6 różnic pomiędzy cięciem strumieniem wody, a technologią laserową

Cięcie strumieniem wody i cięcie laserowe to dwie różne technologie, oferujące inne rezultaty cięcia. Mogą być stosowane do obróbki szerokiego zakresu materiałów. Aby łatwiej było porównać te dwie metody rozdzielania materiału, przedstawiamy sześć różnic w kategoriach technologii, procesu cięcia, właściwości cięcia, prędkości, precyzji i aspektów ekonomicznych.

•    Technika: cięcie termiczne i cięcie bez wpływu ciepła
•    Proces cięcia, a właściwości materiału
•    Wysoka jakość ciętej powierzchni dzięki water jet
•    Prędkość cięcia laserowego
•    Precyzja cięcia water jet
•    Water jet bardziej ekonomiczny i przyjazny środowisku

Technologia: water jet vs. wiązka lasera – energia w pigułce

Zacznijmy od fundamentalnej różnicy pomiędzy tymi technologiami. Water jet, jak wskazuje nazwa, używa strumienia wody pod ciśnieniem do rozdzielania materiału, podczas gdy cięcie laserowe wykorzystuje skupioną wiązkę światła. Obie metody posiadają odrębne zalety i można je zastosować w zależności od preferowanych wymagań produkcyjnych.

Water jet: cięcie pod ciśnieniem 6000 bar

Water jet to inaczej rozdzielanie materiału za pomocą strumienia wody pod potężnym ciśnieniem. Pompy wysokociśnieniowe używają nawet 6000 bar, dzięki czemu strumień sprężonej wody opuszcza głowicę tnącą z precyzyjnie skoncentrowaną energią. Dzięki wyborowi odpowiedniej głowicy tnącej, water jet taki jak Opal Waterjet Combo produkowany przez Eckert może obrabiać detale w 2D i 3D.
Jeżeli zachodzi taka potrzeba, to do strumienia wody można dodać specjalny materiał ścierny, tzw. garnet. Jest to naturalnie występujące, niemetalowe ścierniwo (np. granat almandyn). Dzięki niemu strumień wody staje się ostry jak brzytwa. Do delikatnych materiałów, podatnych na uszkodzenia, zaleca się używanie czystej, uzdatnionej wody wodociągowej.

Cięcie laserowe: ciepło w pigułce

Do cięcia laserowego wykorzystywana jest silnie skoncentrowana wiązka światła o dużej energii. W przypadku cięcia laserowego rezonator znajduje się w głowicy tnącej, która doprowadza energię wzbudzenia („pompowania”) do laserowo aktywnego ośrodka, a następnie łączy ją w skompresowaną wiązkę światła. Dwutlenek węgla (CO2) był wcześniej używany jako ośrodek laserowo aktywny, ale był mało wydajny energetycznie, drogi i szkodliwy dla środowiska.
Systemy cięcia laserowego charakteryzują się długą żywotnością, ale pociąga to za sobą wysokie koszty konserwacji. Obecnie do cięcia używa się lasera światłowodowego. Przecinarka do włókna szklanego wymaga zamkniętej kabiny tnącej, ponieważ w przeciwnym razie materiały odblaskowe nie mogą być bezpiecznie przetwarzane tą technologią.

Cięcie termiczne i nietermiczne – jak prawidłowo rozdzielać materiały

Cięcie laserowe to proces, który wykorzystuje swoje właściwości termiczne do rozdzielania materiału. W przypadku cięcia strumieniem wody wpływ ciepła nie pojawia się w ogóle, a zatem to spora zaleta, szczególnie przy obróbce materiałów wrażliwych na ciepło. Detale z plastiku czy drewna nie mogą być obrabiane za  pomocą cięcia laserowego.
Wycinarkę laserową można wykorzystać do cięcia stali konstrukcyjnej, aluminium i stopów miedzy, ale należy spodziewać się reakcji termicznych na krawędzi tnącej materiału. Ponadto, cięcie laserowe stawia wysokie wymagania co do czystości wymaganych gazów, a cięte materiały wymagają jakości „lasera”, aby osiągnąć dobry rezultat. To znajduje odzwierciedlenie w cenie zakupu przy obecnie wysokich kosztach materiałów i eksploatacji. Water jet to wszechstronne urządzenie, które może być wykorzystane do obróbki prawie wszystkich materiałów, począwszy od miękkich materiałów, takich jak papier, przez kamień, aż do metali ciężkich.

Jakość ciętej powierzchni

Wybór odpowiedniej technologii zależy od profilu działalności i oczekiwanego rezultatu końcowego. W tym przypadku water jet ma przewagę, ponieważ oferuje lepsze rezultaty, ciepło nie ma wpływu na proces cięcia, a krawędzie są nienaruszone.

