플라즈마 대 레이저:귀하에게 적합한 기술은 무엇입니까?

오늘날 금속 가공에는 다양한 형태의 절단 공정이 있습니다. 레이저 절단, 터렛 펀치, 워터젯, 플라즈마 및 산소 연료 시스템은 모두 오늘날의 작업장에서 중요한 프로세스일 수 있지만 어떤 프로세스가 귀하에게 적합합니까? "Waterjet Capabilities:Where Waterjets Fit"이라는 제목의 이전 기사에서 이러한 각 프로세스의 기본 사항을 살펴보았지만 가장 많이 비교되는 두 프로세스는 레이저 및 플라즈마 절단, 특히 고화질 플라즈마 절단이라는 것을 종종 발견했습니다. 그렇다면 이 두 프로세스 중 어느 것이 가장 좋을까요? 귀하의 애플리케이션과 예산에 가장 적합한 것은 무엇입니까?

이 기사에서는 각 유형의 절단기, 새 제품 및 중고 제품에 대한 예산 구매 수를 설명하여 이 두 가지 프로세스를 조명하고 귀하의 요구에 적합한 시스템을 선택하는 데 도움이 되는 좋고 나쁜 프로세스 기능을 제공합니다. .

유사점

먼저 차이점을 정의하기 전에 이 두 프로세스 간의 유사점을 다루어야 합니다. 플라즈마와 레이저는 모두 강한 열을 사용하여 금속을 먼지로 기화(녹지 않고, 더 뜨겁고, 훨씬 더 뜨겁게 생각함)하는 열 절단 공정입니다. 두 공정 모두 질소(NO2), 산소(O2) 및 압축 공기와 같은 고압 가스를 사용하여 공정의 재료 제거 및 마감 처리를 지원합니다. 그들은 많은 양의 HP 공기를 사용합니다). 두 공정 모두 기화 입자가 공장의 모든 물품을 코팅하는 것을 방지하기 위해 일종의 흄 수집 시스템/집진기가 필요합니다(플라즈마의 경우 지하수면으로 충분할 수 있음). 두 프로세스 모두 정확한 가스 흐름을 유지하기 위해 노즐과 같은 특정 소모품 세트를 절단 헤드에 사용합니다. 두 시스템 모두 절단 헤드가 CNC로 제어되고 고정된 공작물을 통과하는 넓은 작업 영역(일반적으로 5' X 10')을 사용합니다(이 디자인에는 변형이 있지만 오늘날 사용 가능한 가장 일반적인 기계는 이 개념을 활용합니다).

이것은 두 프로세스가 공통적으로 공유하는 것이지만 다음은 기능, 운영 비용, 프로세스의 어려움 및 물론 투자 추정에 따라 두 가지를 차별화하는 것입니다.

플라즈마 절단

플라즈마 절단의 기본은 강철, 알루미늄, 스테인리스강 등과 같은 전도성 재료를 통해 변위된 전류를 사용하여 "플라즈마" 장이라고 하는 강한 전기장을 생성합니다. 플라즈마 필드 내부 온도는 20,0000°F를 초과합니다. 해당 온도 범위에서 금속(이전에 언급한 대로)은 용융점을 초과하고 빠르게 기화됩니다. 이 플라즈마 시스템은 정확한 모양 절단을 제공하기 위해 휴대용, 트랙/기계식 장착 또는 컴퓨터 제어가 가능합니다. 우리의 비교는 이 비교를 위해 CNC 또는 기계화 장착 시스템에 초점을 맞출 것이지만 이전에는 여기 링크되고 제목이 지정된 문서에서 플라즈마 소개에 대해 자세히 설명했습니다. 굽기 및 플라즈마 테이블 소개

금속 절단의 경우 플라즈마 시스템은 효율성, 가격 및 속도 면에서 이길 수 없습니다. 비교적 부드러운 절단 모서리, 상당히 좋은 정확도 및 일관된 반복성을 제공합니다. 그러나 플라즈마 절단 시스템이 최적의 결과를 얻기 위해 함께 작동하도록 조정되어야 하는 3가지 뚜렷하게 다른 구성 요소로 구성되어 있음을 나타내는 것이 중요합니다. 플라즈마 전원, 플라즈마 절단 토치 및 모션 제어 시스템(즉, 기계 ).

