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Découpe laser vs découpe plasma : quel est le meilleur

Découpe laser vs découpe plasma, ce qui est mieux

Découpe laser vs découpe plasma : quel est le meilleur

Lorsque les gens viennent nous voir avec des projets, une question que nous entendons souvent est : « Dois-je utiliser la découpe laser ou la découpe plasma dans la fabrication de métaux ? ». En tant qu'entreprise de machines pour le travail des métaux, nous avons les connaissances et le savoir-faire pour vous fournir des conseils professionnels en fonction de votre budget, de vos besoins et du projet final. Prenons maintenant un moment pour parler de la différence entre la découpe laser du métal et la découpe plasma, et sur quels projets nous utiliserons ces techniques.
Table des matières
Comment travaillent-ils

Comment travaillent-ils?

Avant d'en savoir plus sur la différence entre la découpe laser et la découpe plasma, examinons leur fonctionnement.

Qu'est-ce que la découpe laser ?

La découpe au laser est une technique qui utilise un laser pour couper des matériaux, généralement pour des applications de fabrication industrielle. Ceci est réalisé en dirigeant la sortie des lasers haute puissance les plus courants. L'optique laser et la CNC (Computer Numerical Control) sont utilisées pour diriger le faisceau laser sur le matériau. Le faisceau haute puissance chauffe rapidement, fond et vaporise partiellement le métal, ou est soufflé par un jet de gaz, laissant un bord avec une finition de surface de haute qualité. Nous fabriquons des découpeuses au laser pour couper des matériaux plats ainsi que des matériaux de structure et de tuyauterie.
La découpe laser a toujours été considérée comme un processus de découpe sûr, efficace et fiable. Les machines de découpe laser utilisent des lasers haute puissance commandés par ordinateur, et le composant principal est un laser à fibre équipé d'éléments tels que l'erbium, le thulium et le dysprosium. Lorsqu'ils sont utilisés avec de l'azote, de l'oxygène ou de l'air comprimé, les lasers à fibre peuvent couper une variété de métaux avec une grande précision. Les découpeuses laser sont généralement polyvalentes et peuvent être utilisées pour une variété de travaux.

Qu'est-ce que la découpe plasma ?

La découpe au plasma est une méthode de découpe peu coûteuse qui offre une grande vitesse et une grande précision tout au long du processus de fusion. Ici, un jet de gaz ionisé est utilisé pour faire fondre et expulser le matériau de la coupe. Les matériaux typiques coupés avec une torche à plasma comprennent l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, le laiton et le cuivre, mais d'autres métaux conducteurs peuvent également être coupés. Les coupeurs au plasma sont couramment utilisés dans les ateliers de fabrication, la réparation et la restauration automobiles, les bâtiments industriels, etc. Comme les découpeurs laser, les découpeurs plasma finissent par couper le métal en le faisant fondre.
Les coupeurs au plasma sont l'un des outils les plus délicats et les plus polyvalents pour couper plus facilement des matériaux lourds et épais. La découpe au plasma est réalisée en forçant de l'air comprimé et des gaz inertes tels que l'hydrogène et l'azote à travers une fine buse à grande vitesse. La combinaison de gaz, de vitesses élevées et de zones de pression concentrée crée un plasma, qui est un gaz ionisé électriquement conducteur.
Découpe laser fibre VS découpe plasma

