ישנן אפשרויות עיבוד מרובות לחיתוך מתכת, וכמה גורמים שיש לקחת בחשבון בעת הערכת הישימות כוללים: סוג חומר, עובי חומר, גיאומטריית חלק, איכות קצה נדרשת, תפוקה, רמת כניסת חום מותרת או כוח מכני, סובלנות ממדים, עלויות הון ו עלויות תפעול.
טכנולוגיות הפח המסורתיות הפופולריות ביותר הן חיתוך גזירה (כגון הטבעה), סילון מים, פלזמה, EDM ולייזר. בשנות ה-30, חיתוך סילון מים היה בשימוש נרחב בתחום התעשייתי, בעוד שעיבוד להבות וחיתוך פלזמה עשו את הופעת הבכורה שלהם בשנות ה-60. חיתוך בלייזר הוצג בשנות ה-70. קשה להתחקות אחר שיטת חיתוך הגזירה מכיוון שניתן לייחס חלק מהשינויים בה לימי קדם. בשנת 2016, חיתוך לייזר היה החלק הגדול ביותר במכירות של מכונות חיתוך מתכת בעולם. השוואת תהליכי חיתוך יכולה לגלות אילו גורמים משכו מספר רב של יצרנים להשתמש בחיתוך לייזר של לוחות מתכת. כאן, היתרונות והחסרונות של כל תהליך אינם מפורטים, אך נערכת השוואה קצרה אחד על אחד בין תהליכי החיתוך וההחלפה.
ניקוב וחיתוך לייזר
ניקוב וחיתוך יכולים להיות מהירים מאוד מכיוון שבמקרים רבים, ניתן לגלף את כל הצורה הגיאומטרית בהשפעה אחת בלבד. עם זאת, זה מצריך עלות כלים משמעותית מראש, ולכן אצווה הייצור צריכה להיות גדולה מספיק. הכוח המכני המשמש באגרוף עשוי להיות מוגבל על ידי תכונות גיאומטריות מסוימות, ולא מומלץ לבצע ניקוב וחיתוך בבתי מלאכה מסוימים העובדים בסביבות זריזות.
לייזרים סיבים סללו את הדרך ללייזרים תעשייתיים בעלי הספק גבוה להיות זולים יותר. כאשר אנשים משווים לייזר והטבעה, טכנולוגיות חסכוניות יותר והתקדמות בטכנולוגיית אוטומציה משנים במהירות את האופן שבו חלקי מתכת מיוצרים בתפזורת. יצרנים רבים השתמשו בחיתוך לייזר כתהליך משלים לייצור בכמות גדולה של חורים או החליפו מכונות ניקוב ישנות במכונות חיתוך לייזר ממתכת.
אנו דנים ביתרונות ובחסרונות העיקריים של שיטות חיתוך פרופילים, תוך התמקדות בחיתוך פח ולא בחיתוך פחים, שכן הביקוש הגבוה ביותר לחיתוך בשוק הוא פח. שימו לב שאלו עם עובי מרבי של {{0}}.5 אינץ' (12 מילימטרים) מכונים פח מתכת, בעוד שבעלי עובי העולה על 0.5 אינץ' (12 מילימטרים) מכונים גיליון .
חיתוך סילון מים ולייזר
מכונות חיתוך מים נמצאות בשימוש נרחב בחיתוך מתכות ולא מתכות. באופן עקרוני, חיתוך בסילון מים הוא תהליך עיבוד מכני, ולכן עבור חומרים בעלי קשיות גבוהה יותר, נדרש כוח חיתוך גדול יותר ומהירות החיתוך תואט. חיתוך מתכת מצריך שימוש בחומר שוחק בסילון המים, מה שעלול להוביל לבלאי חרירים. גם ניהול ערימת השוחקים והאבקה השוחקת שהצטברו דורש עלויות תפעול משמעותיות.
