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Corte a laser vs corte a plasma: qual é melhor

Corte a laser vs corte a plasma, qual é melhor

Corte a laser vs corte a plasma: qual é melhor

Quando as pessoas nos procuram com projetos, uma pergunta que ouvimos frequentemente é: “Devo usar corte a laser ou corte a plasma na fabricação de metais?”. Como empresa de maquinaria metalomecânica, temos o conhecimento e know-how para lhe fornecer aconselhamento profissional com base no seu orçamento, necessidades e projeto final. Agora vamos conversar um pouco sobre a diferença entre corte a laser de metal e corte a plasma, e em quais projetos usaremos essas técnicas.
Índice
Como eles funcionam

Como eles funcionam?

Antes de aprendermos mais sobre a diferença entre corte a laser e corte a plasma, vamos dar uma olhada em como eles funcionam.

O que é corte a laser?

O corte a laser é uma técnica que usa um laser para cortar material, geralmente para aplicações de fabricação industrial. Isso é obtido direcionando a saída dos lasers de alta potência mais comuns. A ótica do laser e o CNC (controle numérico computadorizado) são usados para direcionar o feixe de laser para o material. O feixe de alta potência aquece rapidamente, derrete e vaporiza parcialmente o metal ou é soprado por um jato de gás, deixando uma borda com um acabamento superficial de alta qualidade. Fabricamos cortadores a laser para cortar materiais planos, bem como materiais estruturais e de tubulação.
O corte a laser sempre foi considerado um processo de corte seguro, eficiente e confiável. As máquinas de corte a laser usam lasers de alta potência operados por computador, e o componente principal é um laser de fibra equipado com elementos como érbio, túlio e disprósio. Quando usados com nitrogênio, oxigênio ou ar comprimido, os lasers de fibra podem cortar uma variedade de metais com alta precisão. Os cortadores a laser são geralmente versáteis e podem ser usados para uma variedade de trabalhos.

O que é corte a plasma?

O corte a plasma é um método de corte de baixo custo que fornece alta velocidade e alta precisão por meio do processo de fusão. Aqui, um jato de gás ionizado é usado para derreter e expulsar o material do corte. Materiais típicos cortados com uma tocha de plasma incluem aço, aço inoxidável, alumínio, latão e cobre, mas outros metais condutores também podem ser cortados. Os cortadores de plasma são comumente usados em oficinas de fabricação, reparação e restauração automotiva, edifícios industriais e muito mais. Como os cortadores a laser, os cortadores de plasma cortam o metal derretendo-o.
Os cortadores de plasma são uma das ferramentas mais delicadas e versáteis para cortar materiais pesados e grossos com mais facilidade. O corte a plasma é realizado forçando ar comprimido e gases inertes, como hidrogênio e nitrogênio, através de um bico fino em alta velocidade. A combinação de gases, alta velocidade e áreas de pressão concentrada criam o plasma, que é um gás ionizado eletricamente condutor.
Corte a Laser de Fibra VS Corte a Plasma

Corte a Laser de Fibra VS Corte a Plasma

Com a atualização da demanda da indústria a jusante e o declínio no custo dos lasers de alta potência, a demanda por aplicações de corte a laser mostrou sinais de rápido crescimento nos últimos anos.
Por um lado, o corte a plasma está sujeito a grandes deformações ao cortar chapas metálicas abaixo de 6 mm e requer alta precisão de corte.
Por outro lado, o corte a laser tem vantagens de processo óbvias, especialmente para materiais de alto ponto de fusão, ligas resistentes ao calor, ligas superduras, materiais semicondutores, materiais não metálicos e materiais compostos.
Comparação entre corte a laser de fibra e corte a plasma
Item Corte a laser de fibra Corte a Plasma
Princípio O feixe de laser de alta densidade de potência é usado para escanear a superfície do material, aquecer o material de milhares a dezenas de milhares de graus Celsius em um tempo muito curto, derreter ou gaseificar o material e, em seguida, soprar o material derretido ou gaseificado para longe do fenda com gás de alta pressão. Com oxigênio ou nitrogênio como gás de trabalho e arco de plasma de alta temperatura e alta velocidade como fonte de calor, o metal a ser cortado é derretido localmente e, ao mesmo tempo, o metal derretido é soprado com fluxo de ar de alta velocidade para formar uma fenda estreita.
Material Materiais metálicos, materiais metálicos especiais, materiais não metálicos Aço carbono, aço inoxidável, alumínio, cobre, ferro fundido e outros materiais metálicos
Espessura de corte Prato médio fino placa de espessura média
Precisão de Corte Usinagem de acabamento (dentro de 0,2 mm) Usinagem de desbaste (dentro de 1mm)
Largura da Fenda Muito pequeno (0,2-0,3 mm) Pequeno
Zona afetada pelo calor Muito pequeno (largura 0,1 mm) Pequeno
Deformação da placa Muito pequeno Pequeno
Quando o corte a laser substitui algumas funções de perfuração, as operações de dobra subseqüentes não podem ser concluídas. Portanto, quando os clientes compram uma máquina de corte a laser, geralmente precisam comprar uma máquina de dobra.
Aplicativo

