменяемая часть на лазере – сопло стоит от 140 до 750 руб. за 1 шт. и служит оно до 1,5 месяцев, в то время как на плазменную резку меняется сопло и электрод (катод), общей стоимостью от 250 до 4500 руб. (в зависимости от модели плазматрона), которых хватает примерно на 0,5-1 смену работы станка плазменной резки.

Резюмируя данную статью, давайте подведем итоги:

Лазерную резку целесообразнее применять, если нужны очень высокие скорости резки, высокое качество обработки металла, высокая точность, хорошая повторяемость при резке сложных изделий, высокое качество резки углов (особенно внутренних), низкая стоимость расходных материалов, но обслуживание установки лазерной резки должно осуществляться только высококвалифицированными специалистами.

В то время как плазменная резка славится большими толщинами разрезаемых металлов, неприхотливостью, большей гибкостью в широком диапазоне толщин и типов материалов, меньшей стоимостью установки. В настоящее время приобретать оборудование в лизинг становится выгоднее, в том числе из-за экономии по НДС.

Лазерный или плазменный станок с ЧПУ – сравнение

Лазерное и плазменное оборудование с ЧПУ действует по сходному принципу: в обоих случаях в качестве режущего инструмента выступает высокотемпературный поток, с большой скоростью выходящий из рабочей головки. Обе технологии являются конкурирующими и при оснащении производства нелегко понять, какой из станков предпочтительнее для максимально эффективного решения задач по выпуску продукции.

Лазер и плазморез – различия

Основными факторами, влияющими на выбор оборудования, являются качественно-экономические показатели. Несмотря на некоторое сходство, между лазерными и плазменными станками есть и значительные различия в ключевых параметрах.

Толщина обрабатываемого материала

лазер – с высокой скоростью и сохранением прямолинейности кромок режет тонколистный металл и прочее сырье толщиной до 5-6 мм. При работе с толщинами от 7-10 мм качество и скорость резки снижаются. Чтобы избежать недорезов, приходится увеличивать мощность в 1,5-2 раза и ставить длиннофокусную линзу. Кроить металлические листы от 3 см толщиной на лазере нецелесообразно.

Лазерный луч одинаково легко справляется с кроем заготовок простой геометрии и с резкой ажурных узоров на тонком металле

плазморез – эффективен для работы с металлами, толщиной от 4-6 до 15 см (для сталей). Не используется для резки тонколистного металла из-за очень высокой температуры плазменной струи, которая деформирует выступающие элементы заготовок.

Плазменная дуга плохо подходит для создания изящных заготовок, зато может кроить даже толстые металлические плиты

2. Качество резки

Верхняя заготовка выполнена на плазменном станке, нижняя – на лазерном

лазер – сфокусированный луч лазера имеет крайне малый диаметр, поэтому может без погрешностей кроить детали со сложным контуром (ширина прореза в среднем 0,1 мм). Кромка и боковая стенка при этом получаются гладкими, не требующими дополнительной шлифовки, так как лазерный резак не оказывает термического и механического воздействия на поверхность в зоне реза. Для лазерного оборудования характерно отсутствие конусности при раскрое материалов допустимой толщины.

плазма – из-за нестабильности плазменной дуги ширина реза может варьироваться в диапазоне от 0,8 до 1,5 мм, что сказывается на равномерности раскройной линии. Кроме того, при таких размерах прореза невозможно воспроизвести острые углы, например, профиль зубьев, с такой точностью, какую дает лазер. Также для плазменной резки характерна конусность прожига со скосом от 3° до 10° от точки входа к точке выхода дуги.

3. Энергетические затраты

При раскрое с одинаковой скоростью материалов толщиной до 8 мм энергопотребление лазерного и плазменного станка будет примерно одинаковым. Резка более толстых листов металла потребует от лазера увеличения энергозатрат в два и более раза.

4. Экономичность раскроя

лазер – малая ширина реза позволяет разместить заготовки на листе практически вплотную друг к другу, что сводит к минимуму количество отходов и позволяет максимально эффективно использовать материал.

плазма – при составлении кроя необходимо учитывать, что для начала резки плазменной струе требуется “точка входа” на некотором удалении от самой заготовки. В сочетании с большей, чем у лазера, шириной прореза, это делает невозможным близкое размещение деталей и снижает экономичность раскроя.

