數控切割還是雷射切割,如何選擇最佳方案?

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您是否對選擇哪種服務感到困惑?雷射切割還是數控切割?別擔心,大多數企業和製造公司在決定採用先進技術時,都會對哪種服務最可靠、高效、經濟且能提供更好的加工效果而猶豫不決。

數控加工和雷射切割都以可靠性著稱,能夠以極低的材料損耗製造最複雜的零件,並實現批量生產,且表面光潔度極佳。然而,它們在操作、最佳性能以及許多方面仍存在一些技術差異。數控加工是一種基於合約的製造方法,它需要與工件進行互動以切割材料。這種方法非常適合進行高精度切割,尤其適用於曲面和溝槽表面。

另一方面,雷射切割使用高溫光束進行非接觸式切割,主要用於切割韌性強、強度高的材料。雖然這種製程比普通數控切割成本略高,但它能提供優異的表面光潔度和高精度。

由於兩種製程各有優缺點,因此應充分了解其要求以選擇最佳方案。百川擁有高素質的專家工程師和機械師,他們全天候為您提供協助。您可以聯絡我們諮詢您的產品需求,我們將協助您選擇合適的材料、最佳技術、加工流程和CAD設計,以滿足您在品質、精確度和預算方面的需求。

什麼是CNC切割:

電腦數控工具機專門用於生產各種不同材質和形狀的零件以及複雜的設計。流程首先借助現代設計軟體(例如 AutoCAD、SolidWorks 或 Creo)設計所需零件的三維模型。這一步驟必須由經驗豐富的工程繪圖員完成,因為尺寸和細節對於下一步編寫 G 程式碼至關重要。

零件的G代碼由數控程式設計師生成,它是CNC加工的指令。之後,程式啟動,機器會在特定時間後執行設計指令。

數控切割工具:

由於CNC加工是一種接觸式加工,因此需要針對不同材料選擇專用刀具。刀具的選擇主要取決於工件的材料、延展性和硬度,其次,切削深度也是決定性因素。刀具直接影響進給速度、主軸轉速以及接觸摩擦過程中切屑的去除量,這些都是理想刀具為達到良好接觸和精加工所應具備的特性。

  • 熱阻
  • 極耐磨損
  • 化學惰性
  • 必須更堅硬、更穩定、更無延展性。

陶瓷:

陶瓷通常硬度高、延展性差且性質穩定,因此陶瓷刀具主要用於提高表面光潔度。它們尤其適用於加工鑄鐵合金。

碳鋼:

碳鋼含有 0.9% 的碳和 1% 的錳,硬度可達 62 RC,因此常用於加工鋁板和木工。碳鋼具有良好的耐低溫性能,在 1800 度時開始軟化。

硬質合金

硬質合金刀具由鉭和鎢製成,鈷作為黏結劑,可承受高達900攝氏度的溫度。這些刀具硬度極高,並能提供優異的表面光潔度。

高速鋼(HSS):

高速鋼主要用於製造複雜的零件和溝槽,例如汽車、齒輪、模具、絲錐和鉸刀等。高速鋼在 600 度開始軟化,廣泛應用於機械加工過程。為了提高其電阻率和導熱性,高速鋼通常會塗覆一些其他材料。

使用數控切割的優點:

由於CNC切割比其他加工製程成本低得多,因此大多數行業都配備了CNC工具機,包括鑽孔、銑削、鏜孔等加工設備。它們可以加工各種金屬零件和其他材料,並能處理各種設計和複雜程度的零件。

以下是使用數控切割的一些優點。

  • 數控機床透過特定的軟體進行操作,因此可以確保最小的材料浪費。
  • 透過數控工具機可以獲得設計複雜的高精度零件,因為加工過程中不需要人為幹預,因此可以實現較高的公差和精度。
  • 可以透過提高進料速度來在更短的時間內實現大規模生產。
  • 數控機床有助於降低能耗,因此是理想的選擇。

降低成本。

數控切割的應用:

大多數行業,尤其是小型企業,由於CNC切割的設定和運行成本低,因此更傾向於選擇數控切割。深槽和三維模型結構是數控切割的典型應用場景。

數控切割非常理想。正因如此,它得到了廣泛的應用。

  • 汽車製造業
  • 鈑金加工車間
  • 牙科行業。
  • 模具和成型。
  • 武器工業。
  • 農業工具和機械。

什麼是CNC雷射切割?