Aplicativo

O corte a plasma é adequado para cortar vários materiais metálicos, principalmente para cortar chapas médias e grossas. As vantagens do corte a plasma são velocidade de corte rápida, ranhura de corte estreita, pequena área afetada pelo calor, pequena deformação e baixo custo operacional. A desvantagem do corte a plasma é o ângulo de 0,5~1,5° na seção vertical e o corte endurecido.
O corte a laser é usado principalmente para cortar chapas médias e finas, e a gama de materiais de corte é muito ampla (metais, não metais, cerâmica, vidro, etc.). Como o laser tem as características de alta direção, alto brilho e alta intensidade, a velocidade de corte a laser é rápida, a precisão do processamento é alta, a costura de corte é muito estreita e nenhum processamento subsequente é necessário.
Em geral, a gama de materiais que podem ser cortados por laser é maior que a do plasma; no corte de chapas finas, as vantagens do corte a laser são mais óbvias; em termos de custo, o corte a plasma é muito mais barato que o corte a laser.
Segurança

Segurança

Tanto o plasma quanto máquinas de corte a laser exigem instalações especiais para operar com segurança. Embora os cortadores de plasma exijam equipamentos de segurança pessoal para proteção contra brilho, ruído e gases, a tecnologia não requer engrenagens especializadas e um invólucro de segurança em torno de todo o sistema, como às vezes fazem os lasers.
Custo inicial

Custo inicial

Se você está procurando a oficina de fabricação de metal com o melhor valor, não há como superar o plasma no que diz respeito ao seu investimento inicial. A maioria dos cortadores de plasma CNC com qualidade de loja custa entre $50.000 e $100.000 para compra, dependendo do tipo e tamanho da máquina e de suas capacidades. Ao mesmo tempo, os lasers são muito mais caros. Embora os cortadores a laser usados às vezes possam custar cerca de $250.000, uma máquina nova pode muitas vezes custar mais de $300.000, às vezes até $1 milhão. Quando se trata do custo do laser versus plasma, o plasma é de longe o investimento inicial mais barato.
Custos operacionais

Custos operacionais

Na área de corte de chapas médias e pesadas, o custo do corte a laser é significativamente menor do que o do corte a plasma. O corte a plasma é um dos principais métodos de corte na área de chapas grossas. Há duas razões pelas quais o corte a laser custa menos do que o corte a plasma:

  1. Existem poucos equipamentos auxiliares e pessoal auxiliar para corte a laser, e o custo fixo é bastante reduzido.
  2. A eficiência do corte a laser é maior.
Tomando como exemplo o corte de uma chapa de aço carbono de 30 mm de espessura, o custo operacional do corte a laser de 12KW é de 3,05 yuan/metro, o custo operacional do corte a laser de 20KW é de 1,32 yuan/metro e o custo operacional do corte a plasma (300A) é de 3,13 yuan/metro. Entre eles, o corte a laser de 20KW economiza 57,8% de custos operacionais do que o corte a plasma (300A), que tem uma vantagem de custo significativa.
O custo de corte é calculado com base no preço na China, e o preço pode variar em diferentes países e regiões.
Comparação de custos entre corte a laser e corte a plasma
item de custo Corte a Laser (12KW) Corte a Laser (20KW) Corte a Plasma (300A)
Partes Vulneráveis do Equipamento (yuan/hora) 5 5 70 (eletrodo, bocal, anel de vórtice, etc.)
Consumo médio de energia do equipamento (yuan/hora) 60 80 80
Consumo de oxigênio (yuan/hora) 10 (espessura da placa > 20mm) 10 (espessura da placa > 20mm) 12
Manipulação (1 pessoa) + Polimento (2 pessoas) 0 0 60
Perfuração/Posicionamento/Transferência (3 pessoas + equipamento) 0 0 60
Custo Fixo (yuan/hora) 65 (75) 85 (95) 282
Velocidade de corte (aço carbono de 14 mm) 4m/min 6m/min 3,4m/min
Custo operacional por metro 65/60/4 m = 0,27 yuan/m 85/60/6 m = 0,24 yuan/m 282/60/3,4 m = 1,38 yuan/m
Velocidade de corte (aço carbono 30mm) 0,41m/min 1,2m/min 1,5m/min
Custo operacional por metro 75/60/0,41 m = 3,05 yuan/m 95/60/1,2 m = 1,32 yuan/m 282/60/1,5 m = 3,13 yuan/m
Vantagens e Desvantagens do Corte a Plasma

Vantagens e Desvantagens do Corte a Plasma

Como um método de corte comum, o corte a plasma também tem suas vantagens e desvantagens.