Water jet – cięcie o wysokiej jakości

Cięcie czystą wodą pod niewielkim ciśnieniem jest odpowiednie do obróbki detali z miękkich materiałów. Jeżeli cięciu mają być poddane bardziej masywne materiały, to stosuje się wtedy cięcie ze ścierniwem. Materiały nieodporne na działanie ciepła można ciąć pod wodą, więc nie ma na nie wpływu termicznego. Nie tworzy się żużel, a cięta krawędź ma wysoką jakość.  Proces ten można wykorzystywać podczas cięcia 3D do 150 mm grubości, a 2D aż do 250 mm grubości.

Cięcie laserowe – wpływ ciepła na obrabiany materiał

Technologia cięcia laserowego opiera się na rozdzieleniu materiału za pomocą energii cieplnej. Możliwości przebicia laserem sięgają maksymalnie 50 mm grubości obrabianego detalu. To znacznie mniej w porównaniu do cięcia strumieniem wody. Ciepło wytwarzane podczas cięcia laserowego niesie ze sobą ryzyko stwardnienia stref krawędziowych, a obróbka końcowa detalu może być bardziej czasochłonna (zwłaszcza w przypadku cięcia metalu). Powierzchnie ciętych krawędzi są znacznie bardziej chropowate przy cięciu laserowym niż przy cięciu strumieniem wody.

Prędkość lasera, a precyzja strumienia wody

Cięcie laserowe wyróżnia się dużą prędkością, jego użycie może skutkować wyższymi tolerancjami, przy jednoczesnym obniżeniu jakości cięcia. Obliczenie dokładniej prędkości urządzenia water jet nie jest możliwe, ponieważ zależy od parametrów strumienia. W zależności od materiału i domyślnych ustawień systemu, prędkość cięcia może wahać się w granicach 400-500%. Zasadniczo, im bardziej skoncentrowane jest skupienie i im wolniejsze cięcie, a także im wyższa jakość lub drobniejsze ścierniwo, tym wyższa jakość cięcia.

Water jet: najbardziej precyzyjna metoda cięcia

W przeszłości to maszyny do cięcia laserem były postrzegane jako bardziej precyzyjne narzędzie do cięcia w porównaniu do waterjeta. Podczas cięcia cienkich materiałów o grubości do 3 mm cięcie laserowe pozwala osiągnąć dokładność pozycjonowania na poziomie około 0,03 mm, czego jednak nie można utrzymać przy wyższych prędkościach cięcia. Opal Waterjet i Opal Waterjet Combo produkowane przez Eckert wprowadziły na rynek zmiany i sprawiły, że to cięcie strumieniem wody stało się najbardziej precyzyjną technologią cięcia. Obie maszyny mają wyjątkowo niską tolerancję do około 0,025 mm.

Ekonomiczność: zredukuj koszty procesu dzięki nowoczesnej technologii

Opłacalność odgrywa kluczową rolę podczas wyboru pomiędzy cięciem strumieniem wody i cięciem laserowym. Przy cięciu water jet z garnetem, koniecznie może być późniejsze oczyszczenie wody lub jej osobna utylizacja. Materiały ścierne można zbierać i poddawać recyklingowi, bądź skorzystać z systemu usuwania szlamu, który jest oferowany przez Eckert w postaci dodatkowego wyposażenia do wycinarki wodnej. To znacznie obniża koszty konserwacji.

Wycinarki laserowe charakteryzują się długą żywotnością, ale jeżeli dojdzie do awarii któregoś z elementów, to zwykle koszty naprawy lub wymiany są bardzo wysokie. Sam koszt zakupu maszyny zwraca się dopiero po długim czasie jej użytkowania. Dzięki technologii uzdatniania wody oferowanego przez Eckert, koszty konserwacji wycinarki wodnej można zredukować, przy jednoczesnym zwiększeniu jej żywotności. Cięcie wodą jest dużo bardziej ekologiczne od cięcia laserem.

Wniosek: więcej możliwości znaczy lepiej

Każda z technologii ma swoje wady, zalety i określone funkcje. Bazując na właściwościach cięcia można stwierdzić, że system cięcia laserowego lepiej sprawdzi się przy obróbce niewymagającego materiału, podczas gdy cięcie water jet za każdym razem oferuje wysoką jakość. Cięcie laserowe najlepiej sprawdzi się w przypadku produkcji seryjnej, do produkcji jak największej ilości tego samego prostego detalu w jak najkrótszym czasie.
Eckert wspiera swoich klientów w poszukiwaniach najlepszego rozwiązania do profilu ich działalności. Oprócz technologii water jet, właściwym rozwiązaniem może być też cięcie tlenowe lub plazmowe. Każda maszyna do cięcia CNC produkowana przez Eckert oferuje bezproblemowe i profesjonalne oprogramowanie, które zwiększa prędkość produkcji, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów. Aby uzyskać indywidualną poradę, skontaktuj się z nami telefonicznie lub przez dedykowany formularz.