5. Комплектующие

лазер – главными элементами оборудования являются 3 зеркала и фокусировочная линза, срок службы которых, при условии их надлежащего качества и правильного ухода, составляет в среднем 6 тыс. часов эксплуатации. Каждый из компонентов превышает по стоимости расходные материалы для плазменного станка примерно в 30 раз. Выход из строя прочих частей станка, например газовой трубки, вытекает в дорогостоящий и длительный ремонт оборудования.

плазма – единственное, что требует замены – это недорогой сварочный электрод. Одного стержня хватает на 800 прожигов или 8-10 часов интенсивной работы. Иногда приходится менять сопло, что тоже достаточно бюджетно, в сравнении с затратами для лазерного станка.

Подводя итоги, можно сказать, что лазерное оборудование целесообразно приобретать для высокоскоростной резки тонколистных материалов, требующей высокой точности и четкости контуров. Для эффективной и производительной работы с металлами большой толщины лучше всего подойдет станок плазменной резки.

Что выбрать: Плазменная или Лазерная резка металла?

На чем и как можно сэкономить, преимущества и недостатки, что лучше

Технологии этих видов резки относятся к одной области применения и являются конкурирующими. Что проще и выгоднее использовать.

Лазерная резка металла

Инструментом при лазерной резке является сфокусированный лазерный луч. Он нагревает обрабатываемый материал до температуры плавления металла, сам расплавленный металл удаляется струей газа под высоким давлением. Или второй вариант при сублимационной — материал под воздействием лазерного импульса испаряется в зоне резки.

Плазменная резка металла

Плазменная резка заключается в проплавлении разрезаемого металла за счет тепла, генерируемой сжатой плазменной дугой, и интенсивном удалении расплава плазменной струей.

Преимущества лазерной резки металла

1. Более точные по перпендикулярности кромки и более узкие прорези. Не забываем учитывать толщины обрабатываемого материала.

2. Меньше деформаций при резке.

3. Высокая точность.

4. Высокая производительность.

Примечание. Просим учесть момент, что лазерная резка эффективна для толщин до 6 мм.

При этом не остается окалины, не требуется последующая обработка.

Кромки на толщинах до 4 мм и меньше остаются гладкими и прямолинейными. Если толщина свыше 4 мм кромки имеют отклонения со скосом примерно 0,5°.

Если рассматривать отверстия, то они имеют в нижней части несколько больший диаметр, чем в верхней, но остаются круглыми и хорошего качества.

Для металла толщиной 20–40 мм лазерная резка применяется очень редко, а для металла толщиной свыше 40 мм – практически не используется. Не забываем про сервисное обслуживание, здесь вам не обойтись без высококвалифицированного персонала.

Преимущества плазменной резки металла

1. Большой диапазон толщин металла до 80 мм.

2. Цена в десятки раз ниже, чем у лазера.

3. Эксплуатация источника и плазматрона не требует больших затрат. Элементы плазматрона легко может заменить оператор станка с ЧПУ.

4. Используя современные технологии резки, можно добиться качества аналогичного лазерной резке.

Подбираем оптимальные параметры, скорость и направление реза, высота плазматрона, сила тока, там самым снижаем величину конусности или убираем ее совсем. Сильно влияют также расходные материалы, используем только оригинальные в хорошем состоянии. Оплавление в углах так же можно обойти метод прохождения врезок «петлями».

Примечание. Для плазменной резки характерна конусность поверхности реза 3° — 10°. Присутствует небольшая окалина.

Лазерная или плазменная резка металла?

Что же выбрать?

1. Нужно определиться с толщиной разрезаемого металла.

Если вы планирует или используете металл небольших толщин, то результаты по качеству будет примерно одинаковые.

Если это металл толщиной свыше 6 мм, то в данном случае по скорости резки плазма превосходит лазерную резку.

Если это металл небольшой толщины до 4 мм, то качество резки в теории лазерный источник дает лучше.

2. Какие детали вам требуется резать и какое качество Вы желаете получить.

Если это тонкий металл и вам нужно вырезать тонкие ажурные детали, то да. Вам нужен лазер.

Если у Вас нет высоких требования к точности и есть допуски, нет тонких линий, то вы можете спокойно остановить свой выбор на плазменной резке.

3. Вам нужно не только резать, но еще наносить маркировку, делать гравировку.