מבחינת טווח ועובי החומרים הניתנים לחיתוך, לחיתוך סילון מים יש גמישות. לייזרים סיבים יכולים לחתוך יריעות מתכת מהר יותר, בדרך כלל בסדר צר של חיתוכים, והם אינם דורשים תחזוקה או חומרים מתכלים. לכן, אם הסדנה מבצעת כמות גדולה של חיתוך פחים, היא הופכת לפתרון הייצור המועדף.
חיתוך EDM וחיתוך בלייזר
ליצרנים המשתמשים ב-EDM יש לפחות דבר אחד במשותף. הם צריכים לעמוד בסובלנות מימדים קפדנית מאוד (בדרך כלל כמה מיקרומטרים או פחות). EDM ענה על דרישת השוק לחיתוך חלקים בעלי ערך גבוה עם מתכת עבה דופן בגודל של יותר מ-12 מ"מ, הדורשים חתכים אנכיים, סובלנות אולטרה-דיוק וגימור משטח ברמת תת-מיקרון. בניגוד לחיתוך לייזר, לא ניתן לשפר משמעותית את מהירות החיתוך עבור יריעות דקות יותר. חיתוך בלייזר יכול להיות תהליך משלים של חיתוך מראש של חורים ותכונות חיתוך שאינן דורשות דיוק ברמת המיקרומטר. עבור טווחי עיבוד מתכת רגילים (0.25 מ"מ עד 12 מ"מ), חיתוך לייזר מהיר בהרבה מעיבוד פריקה חשמלית (אפילו גרסאות מוערמות) ויכול לשמור על דיוק גבוה ביישומים רבים.
חיתוך פלזמה ולייזר
ניתן להשתמש בחיתוך פלזמה לחיתוך מתכת, מלוחות דקות ועד לצלחות עבות (מספר מילימטרים או עשרות מילימטרים), עם חריצים רחבים יותר מחרכי לייזר וכניסת חום גבוהה משמעותית לחלקים, ובמקרים מסוימים, משטח החיתוך מחוספס יותר . בהשוואה ללייזר, חיתוך פלזמה נחשב לרוב לשיטה פחות מדויקת לחיתוך פחים. מנקודת מבט היסטורית, היתרונות של חיתוך פלזמה על פני חיתוך לייזר טמונים בחיתוך לוחות עבים וחיתוך בעלות נמוכה של חלקי פח מדויקים. כוח לייזר סיבים גדל במהירות במחירים נוחים יותר ויותר, מה שהופך את חיתוך הלוח העבה למדויק יותר מדי שנה. לדוגמה, שימוש במערכת לייזר סיבי 10-12 קילוואט יכול להשיג חיתוך באיכות גבוהה ובמהירות גבוהה של פלדת אל חלד בעובי 50 מ"מ, פלדה דלת פחמן ואלומיניום. ניתן לצפות כי בעתיד תהיה תנועה רבה עוד יותר בין שני תהליכי העיבוד הללו בכיוון המועיל ללייזרי סיבים.
עלות ההון ועלות התפעול של תהליך החיתוך משתנים מאוד. בהתחשב במהירות הגבוהה והאמינות של לייזרים סיבים, הם בדרך כלל מקדימים תהליכים אחרים מבחינת עלויות הרכיבים. בנוסף, לייזר סיבים נעשו לרכיבים כלכליים שבעבר לא ניתן היה להשיגם. בעתיד הנראה לעין, היתרונות של חיתוך לייזר סיבים יתבררו יותר.
אודות HGTECH: HGTECH היא החלוצה והמנהיגה של יישומי לייזר תעשייתיים בסין, והספקית הסמכותית של פתרונות עיבוד לייזר גלובליים. סידרנו באופן מקיף מכונה חכמה לייזר, קווי מדידה ואוטומציה, ובנייה חכמה של מפעלים כדי לספק פתרונות כוללים לייצור חכם.