Vantagem

No processo de corte de chapas médias e grossas, podem ser alcançadas velocidades de corte muito altas, muito superiores ao corte a laser e ao corte por chama. O investimento inicial em equipamento da máquina de corte a plasma é menor do que o da máquina de corte a laser, mas o custo de manutenção no estágio posterior é um pouco maior.

Desvantagens

  • Verticalidade ruim da superfície de corte: haverá uma borda chanfrada maior em um lado da superfície de corte e a verticalidade é ruim.
  • Gera mais escória: a escória é gerada na parte inferior da superfície de corte durante o processo de corte. Para não afetar a qualidade do processo subsequente, essa escória deve ser removida por moagem, o que também aumenta os custos de mão de obra.
  • Gera gás nocivo e luz de arco: O princípio do corte a plasma determina a poeira nociva e a luz de arco que serão geradas durante o processo de corte. No entanto, o corte a plasma subaquático também tem sido usado para evitar esse defeito.
  • Consumir mais bicos: O corte a plasma consome mais bicos na fase posterior e o custo é alto.
Vantagens e Desvantagens do Corte a Laser

Vantagens e Desvantagens do Corte a Laser

Em comparação com os métodos de corte gerais, as máquinas de corte a laser têm algumas vantagens e desvantagens óbvias.

Vantagem

  • Bordas precisas: Ao cortar com métodos tradicionais, como lâminas, rebarbas ou superfícies ásperas são frequentemente vistas e devem ser polidas e alisadas. Ao usar o corte a laser, isso não é um problema.
  • Velocidade de corte rápida: A velocidade de corte de placas finas pode atingir 10m/min, o que é muito mais rápido do que o corte a plasma.
  • Boa qualidade de corte: pequena deformação, baixa rugosidade superficial, baixa inclinação da aresta de corte.
  • Alta precisão: o raio laser não se desgasta. Isso melhora a precisão. Além disso, devido ao tamanho dos lasers típicos e ao fato de serem guiados por computadores de alto desempenho, isso permite a criação de projetos complexos que de outra forma não seriam possíveis. A precisão de posicionamento pode chegar a 0,05 mm e a precisão de reposicionamento pode chegar a 0,02 mm.
  • Ampla gama de materiais de corte: Além de poder cortar metal, também pode cortar madeira, plástico, borracha, PVC, couro, têxteis, plexiglass, etc.
  • Baixa manutenção: Os métodos de corte tradicionais requerem manutenção de rotina e afiação da lâmina. Os lasers não requerem esta manutenção e podem operar por longos períodos sem manutenção.
  • Eficiência máxima: esteja você criando um protótipo ou entrando em produção em grande escala, o laser não precisa ser ajustado ou retrabalhado. Isso permite uma ótima eficiência no momento da fabricação.
  • Configuração rápida: O tempo de configuração para corte a laser é relativamente rápido em comparação com outras técnicas de corte de metal. Também é muito mais fácil fazer ajustes quando a fabricação personalizada é necessária.

Desvantagens

  • Alto custo.
  • Tanto o investimento inicial quanto a manutenção posterior exigem custos mais elevados.
  • O corte a laser é mais econômico ao cortar chapas finas, mas ao cortar chapas grossas, a eficiência de corte é baixa e o corte a laser não é adequado, a menos que os requisitos de qualidade sejam altos.
Comparando o corte a laser e o corte a plasma