Вы можете выбрать как универсальный лазер, так и использовать источник плазмы. Разработчики источников плазменной резки, могут предложить Вам и такой вариант.

4. Срок службы расходников

5. Да, срок службы расходников для лазерной резки намного выше, чем для плазменной. От нескольких недель до нескольких лет.

6. А теперь цена вопроса.

Это один из главных аспектов, наряду с качеством.

Если рассматривать цену из расчета: координатный стол + лазер или координатный стол + плазма, то разница будет ощутима. В разы. К примеру, для тонких металлов установка, оснащенная источником плазменной резки будет стоить менее 1 млн. рублей, а для тех же толщин металла стоимость установки плазменной резки будет приближаться к 10 млн. рублей. Стоимость приведена из расчета оптоволоконного лазера.

Параметры

Лазерная резка

Плазменная резка

Ширина реза постоянна (0,2 — 0,375 мм)

Ширина реза не постоянна из-за нестабильности плазменной дуги (0,8 — 1,5 мм)

±0,05 мм (0,2 — 0,375 мм)

Шероховатость поверхности R, мкм

При непрерывном режиме диаметр примерно равен толщине материала. Для импульсного режима минимальный диаметр отверстия может составлять одну треть толщины материала.

Минимальный диаметр отверстий составляет 1,5 от толщины материала, но не менее 4 мм. Выраженная склонность к эллиптичности, (возрастает с увеличением толщины материала).

Высокое качество углов

Происходит некоторое скругление угла, из нижней части среза удаляется больше материала, чем из верхней.

Обычно имеется (небольшая)

Присутствуют на острых наружных кромках деталей

Больше, чем при лазерной резке

Производительность резки металла

Высокая скорость на малых толщинах с заметным снижением при увеличении толщины, продолжительный прожиг больших толщин.

Быстрый прожиг; очень высокая скорость при малых и средних толщинах обычно с резким снижением при увеличении толщины.

Если Вас интересует и производству требуется рез с минимальной конусностью, с незаметным прожигом и почти отсутствующая окалина, вы режете тонкие металлы и располагаете суммой более 10 млн. руб, то можно остановиться на установке лазерной резки. Цена очень сильно зависит от толщины металла. На толщинах 4-6 мм установка лазерной резки дороже плазменной в 8-10 раз, при толщине 6-20 мм, разница в цене отличается в 18 раз и более.

Если Вас интересует и производству требуется рез с минимальной конусностью, с незаметным прожигом и почти отсутствующая окалина, вы режете металлы толщиной до 80 мм и располагаете суммой более 10 млн. руб, то можно остановиться на установке плазменной резки с источником профессиональной серии.

Если Вас интересует и производству дает допуск на конусность, отверстия и углы, вы режете металлы толщиной до 30 мм и располагаете суммой не более 1 млн. руб, то можно остановиться на установке плазменной резки с источником полупрофессиональной серии.

Более подробную информацию вы можете получить у наших менеджеров, они ответят на любые Ваши вопросы.

Чем лазерная резка отличается от плазменной?

Плазменная резка подразумевает разрезание любого токопроводящего металла с помощью «плазменно-дуговой» резки, также бетон, камень и другие высокопрочные материалы толщиной до 200 мм за счёт способа «плазменной струи». Процесс резки представляет собой разрезание материала плазмой температурой от 5000 до 30000 градусов по Цельсию и скоростью 500 – 1500 метров в секунду.

Лазерная резка

Лазерная резка производится на всех материалах и не зависит от проводимости тока, но обладает своими ограничениями в мощности и глубине разреза (максимальная толщина стальной заготовки может достигать 30 мм). Лазер – пучок света высокой мощности, полученный в результате разгона света в оптическом резонаторе. При резке, в зависимости от способа, расплав либо удаляется струёй газа под давлением, либо испаряется в зоне резки.

Область применения

Плазменная резка применяется на предприятиях тяжёлого машиностроения, атомной энергетики, авиапрома, в строительной отрасли, в коммунальном хозяйстве, в наружной рекламе (при изделии металлических вывесок). С её помощью производится резка труб, листового металла, чугуна, стали, бетона, а также для фигурной резки по металлу и болтовых отверстий. Лазерная резка имеет широкий диапазон применения и затрагивает: медицину, машиностроение, приборостроение, и т.д.