플라즈마 전원: 플라즈마 전원은 다양한 크기와 유형으로 제공될 수 있으며 "암페어 수"로 용량이 정의됩니다. 일반적으로 XPR-300(300AMPS)과 같은 모델 이름에 표시됩니다. 암페어는 전원 공급 장치의 절단 능력을 나타내며 이전 기사에서 자세히 설명했습니다. 플라즈마 및 산소/연료의 연소 효과 “일반적으로 플라즈마 전원은 철강의 전체 절단 용량에 대해 암페어의 1/2로 평가됩니다. 예를 들어 100 AMP 전원 공급 장치는 일반적으로 1/2" 두께의 강철을 관통 및 절단할 수 있으며 기존 구멍 또는 부품 가장자리에서 최대 5/8" – 3/4"까지 절단할 수 있습니다. 반면 200 AMP 플라즈마 전원은 최대 1인치 두께의 강철을 연속적으로 관통 및 절단할 수 있으며 최대 1-7/8 두께의 시작 구멍에서 사용할 수 있습니다. "

플라즈마 전원은 표준 또는 AIR PLASMA 소스 또는 HI-DEF(고화질) 전원으로 정의할 수도 있습니다. 이 전원은 오늘날 80K 이상의 기계화 기계에서 볼 수 있는 시스템의 대부분입니다. 공기 플라즈마 시스템은 일반적으로 휴대용 플라즈마 절단 응용 분야에서 가장 일반적입니다.

플라즈마 절단 토치: 플라즈마 전원과 결합된 플라즈마 토치 헤드는 정확하고 정확한 절단을 위한 핵심 구성요소입니다. 플라즈마 절단 헤드는 여러 구성 요소로 구성되어 있지만 가장 중요한 것은 소모성 구성 요소입니다. 실드 캡, 고정 캡, 전극, 소용돌이 링 및 노즐. 이러한 소모품과 품질은 절단 및 부품 마감의 정확성과 청결도에 직접적인 책임이 있습니다. 사용된 절단 시간과 달성한 피어싱(시작) 횟수를 기준으로 예상 수명이 있습니다.

플라즈마 절단기(기계화된 부품) 플라즈마 절단 전원과 플라즈마 절단 토치 헤드는 재료의 절단 모서리에서만 더 높은 정밀도를 제공할 수 있습니다. 이러한 구성 요소는 깨끗하고 직선으로 절단하는 데 중요하지만 순전히 테이블 또는 모션 시스템 설계의 기능이므로 전체 부품 정확도를 허용하지 않습니다.

플라즈마 장점:

• 시스템 투자 비용이 상대적으로 낮음(신규 20,000 미만에서 시작)
• 시스템 운영 비용이 저렴합니다(상점에서 시간당 $5-7)
• 정확도 양호(0.015"-0.020" 최고)
• 베벨 커팅이 용이합니다.
• 수많은 전원을 사용할 수 있으며 쉽게 조정/교체/업그레이드 가능
• 용서할 수 있는 더 많은 절차

플라즈마 단점:

• 열 처리(열로 인해 얇은 재료가 휘어짐)
• 재료의 전도성 필요
• 부품 정리 필요
• 정확한 부품 분리 필요
• 알루미늄 및 스테인리스강은 고품질 마감 처리가 어렵습니다.
• 자동화는 일반적으로 사용할 수 없습니다.