數控雷射切割利用高能量光束切割材料。此高能量光束根據所需設計進行電子編程。該系統由數控可程式工具機、光學系統和輔助氣體組成,輔助氣體有助於光束的精確定位。數控雷射切割是一種非接觸式工藝,工件和刀具之間不存在任何物理接觸。

此製程首先根據所需尺寸對雷射射流進行編碼,然後透過運動控制系統操作雷射光束,高溫雷射光束切割、熔化和汽化材料,從而獲得光滑的表面和高精度的完美形狀。

鏡頭如何影響雷射切割:

雷射切割及其效率取決於雷射光束強度、目標光斑直徑和切割深度。在這些條件下,透鏡起著至關重要的作用,透鏡的焦距和景深必須與所需結果相符。

焦距是指鏡頭中心到其主焦點的距離,景深是指能達到適當切割效果的距離。為了有效切割,需要縮短鏡頭的焦距,以獲得較小的焦點和足夠的切割深度。

切割的一般要求如下。

  • 小焦點可實現有效的精度和公差。
  • 光束長時間深入聚焦,實現有效切割。

鈑金雷射切割類型:

根據工作流程和雷射類型的不同,數控雷射機有三種不同的型號。

二氧化碳雷射:

這種數控切割方式適用於加工較厚的金屬,特別適用於木工和雕刻。雷射光束是透過將電流通過裝有二氧化碳、氦氣和氮氣的管道產生的。

  • 這些雷射光束最適合切割較厚的板材。
  • 透過飛行光學系統,可以將雷射光束旋轉到 xy 軸,從而進行各種角度的切割。

光纖激光器:

雷射二極體用於產生光纖雷射光束,該光束隨後通過光纖傳輸,在光纖中得到數倍的強度和效率提升。高功率光束隨後藉助光學玻璃(例如凹透鏡)聚焦到工件上。在很多方面,玻璃纖維諧振器都比普通的二氧化碳諧振器更勝一籌。

  • 傳統的二氧化碳諧振器由於其各種功能(例如氣體循環和光束產生)而包含多個活動部件,而玻璃纖維光束則無需考慮這些因素。因此,與二氧化碳諧振器相比,其維護成本較低。
  • 玻璃纖維光束最適合切割反射材料薄片,因為這些薄片可能會因反射而損壞其他技術的機械,所以光纖適合切割黃銅、鋁和銅片。

ND:

它也被稱為YAG雷射器,是目前最強大的雷射切割技術。它使用Nd:YAG晶體來放大光束能量,用於高精度鑽孔、切割、鏜孔和雕刻。由於價格昂貴,它並不常用。

激光切割的優點

精度高:雷射切割以其高精度而聞名,高度定向的雷射光束可以產生最精細的切割,表面光潔度極佳,雷射可以進行高達 0.005 英寸的切割,從而產生最精細的細節。

低功耗:雷射切割活動零件少,無需預先加工和後加工工序,因此功耗低,從而降低了整體製造成本。

減少浪費:雷射切割使用定向光束進行切割,因此可以減少浪費並降低整體成本。

大量生產:大多數行業需要在最短時間內進行批量生產,雷射切割在批量生產中具有極佳的成本效益,因為它不需要任何預加工製程(如結塊)和後加工製程(如表面處理),因此可以不間斷地生產目標產品。

維護和維修成本更低:雷射切割機的活動部件較少,因此與普通CNC工具機相比,其維護成本略低。

雷射切割的應用:

雷射切割具有精度高、交貨週期短、損耗少、能耗低、能夠加工最複雜零件和厚零件等優點,如今非常受歡迎。許多製造業都傾向於選擇雷射切割,並享受上述部分優勢。

  • 汽車
  • 航太
  • 模具、模具和工具產業 ● 醫療產業。
  • 陶瓷行業
  • 珠寶製造
  • 建築材料、家居用品。

數控切割和雷射切割的區別:

複雜的設計:

複雜的設計和幾何形狀非常適合雷射切割,它能提供光滑的表面光潔度以及高精度的凹槽和角落。雷射切割的半徑可達 0.01 毫米,而數控切割的半徑通常限制在 0.5 毫米/0.08 英吋。此外,雷射切割還能減少材料浪費,直接降低整體成本。

高速:

高速批量生產是現代社會的必然要求,高精度、優異的表面光潔度和光滑的邊緣,無疑會降低後續加工的成本和時間。此外,雷射切割無需夾緊和後續匹配等工序,使其成為理想且最快捷的加工過程。

加工成本:

雷射切割無需後續加工工序,材料浪費少,無需夾具,精度和公差高,因此對工業領域非常有效,但雷射切割的設置和加工成本仍然比普通數控切割略高。

表面精細化:

數控切割過程中難免會遇到意外刮痕、表面處理不佳和材料浪費等問題,而雷射切割則不會留下任何痕跡,加工後也不會出現問題。因此,雷射光束主要用於那些需要注重品質和精度的行業,例如航空航天、造船和汽車行業。

如今,由於雷射切割具有省時、批量生產和高精度等優點,大多數行業都傾向於使用雷射切割。然而,由於其設備購置和成本較高,雷射切割的應用仍局限於特定產業。大多數本地企業仍然使用數控切割。數控切割也有其優勢,例如,它非常適合加工厚材料和深槽,尤其適用於需要三維曲線和凹槽的三維模型結構。此外,CNC工具機比雷射切割機更耐用,使用壽命更長。

兩種工藝各有利弊,如果您仍然不確定該選擇哪家公司以及哪種服務最適合您的具體情況,歡迎隨時與我們聯繫。百川經驗豐富的工程師和技師隨時為您提供協助。我們是中國領先的數控和雷射切割服務供應商,擁有遍布全球的數百萬滿意客戶。

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