Лазерная резка металла

Главные различия

Плазменная и лазерная резка являются прямыми конкурентами, с точки зрения изготовления более мелких деталей ЛР выигрывает по скорости изготовления и качеству, в то время как ПР обгоняет относительно невысокой стоимостью оборудования и более легкозаменяемыми деталями. При этом, что ПР, что ЛР используются в резке листовых металлов с одинаковым успехом, с той разницей, что по мере увеличения толщины металла, растёт и стоимость оборудования для лазерной резки, увеличиваясь в 6-7 раз относительно плазменной резки.

Плазменная резка металла

1. Большая разница в цене (по мере возрастания мощности цена ЛР увеличивается многократно).
2. Цена ремонта (также ЛР в разы дороже из-за стоимости запчастей).
3. Мобильность, ПР есть не только автоматические, но и ручного типа.
4. Для ПР не имеет значения стерильность обрабатываемого материала (ржавчина, запыленность и т.д.), тогда как для работы с ЛР требуется стерильность как помещения, где производится работа, так и стерильность обрабатываемого материала.
5. Для работы с ЛР требуются профессионалы в сфере работы с данным оборудованием, тогда как для начала работы с ПР требуется лишь знание техники безопасности и основ работы.
6. Высокая энергоёмкость ЛР, тогда как ПР (ручного типа) достаточно работы от розетки.
7. Производительность резки металла: ЛР – Очень большая скорость работы при маленьких толщинах материала. Прожиг может значительно снижаться при увеличении толщины. ПР – Высокая скорость прожига. Высокая скорость при средних и маленьких толщинах, обычно с резким снижением при возрастании толщины.

Заключение

В зависимости от задачи, растёт и практичность того или иного способа. Лазерная резка оправдывает своё использование при полной загрузке и работе с тонкими материалами. ПР может иметь место не только в промышленных объёмах (мобильные аппараты) и даёт довольно-таки неплохой результат при работе с металлами толщиной до 25 мм. В тоже время, если не обращать внимания на стоимость, ЛР отличается меньшим тепловым воздействием на деталь, в отличие от ПР.

В большинстве случаев, при использовании ЛР, не образуется окалины, тогда как у ПР такое явление не редкость. Высокое качество углов у ЛР, тогда как у ПР происходит округление угла, в нижней части среза удаляется большее количество материала, чем из верхней. Также можно отметить, что ширина реза у лазера постоянна, тогда как ширина реза плазмой нестабильна из-за плазменной дуги.

Может ли плазменная резка конкурировать с лазерной

При оснащении производства оборудованием для раскроя листового металла одним из первых возникает вопрос, какой тип резки использовать: лазерный или плазменный?

Проведем сравнительный анализ этих типов резки, с целью получения возможности принятия правильного решения по оснащению производства соответствующей установкой.

Рассмотрим следующие основные характеристики:

Производительность

Рассматривая производительность, следует отметить, что при резке деталей из тонколистового метала (до 2..3 мм) с большим количеством отверстий, пазов и др. наиболее эффективен мощный высокоскоростной лазер. Однако на толщинах более 6 мм плазма выигрывает по скорости резки, а при толщине листа 20 мм и выше – вне конкуренции.

Основное правило – при одинаковой потребляемой мощности установок плазменная резка производительней лазерной в 2..3 раза – при изготовлении простых деталей. При этом большие партии однотипных сложных деталей из тонкого металла все же целесообразней изготавливать на лазере, т.к. вырезанные детали могут быть применимы к следующим технологическим операциям без дополнительной обработки (удаление окалины).

Качество реза

Требования к качеству реза определяются спецификой конкретного производства. Например, для приварного фланца рабочей поверхностью служит плоскость фланца. Соответственно, шероховатость, конусность и пережог кромки не оказывают существенного влияния на конечное качество изделия. Напротив, для звездочки цепного привода чистота поверхности, отсутствие термических деформаций и точность профиля зубьев являются первостепенными задачами, и часто лазерная резка обеспечивает решение этих задач.

В таблице приведены основные отличия в качестве реза между лазерной и плазменной резкой:

При плазменной резке величину конусности кромки и количество окалины можно уменьшить или убрать совсем путем подбора оптимальных параметров, таких, как скорость и направление реза, высота плазмотрона над поверхностью металла, сила тока источника плазмы.