레이저 절단

레이저 절단의 기본 사항을 이해하려면 앞서 설명한 것처럼 플라즈마 레이저와 마찬가지로 강한 열원을 사용하여 재료를 기화한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그러나 이 열원을 달성하기 위해 전류를 사용하는 플라즈마와 달리 레이저 시스템은 목표를 달성하기 위해 증폭된 빛을 사용합니다. 프로세스와 장점 또는 단점을 이해하려면 기본 사항을 아는 것이 중요합니다. Laser는 LIGHT AmplIFICATION SIMULATED by EMITTED RADIATION을 의미합니다. 즉, 방사선을 사용하여 빛의 이온을 분할하고 증식하여 점점 더 많은 강도와 ​​열을 생성하는 시스템을 의미합니다.

플라즈마 절단 시스템과 마찬가지로 레이저는 3가지 매우 중요하지만 별개의 시스템으로 구성됩니다. 전원 또는 공진기, 커팅 헤드 및 모션 시스템 또는 테이블.

공명기:
과거 레이저 설계에서 이는 CO2 공진기를 통해 달성되었으며, 복잡한 "빔 전달 시스템"을 통해 해당 빛을 보내는 빛의 이온을 크게 분할 및 증폭하기 위해 무수한 거울, 고속 가압 가스 및 RF 주파수 발생기가 함께 사용되었습니다. ". 오늘날 이러한 전원은 대부분 디지털이며 내부에 움직이는 부품이나 소모품이 거의 없으며 다양한 광섬유 케이블을 사용하여 증폭된 빔을 절단 헤드로 전송합니다. 원래 스타일의 CO2 기계가 현재 만들어지고 있지만 광섬유 및 솔리드 스테이트 설계가 더욱 세련되고 구축, 유지 관리 및 작동 비용이 훨씬 저렴해짐에 따라 설계가 단계적으로 중단되고 있습니다.

커팅 헤드:
절단 헤드는 레이저 빔이 가장 강한 열에 집중되는 마지막 지점이며, 그 강한 열을 차단하고 기화 과정과 제거를 돕는 필요한 추가 절단 가스가 공급되는 곳입니다. 그 기화 물질. 이 절단 헤드는 CNC 컨트롤러를 통해 제어되는 자동 초점 헤드에 이르기까지 광범위한 자동 재료 변경을 허용하는 짧은 범위의 재료에서 절단 및 설정의 단순성을 제공하는 단순한 수동 초점 헤드일 수 있습니다. 레이저에서 생성된 강렬한 열은 먼지 입자에 의해 쉽게 편향되어 급격한 열 축적으로 이어져 렌즈와 내부 헤드 구성 요소가 빠르게 손상될 수 있으므로 이러한 헤드를 깨끗하고 시원하게 유지하는 것이 레이저에서 가장 중요합니다.

모션 시스템:
플라즈마 절단 시스템과 마찬가지로 레이저 기계는 정확성을 제공하기 위해 정밀한 모션 시스템이 필요합니다. 이러한 모션 제어 시스템은 일반적으로 정확할 뿐만 아니라 매우 빠르며 3G 이상의 가속 요소와 분당 4,000인치를 초과하는 빠른 속도를 허용합니다.

레이저의 단점:

• 투자 비용(240K 이상)
• 제한된 재료 범위
• 커팅 헤드의 청결 및 냉각 우선

레이저의 장점:

• 정밀도(전체 부품의 경우 0.005", 전체 이동 거리의 경우 일반적으로 0.025")
• 일부 재료 및 두께의 매우 빠른 공정 시간
• 손쉬운 자동화
• 우수한 가장자리 품질
• 슬래그 제거

플라즈마와 레이저 사이의 결정

다음은 플라즈마 및 레이저 절단 시스템 공급업체인 Piranha Fab에서 제공하는 훌륭한 차트입니다. 이 차트는 예상 처리량 및 투자 비용과 함께 기본에서 고급 시스템의 투자 비용을 자세히 설명합니다. 차트가 규칙은 아니지만 작업장과 응용 분야에 플라즈마 또는 레이저 절단 중 올바른 결정을 내리는 데 도움이 되는 훌륭한 리소스이자 가이드입니다.

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