Découpe laser fibre VS découpe plasma

Avec l'amélioration de la demande de l'industrie en aval et la baisse du coût des lasers haute puissance, la demande pour les applications de découpe laser a montré des signes de croissance rapide ces dernières années.
D'une part, le découpage au plasma est sujet à de grandes déformations lors de la découpe de tôles de moins de 6 mm et nécessite une grande précision de découpe.
D'autre part, la découpe au laser présente des avantages de processus évidents, en particulier pour les matériaux à point de fusion élevé, les alliages résistants à la chaleur, les alliages super durs, les matériaux semi-conducteurs, les matériaux non métalliques et les matériaux composites.
Comparaison de la découpe laser à fibre et de la découpe plasma
Article Découpe au laser à fibre Découpe plasma
Principe Le faisceau laser à haute densité de puissance est utilisé pour balayer la surface du matériau, chauffer le matériau à des milliers à des dizaines de milliers de degrés Celsius en très peu de temps, faire fondre ou gazéifier le matériau, puis souffler le matériau fondu ou gazéifié loin du fendre avec du gaz à haute pression. Avec de l'oxygène ou de l'azote comme gaz de travail et un arc plasma à haute température et à grande vitesse comme source de chaleur, le métal à couper est fondu localement et, en même temps, le métal fondu est soufflé avec un flux d'air à grande vitesse. pour former une fente étroite.
Matériel Matériaux métalliques, matériaux métalliques spéciaux, matériaux non métalliques Acier au carbone, acier inoxydable, aluminium, cuivre, fonte et autres matériaux métalliques
Épaisseur de coupe Assiette moyennement fine Plaque d'épaisseur moyenne
Précision de coupe Usinage de finition (à moins de 0,2 mm) Usinage grossier (moins de 1mm)
Largeur de fente Très petit (0,2-0,3 mm) Petit
Zone affectée par la chaleur Très petit (largeur 0,1 mm) Petit
Déformation de la plaque Très petit Petit
Lorsque la découpe laser remplace certaines fonctions de poinçonnage, les opérations de pliage ultérieures ne peuvent pas être effectuées. Par conséquent, lorsque les clients achètent une machine de découpe laser, ils doivent souvent acheter une machine à cintrer.
Application

Application

La découpe au plasma convient à la découpe de divers matériaux métalliques, principalement pour la découpe de plaques moyennes et épaisses. Les avantages de la découpe au plasma sont une vitesse de coupe rapide, une rainure de coupe étroite, une petite zone affectée par la chaleur, une petite déformation et un faible coût d'exploitation. L'inconvénient de la découpe au plasma est l'angle de 0,5 ~ 1,5 ° à la section verticale et la coupe durcie.
La découpe laser est principalement utilisée pour la découpe de tôles moyennes et fines, et la gamme de matériaux de découpe est très large (métaux, non-métaux, céramique, verre, etc.). Parce que le laser a les caractéristiques d'une direction élevée, d'une luminosité élevée et d'une intensité élevée, la vitesse de découpe laser est rapide, la précision de traitement est élevée, la couture de coupe est très étroite et aucun traitement ultérieur n'est requis.
En général, la gamme de matériaux pouvant être découpés par laser est plus large que celle du plasma ; dans la découpe de plaques minces, les avantages de la découpe laser sont plus évidents ; en termes de coût, la découpe au plasma est beaucoup moins chère que la découpe au laser.
Sécurité

Sécurité

Le plasma et machines de découpe laser nécessitent des installations spéciales pour fonctionner en toute sécurité. Alors que les découpeurs plasma nécessitent un équipement de sécurité personnel pour se protéger de l'éblouissement, du bruit et des gaz, la technologie ne nécessite pas d'équipement spécialisé ni d'enceinte de sécurité autour de l'ensemble du système, comme le font parfois les lasers.
Coût de démarrage

Coût de démarrage

Si vous recherchez l'atelier de fabrication de métaux au meilleur rapport qualité-prix, vous ne pouvez pas battre le plasma en ce qui concerne votre investissement initial. La plupart des découpeurs plasma CNC de qualité atelier coûtent entre $50 000 et $100 000 à l'achat, selon le type, la taille de la machine et ses capacités. En même temps, les lasers sont beaucoup plus chers. Alors que les découpeuses laser d'occasion peuvent parfois coûter environ $250 000, une nouvelle machine peut souvent coûter plus de $300 000, parfois jusqu'à $1 million. En ce qui concerne le coût du laser par rapport au plasma, le plasma est de loin l’investissement initial le moins cher.
Les coûts d'exploitation

Les coûts d'exploitation

Dans le domaine de la découpe de tôles moyennes et fortes, le coût de la découpe laser est nettement inférieur à celui de la découpe plasma. La découpe plasma est l'une des principales méthodes de découpe dans le domaine des tôles épaisses. Il y a deux raisons pour lesquelles la découpe laser coûte moins cher que la découpe plasma :