Сильное влияние на качество реза оказывает состояние расходных элементов (сопло, электрод, защитный экран, и др.). Шероховатость поверхности также зависит от скорости резки и рабочего тока источника. Чем ниже скорость и выше ток, тем меньше шероховатость, но тем больше окалина и перегрев кромки. Оплавление на углах и врезках может быть уменьшено путем правильного расположения врезок и методом прохождения углов «петлями».

Необходимо отметить что точность позиционирования резака и динамические характеристики координатной системы установок имеют важнейшее значение для качественного результата.

При грамотном подходе к эксплуатации хорошей установки плазменной резки можно добиться отличного качества реза: на переднем плане деталь, вырезанная лазерной установкой, на заднем – установкой плазменной резки.

Ограничения

* — но не менее 2..3 мм, т.к. диаметр пучка плазмы 1..2.5 мм;

S – толщина материала.

Сравнение процессов

На примере двух деталей с одинаковым контуром, вырезанных лазером и плазмой, рассмотрим в сравнении отдельные участки реза. (Низкоуглеродистая сталь толщиной 5 мм).

Сравниваемые детали изготовлены с применением установки лазерной резки известного европейского производителя и станка плазменной резки GIGAMECH 6PC с системой воздушно-плазменной резки Hypertherm Powermax65. Качество резки с применением установок других производителей могут отличаться от рассматриваемых.

Резка прямых и криволинейных контуров с радиусами более толщины металла происходит практически с одинаковым качеством. Видна небольшая разница в шероховатости поверхности реза.

Внутренние углы контура детали, вырезанной на плазме, скруглены, в связи с тем, что диаметр плазменного пучка более чем на порядок превышает диаметр лазерного луча (1..2.5 мм против 0.2..0.3 мм).

При плазменной резке ограничено расстояние между контурами резки на детали. При близко расположенных контурах происходит перегрев и пережигание тонких стенок. При конструировании это расстояние закладывают 2.5..4 мм, при возможных 0.5 мм — у лазера.

При лазерной резке отверстия либо без конусности, либо могут иметь небольшую конусность, обусловленную неоптимальной настройкой фокусирующей системы.

При плазменной резке отверстия и криволинейные контура имеют искажения геометрии. В частности, на отверстиях это конусность, направленная на уменьшение диаметра к нижней кромке отверстия. Обусловлено это явление тем, что плазменный пучок при изменении направления резки отклоняется в сторону, противоположную направлению движения.

Также, чем ближе диаметр отверстия к толщине металла, тем более явно может проявляться искажение геометрии отверстия и криволинейных контуров при резке. Эти искажения можно минимизировать правильной настройкой параметров резки.

Стоимость установки

Часто на принятие окончательного решения об оснащении производства лазером или плазмой влияет цена установки и стоимость эксплуатации.

Для правильного понимания вопроса о стоимости лазерной и плазменной установок примем, что предполагается резка металла одной толщины с одной скоростью. При этом на толщинах до 4..6 мм лазерная установка дороже плазменной примерно в 4..6 раз; при толщине 6..20 мм разница в цене отличается уже в 10 и более раз.

При резке металла толщиной более 20 мм применение лазерной резки становится доступным только крупным производствам с уникальными специфическими задачами.

К координатной системе для лазерной установки предъявляются повышенные требования по динамическим и точностным характеристикам, соответственно, необходимо применение комплектующих более высокой точности. Вследствие этого стоимость лазерной координатной системы выше в 3..4 раза.

Стоимость эксплуатации

Стоимость эксплуатации установок складывается из стоимости

• энергетических затрат и затрат на рабочие газы;
• стоимости расходных комплектующих;
• стоимости сервисного обслуживания и ремонта.

Энергетические затраты

Основными потребителями электроэнергии в лазерной и плазменной установках являются лазер (источник тока для плазмы), координатная система со стойкой управления, вытяжная система, чиллер (для охлаждения рабочего тела лазера или мощного плазмотрона).

Энергопотребление лазерных и плазменных установок может быть близко по значению или различно, что зависит от ряда факторов. Например, при резке металла одной толщины (до 5..8 мм) с одной скоростью лазером и плазмой энергопотребление установок (включая оборудование, необходимое для работы установок – компрессор, чиллер, и др.) практически одинаково.