Comparando o corte a laser e o corte a plasma

  • Os lasers são normalmente mais caros de operar, mas oferecem um nível de detalhe que o corte a plasma não oferece. Portanto, os lasers são ótimos para gravar detalhes ou cortar pequenas formas de metal, enquanto o plasma é melhor para cortes mais simples.
  • Os cortadores de plasma podem cortar chapas de metal mais grossas. Em geral, um cortador de plasma pode cortar metal de até 1,5 polegadas de espessura. Os lasers, por outro lado, podem cortar alumínio de meia polegada de espessura, aço inoxidável de três quartos de polegada de espessura e aço de uma polegada de espessura.
  • O plasma só pode cortar materiais que conduzem eletricidade, enquanto os lasers têm sido usados para cortar madeira, plástico, vidro e outros materiais. Isso ocorre porque o plasma usa gás eletricamente condutor para criar os cortes, em vez de um feixe de luz óptica.
  • Os lasers não podem cortar materiais altamente reflexivos como o cobre, então o corte a plasma pode ser a melhor opção para materiais como este. No entanto, o plasma pode cortar qualquer metal condutor, independentemente da superfície.
  • O corte a laser tem uma tolerância mais estreita de apenas 0,002 polegadas, tornando-o ideal para cortes precisos ou peças com entalhes complexos.
  • Ambos os cortadores a laser e plasma em nossa loja usam CNC, controle numérico computadorizado, para controlar as máquinas. Isso significa que seu projeto pode ser concluído com rapidez e precisão.
Vantagens do corte a laser de fibra sobre o corte a plasma
Item Corte a laser de fibra Corte a Plasma Vantagens do laser de fibra
Precisão de posicionamento 0,14 mm 0,4 mm Alta precisão
Perpendicularidade da Seção 0,2 mm (40 mm) 5mm (40mm) Sem necessidade de acabamento
Largura da Fenda 0,2-1,5 mm 2-5mm Salvar materiais
Borda Reservada e Borda Comum 3-4mm 10mm Salvar materiais
Zona afetada pelo calor 0,1-0,4 mm 0,5-2,0 mm pequena deformação
Qualidade da seção Excelente, menos escória pendurada Normal Nenhuma moagem necessária
Velocidade de corte (dentro de 20 mm) Muito rápido Normal Alta eficiência de produção
Corte um pequeno buraco Relação de profundidade do diâmetro: 10-20% Não é possível cortar o buraco Guarde a furadeira e transfira
Chanframento Chanframento Geralmente não Economizando a máquina de chanfrar
Ambiente de trabalho Limpar A fumaça encheu a casa Saúde e proteção ambiental
Máquina de corte a laser de alta potência

Máquina de corte a laser de alta potência

A popularidade dos lasers de alta potência fez com que os equipamentos de corte a laser ultrapassassem o limite de espessura. Antes de 2015, as vendas de lasers de alta potência eram extremamente baixas e a aplicação do corte a laser era há muito limitada pela espessura. Tradicionalmente, acredita-se que o corte por chama pode cortar a mais ampla gama de espessuras de chapa, e uma velocidade acima de 50 mm tem vantagens óbvias. É adequado para chapas grossas e extra grossas que não requerem alta precisão de processamento. O corte a plasma tem vantagens óbvias de velocidade na faixa de 30-50 mm e não é adequado para processar placas muito finas (<2 mm). O corte a laser usa principalmente lasers de nível de quilowatt, que apresentam vantagens óbvias em velocidade e precisão abaixo de 10 mm.
Nos últimos anos, com a popularização gradual dos lasers de alta potência, os equipamentos de corte a laser penetraram gradativamente no mercado de corte de chapas médias e pesadas. À medida que a potência aumenta, também aumenta a espessura de corte e a eficiência da máquina de corte a laser. De acordo com as estatísticas, a máquina de corte a laser de 20KW watt quebrou a espessura ideal de corte de aço macio e aço inoxidável para 50mm e 40mm respectivamente.
Considerando que a chapa de aço é geralmente dividida em chapa fina (<4mm), chapa média (4-20mm), chapa grossa (20-60mm) e chapa extragrossa (>60mm) de acordo com a espessura. A máquina de corte a laser de 10KW foi capaz de cortar chapas médias e a maioria das chapas grossas, e os cenários de aplicação do equipamento de corte a laser continuam a se estender ao campo de chapas médias. Além de aumentar o limite superior da espessura do material de corte, a alta potência do laser também faz com que a eficiência do corte continue melhorando. Por exemplo, ao cortar aço macio de 50 mm, um cortador a laser de 30.000 watts pode ser 88% mais eficiente do que um cortador de 20.000 watts.
Vantagens da máquina de corte a laser de fibra de alta potência
Grossura 15KW (m/min) 20KW (m/min) 30KW (m/min) Melhoria da eficiência (30kW sobre 20kW)
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%

Conclusão

Então, o que é melhor, plasma ou laser? Embora a resposta final dependa do material que você está cortando, do tipo de cortes que você fará e do seu orçamento, para a maioria dos trabalhos em metal, as máquinas de corte a laser são as vencedoras. Os lasers podem cortar todos os tipos de metais e não metais rapidamente, com alta qualidade e precisão, sem mencionar a contínua queda de preços dos cortadores a laser nos últimos anos. Você não pode vencer um laser para obter um corte excelente com grande valor e precisão. Se você estiver pronto para investigar qual cortador a laser é melhor para suas necessidades, ligue para nós hoje mesmo. Nossa equipe de especialistas irá guiá-lo em suas seleções e encontrar a máquina ideal para sua loja, para que você possa criar ótimos produtos.
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