  1. Il y a peu d'équipements auxiliaires et de personnel auxiliaire pour la découpe laser, et le coût fixe est considérablement réduit.
  2. L'efficacité de la découpe laser est plus élevée.
Prenant la découpe d'une plaque d'acier au carbone de 30 mm d'épaisseur comme exemple, le coût d'exploitation de la découpe laser 12KW est de 3,05 yuans/mètre, le coût d'exploitation de la découpe laser 20KW est de 1,32 yuans/mètre et le coût d'exploitation de la découpe plasma (300A) est de 3,13 yuans/mètre. Parmi eux, la découpe laser 20KW permet d'économiser 57,8% de coûts d'exploitation par rapport à la découpe plasma (300A), qui présente un avantage de coût significatif.
Le coût de coupe est calculé sur la base du prix en Chine, et le prix peut varier selon les pays et les régions.
Comparaison des coûts entre la découpe laser et la découpe plasma
Élément de coût Découpe Laser (12KW) Découpe Laser (20KW) Découpe Plasma (300A)
Parties vulnérables de l'équipement (yuan/heure) 5 5 70 (électrode, buse, anneau vortex, etc.)
Consommation électrique moyenne de l'équipement (yuan/heure) 60 80 80
Consommation d'oxygène (yuan/heure) 10 (épaisseur de plaque > 20 mm) 10 (épaisseur de plaque > 20 mm) 12
Manutention (1 personne) + Polissage (2 personnes) 0 0 60
Forage/Positionnement/Transfert (3 personnes + matériel) 0 0 60
Coût fixe (yuan/heure) 65 (75) 85 (95) 282
Vitesse de coupe (acier au carbone 14 mm) 4m/min 6m/min 3,4 m/min
Coût d'exploitation par mètre 65/60/4m = 0,27 yuans/m 85/60/6m = 0,24 yuans/m 282/60/3.4m=1.38 yuans/m
Vitesse de coupe (acier au carbone 30 mm) 0,41 m/min 1,2 m/min 1,5 m/min
Coût d'exploitation par mètre 75/60/0.41m=3.05 yuans/m 95/60/1.2m = 1.32 yuans/m 282/60/1.5m=3.13 yuans/m
Avantages et inconvénients de la découpe au plasma

Avantages et inconvénients de la découpe au plasma

En tant que méthode de découpe courante, la découpe au plasma a également ses avantages et ses inconvénients.

Avantage

Dans le processus de découpe de plaques moyennes et épaisses, des vitesses de découpe très élevées peuvent être atteintes, bien supérieures à la découpe au laser et à la flamme. L'investissement initial en équipement de la machine de découpe plasma est inférieur à celui de la machine de découpe laser, mais le coût de maintenance à l'étape ultérieure est légèrement supérieur.

Désavantages

  • Mauvaise verticalité de la surface de coupe : Il y aura un bord biseauté plus grand sur un côté de la surface de coupe et la verticalité est mauvaise.
  • Génère plus de scories : des scories sont générées au bas de la surface de coupe pendant le processus de coupe. Afin de ne pas affecter la qualité du processus ultérieur, ce laitier doit être éliminé par broyage, ce qui augmente également les coûts de main-d'œuvre.
  • Génère des gaz nocifs et de la lumière d'arc : Le principe de la découpe au plasma détermine la poussière nocive et la lumière d'arc qui seront générées pendant le processus de découpe. Cependant, la découpe au plasma sous-marine a également été utilisée pour éviter ce défaut.
  • Consommez plus de buses : La découpe au plasma consomme plus de buses à un stade ultérieur, et le coût est élevé.
Avantages et inconvénients de la découpe laser

Avantages et inconvénients de la découpe laser

Par rapport aux méthodes de découpe générales, les machines de découpe laser présentent des avantages et des inconvénients évidents.