По иному обстоит дело при высокопроизводительной лазерной резке на высокой скорости. При той же толщине металла уже понадобится лазерная установка мощностью в 3..4 раза превышающей мощность плазменного станка. При резке металла толщиной более 8 мм потребная мощность лазера возрастает в несколько раз по сравнению с плазменными установками.

Энергопотребление установок при резке тонколистового металла находится либо на одном уровне, либо с небольшим перевесом в сторону плазмы. Резка толстого металла требует уже более высоких энергозатрат от лазера. В первом приближении лазерные и плазменные установки можно отнести к одному классу энергопотребления.

Обе системы резки включают в себя источник сжатого воздуха (кислорода, азота). Лазерная резка требует более высокой степени очистки рабочего газа, чем при плазменной резке, что, в свою очередь, требует присутствия высококачественных фильтрующих элементов, сепараторов, и др. в системе подготовки газа.

Расходные элементы и комплектующие

Основными расходными комплектующими для плазменной резки являются сопло и электрод, подвергающиеся непосредственному износу в процессе работы. При интенсивной резке, в зависимости от толщины металла, комплекта сопло-электрод может хватать на 600-800 прожигов или на 5-8 часовую рабочую смену. Защитные экраны, завихрители и др. элементы плазмотрона выходят из строя, как правило, в результате неправильных алгоритмов прожига и резки или аварийных ситуаций. Замена данных комплектующих производится с помощью обычной процедуры «открутил-закрутил» в течении нескольких минут.

Понятие «расходные» комплектующие для лазера весьма условно, т.к. детали лазерного источника и режущей головки (линзы, отражающие зеркала, сопла) выходят из строя реже, чем у плазмотрона, но их поломка и замена вытекают в дорогостоящий сложный ремонт. Например, «банальная» очистка линзы должна производиться под микроскопом в стерильных условиях и специальными инструментами. Стоимость линзы в 10..30 раз выше стоимости комплекта «сопло-электрод» для плазмы, а, например, лампа накачки для мощного СО₂ лазера может стоить как качественный комплектный источник плазмы.

Сервисное обслуживание и ремонт

При правильной эксплуатации источник плазмы и плазмотрон не требует каких либо сложных операций по регулировке и сервисному обслуживанию. Данные операции сводятся к продувке внутренних полостей источника тока и плазмотрона. Элементы плазмотрона легко заменяются силами эксплуатанта. При замене же каких-либо оптических деталей лазерной головки требуется сложная регулировка квалифицированным персоналом.

От чистоты поверхности металла напрямую зависит срок службы лазерной головки, напротив, при плазменной резке на поверхности допускается как ржавчина, так и масляный налет.

Стоимость эксплуатации одного и того же оборудования на различных производствах может отличаться в несколько раз. На это влияет толщина основного обрабатываемого металла, время непрерывной работы, качество и своевременность технического обслуживания, правильная подготовка рабочих газов.

Обобщая вышесказанное, можно выделить несколько основных моментов, которые можно рекомендовать при выборе между лазерной или плазменной резкой.

• На малых толщинах металла (до 5..6 мм) лазер малой мощности и плазма начальных уровней обладают примерно одинаковой производительностью и качеством резки (не принимая во внимание ограничения по минимальному диаметру отверстий и прорезке внутренних углов на плазме). Увеличение мощности лазера и, соответственно, увеличение скорости резки (производительности) влечет за собой большое увеличение стоимости лазерной установки.
• При толщине металла более 6 мм производительность плазменного раскроя резко возрастает при меньших энергозатратах. При этом несколько ухудшается качество отверстий диаметрами, близкими к толщине металла.
• Лазерная установка будет незаменима при резке очень маленьких и точных деталей, при резке неметаллических материалов (фанеры, пластиков).
• При больших партиях деталей из тонколистовой стали с большим количеством малых отверстий, а особенно, когда эти отверстия (малые пазы) в конечном итоге ничем не закрываются и находятся на лицевой поверхности изделия, целесообразно применять лазерную резку (см. фото)

Для правильного выбора в пользу той или иной установки необходим глубокий анализ задач и возможностей конкретного производства. Необходимо изучить возможность внедрения установки в существующие технологические процессы или перестраивать эти процессы, обеспечивая наиболее оптимальное и эффективное использование лазерной или плазменной резки.