Лазерная резка vs плазменная резка: плюсы, минусы, что выбрать для вашей задачи

Лазерная резка

Лазерная резка использует сфокусированный луч света высокой мощности, который нагревает материал до температуры плавления или испарения. Расплавленный металл удаляется из зоны реза струёй сжатого газа (обычно азота, кислорода или аргона). Лазерный луч обеспечивает высокую точность и минимальную зону термического воздействия, что делает этот метод идеальным для работы с тонкими материалами и сложными контурами.

Плазменная резка

Плазменная резка основана на использовании плазменной дуги — ионизированного газа, нагретого до температуры 5000–30 000 °C. Плазма формируется в плазмотроне, где газ (азот, кислород или аргон) под давлением проходит через электрическую дугу, превращаясь в мощную струю, которая прожигает металл и выдувает расплав. Этот метод эффективен для работы с толстыми материалами и подходит для грубой обработки.

Разновидности лазерной и плазменной резки

Лазерная резка делится на несколько типов в зависимости от используемого оборудования и технологии:

1. CO2-лазеры: Используют углекислый газ для генерации луча. Подходят для резки металлов, пластика, дерева и других материалов. Широко применяются в промышленности благодаря универсальности.
2. Волоконные лазеры: Используют оптическое волокно для передачи луча. Отличаются высокой энергоэффективностью и скоростью, особенно при работе с тонкими металлами (до 20 мм).
3. Сублимационная резка: Материал испаряется под воздействием лазера без образования расплава. Применяется для высокоточных задач, где важна чистота реза.
4. Резка с плавлением: Лазер плавит металл, а газ выдувает расплав. Это наиболее распространённый метод для обработки стали и алюминия.
5. Лазерная резка с ЧПУ: Управление лучом осуществляется компьютером, что позволяет вырезать сложные контуры и узоры с минимальной погрешностью.

Разновидности плазменной резки

Плазменная резка также имеет несколько разновидностей, которые зависят от оборудования и газа:

1. Воздушно-плазменная резка: Использует сжатый воздух как плазмообразующий газ. Это самый доступный и простой метод, но он менее точен и может приводить к насыщению кромок азотом.
2. Кислородная плазменная резка: Применяет кислород для улучшения качества реза, особенно на углеродистых сталях. Обеспечивает более чистый рез, но требует осторожности при работе с алюминием.
3. Аргон-водородная резка: Использует смесь аргона и водорода для обработки нержавеющей стали и алюминия. Подходит для толстых листов (до 150 мм).
4. Плазменная резка с ЧПУ: Автоматизированная система управления позволяет выполнять сложные контуры и минимизировать человеческий фактор.
5. Высокоточная плазменная резка: Использует современные плазмотроны с датчиками длины дуги, что повышает точность до ±1 мм и уменьшает конусность.

Плюсы и минусы лазерной резки

Плюсы

• Высокая точность: Лазерная резка обеспечивает точность до ±0,05 мм, что делает её идеальной для сложных деталей и мелких отверстий.
• Чистота реза: Кромки получаются гладкими, без окалины и заусенцев, что часто исключает необходимость дополнительной обработки.
• Минимальная зона термического воздействия: Меньше деформаций и прижогов, особенно на тонких материалах (до 6 мм).
• Универсальность: Подходит для резки металлов (сталь, нержавейка, алюминий), а также пластика, дерева и композитов.
• Возможность сложной резки: Лазер легко вырезает декоративные узоры, мелкие отверстия (диаметр от 1 мм) и сложные контуры.
• Высокая скорость на тонких материалах: Лазер обрабатывает листы до 10 мм быстрее, чем плазма.

Минусы

• Ограничение по толщине: Лазерная резка эффективна для металлов толщиной до 20 мм (сталь), 15 мм (нержавейка) или 12 мм (алюминий). Для более толстых листов требуется мощное и дорогое оборудование.
• Чувствительность к светоотражающим материалам: Медь и некоторые сплавы с высокой отражательной способностью сложны для лазерной резки.
• Высокие затраты на оборудование: Лазерные станки дороже плазменных, а их обслуживание требует регулярной замены линз и сопел.
• Энергопотребление: Лазеры потребляют больше электроэнергии, особенно при работе с толстыми материалами.

Плюсы и минусы плазменной резки

Плюсы

• Работа с толстыми материалами: Плазменная резка эффективно режет листы толщиной до 150 мм (сталь), 120 мм (алюминий) или 90 мм (чугун).
• Высокая скорость на толстых листах: Плазма быстрее лазера при обработке материалов толщиной от 20 мм.
• Универсальность материалов: Подходит для черных, цветных и тугоплавких металлов, включая чугун и медь.
• Доступность оборудования: Плазменные станки дешевле в приобретении и обслуживании.
• Простота эксплуатации: Современные плазменные установки с ЧПУ требуют минимальной подготовки оператора.
• Возможность резки под углом: Плазма позволяет выполнять резку со скосом, что полезно для сварочных швов.

Минусы

• Нижняя точность: Точность плазменной резки составляет ±0,5 мм, а ширина реза — 0,8–2,5 мм, что ограничивает её применение для мелких деталей.
• Конусность кромок: Кромки имеют конусность 3–10°, что может потребовать дополнительной обработки.
• Образование окалины: После плазменной резки на кромках остаётся окалина, требующая зачистки.
• Тепловые деформации: Высокая температура плазмы может деформировать тонкие листы (менее 0,5 мм).
• Шероховатость кромок: Поверхность реза менее гладкая, чем при лазерной резке, с шероховатостью 1,25–2,5 мкм.

Сравнение по ключевым параметрам

Чтобы лучше понять, какой метод выбрать, рассмотрим основные параметры:

• Точность реза: Лазерная резка выигрывает благодаря точности ±0,05 мм против ±0,5 мм у плазмы. Это критично для точного приборостроения и сложных узоров.
• Ширина реза: Лазер создаёт узкий рез (0,2–0,3 мм), тогда как у плазмы ширина варьируется от 0,8 до 2,5 мм.
• Конусность: Лазер обеспечивает минимальную конусность (менее 1°), у плазмы она достигает 3–10°.
• Скорость: Лазер быстрее на тонких листах (до 10 мм), плазма — на толстых (от 20 мм).
• Качество кромок: Лазер даёт гладкие кромки без окалины, плазма требует зачистки из-за грата и прижогов.
• Толщина материала: Лазер ограничен 20 мм, плазма справляется с листами до 150 мм.
• Универсальность: Плазма лучше работает с толстыми и тугоплавкими металлами, лазер — с тонкими листами и неметаллами.