Avantage

  • Bords précis : lors de la coupe avec des méthodes traditionnelles telles que des lames, des bavures ou des surfaces rugueuses sont souvent visibles et doivent être polies et lissées. Lors de l'utilisation de la découpe au laser, ce n'est pas un problème.
  • Vitesse de coupe rapide : La vitesse de coupe des plaques minces peut atteindre 10 m/min, ce qui est beaucoup plus rapide que la coupe au plasma.
  • Bonne qualité de coupe : petites déformations, faible rugosité de surface, faible pente d'arête de coupe.
  • Haute précision : le faisceau laser ne s'use pas. Cela améliore la précision. De plus, en raison de la taille des lasers typiques et du fait qu'ils sont guidés par des ordinateurs hautes performances, cela permet la création de conceptions complexes qui ne seraient pas possibles autrement. La précision de positionnement peut atteindre 0,05 mm et la précision de repositionnement peut atteindre 0,02 mm.
  • Large gamme de matériaux de coupe : En plus de pouvoir couper du métal, il peut également couper du bois, du plastique, du caoutchouc, du PVC, du cuir, des textiles, du plexiglas, etc.
  • Faible entretien : les méthodes de coupe traditionnelles nécessitent un entretien de routine et un affûtage des lames. Les lasers ne nécessitent pas cet entretien et peuvent fonctionner pendant de longues périodes sans entretien.
  • Efficacité maximale : que vous prototypiez ou que vous passiez à une production à grande échelle, le laser n'a pas besoin d'être ajusté ou retravaillé. Cela permet une efficacité optimale au moment de la fabrication.
  • Configuration rapide : Le temps de configuration pour la découpe au laser est relativement rapide par rapport aux autres techniques de découpe des métaux. Il est également beaucoup plus facile de faire des ajustements lorsqu'une fabrication sur mesure est requise.

Désavantages

  • Coût élevé.
  • L'investissement initial et la maintenance ultérieure nécessitent des coûts plus élevés.
  • La découpe au laser est plus rentable lors de la découpe de plaques minces, mais lors de la découpe de plaques épaisses, l'efficacité de la découpe est faible et la découpe au laser ne convient que si les exigences de qualité sont élevées.
Comparaison de la découpe laser et de la découpe plasma

Comparaison de la découpe laser et de la découpe plasma

  • Les lasers sont généralement plus coûteux à utiliser, mais offrent un niveau de détail que la découpe au plasma n'offre pas. Par conséquent, les lasers sont parfaits pour graver des détails ou découper de petites formes dans du métal, tandis que le plasma est meilleur pour des coupes plus simples.
  • Les coupeurs au plasma peuvent couper des feuilles de métal plus épaisses. En général, un découpeur plasma peut couper du métal jusqu'à 1,5 pouce d'épaisseur. Les lasers, quant à eux, peuvent couper de l'aluminium d'un demi-pouce d'épaisseur, de l'acier inoxydable de trois quarts de pouce d'épaisseur et de l'acier d'un pouce d'épaisseur.
  • Le plasma ne peut couper que des matériaux conducteurs d'électricité, alors que les lasers ont été utilisés pour couper du bois, du plastique, du verre et d'autres matériaux. En effet, le plasma utilise un gaz électriquement conducteur pour créer les coupures, plutôt qu'un faisceau de lumière optique.
  • Les lasers ne peuvent pas couper des matériaux hautement réfléchissants comme le cuivre, donc la découpe au plasma peut être la meilleure option pour des matériaux comme celui-ci. Cependant, le plasma peut couper à travers n'importe quel métal conducteur, quelle que soit la surface.
  • La découpe au laser a une tolérance plus serrée de seulement 0,002 pouce, ce qui la rend idéale pour les coupes précises ou les pièces présentant des encoches complexes.
  • Les découpeuses au laser et au plasma de notre atelier utilisent une commande numérique par ordinateur pour contrôler les machines. Cela signifie que votre projet peut être réalisé rapidement et avec précision.
Avantages de la découpe laser à fibre par rapport à la découpe plasma
Article Découpe au laser à fibre Découpe plasma Avantages du laser à fibre
Précision de positionnement 0,14 mm 0,4 mm Haute précision
Perpendicularité de section 0,2 mm (40 mm) 5mm (40mm) Aucune finition requise
Largeur de fente 0,2-1,5 mm 2-5mm Économisez des matériaux
Bord réservé et bord commun 3-4mm 10mm Économisez des matériaux
Zone affectée par la chaleur 0,1-0,4 mm 0.5-2.0mm Petite déformation
Qualité des sections Excellent, moins de suspension de laitier Normal Aucun meulage requis
Vitesse de coupe (moins de 20 mm) Très vite Normal Efficacité de production élevée
Couper un petit trou Rapport de profondeur de diamètre : 10-20% Impossible de couper le trou Enregistrez la perceuse et transférez
Biseautage Biseautage Généralement pas Sauver la machine à chanfreiner
Environnement de travail Faire le ménage La fumée a rempli la maison Protection de la santé et de l'environnement
Machine de découpe laser haute puissance

Machine de découpe laser haute puissance

La popularité des lasers haute puissance a permis aux équipements de découpe laser de dépasser la limite d'épaisseur. Avant 2015, les ventes de lasers haute puissance étaient extrêmement faibles et l’application de la découpe laser a longtemps été limitée par l’épaisseur. On pense traditionnellement que l’oxycoupage peut couper la plus large gamme d’épaisseurs de tôles, et une vitesse supérieure à 50 mm présente des avantages évidents. Il convient aux plaques épaisses et très épaisses qui ne nécessitent pas une grande précision de traitement. Le découpage au plasma présente des avantages évidents en termes de vitesse dans la plage de 30 à 50 mm et ne convient pas au traitement de plaques très fines (<2 mm). La découpe laser utilise principalement des lasers de niveau kilowatt, qui présentent des avantages évidents en termes de vitesse et de précision inférieures à 10 mm.
Ces dernières années, avec la vulgarisation progressive des lasers haute puissance, les équipements de découpe laser ont progressivement pénétré le marché de la découpe de plaques moyennes et lourdes. À mesure que la puissance augmente, l'épaisseur de coupe et l'efficacité de la machine de découpe laser augmentent également. Selon les statistiques, la machine de découpe laser de 20 kW watt a cassé l'épaisseur de coupe optimale de l'acier doux et de l'acier inoxydable à 50 mm et 40 mm respectivement.
Considérant que la plaque d'acier est généralement divisée en plaque mince (<4mm), plaque moyenne (4-20mm), plaque épaisse (20-60mm) et plaque extra-épaisse (>60mm) selon l'épaisseur. La machine de découpe laser 10KW a pu couper des plaques moyennes et la plupart des plaques épaisses, et les scénarios d'application des équipements de découpe laser continuent de s'étendre au domaine des plaques moyennes. En plus d'augmenter la limite supérieure de l'épaisseur du matériau de coupe, la puissance élevée du laser permet également à l'efficacité de coupe de continuer à s'améliorer. Par exemple, lors de la découpe d'acier doux de 50 mm, une découpeuse laser de 30 000 watts peut être 88% plus efficace qu'une découpeuse de 20 000 watts.
Avantages de la machine de découpe laser à fibre haute puissance
Épaisseur 15KW (m/min) 20KW (m/min) 30KW (m/min) Amélioration de l'efficacité (30 kW sur 20 kW)
8 11 15 22 47%
10 8 11 17 55%
14 5 6 7.5 25%
20 1.5 2.5 4.5 80%
30 0.9 1.2 1.6 33%
40 0.35 0.6 1 67%
50 0.2 0.4 0.75 88%

Conclusion

Alors, quel est le meilleur, plasma ou laser ? Bien que la réponse finale dépende du matériau que vous coupez, du type de coupes que vous effectuerez et de votre budget, pour la plupart des travaux de métallurgie, les machines de découpe laser sont clairement les gagnantes. Les lasers peuvent couper tous les types de métaux et de non-métaux rapidement, avec une qualité et une précision élevées, sans parler de la baisse continue des prix des découpeuses laser ces dernières années. Vous ne pouvez pas battre un laser pour une coupe exceptionnelle avec une grande valeur et une grande précision. Si vous êtes prêt à rechercher quelle découpeuse laser répond le mieux à vos besoins, appelez-nous dès aujourd'hui. Notre équipe d'experts vous guidera dans vos sélections et trouvera la machine idéale pour votre magasin afin que vous puissiez créer d'excellents produits.
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