Cięcie metali kolorowych

Przed wyborem konkretnego rozwiązania do cięcia metalu należy przeanalizować, jakiej grubości materiały będą cięte,  jaka precyzja jest wymagana i oczywiście należy wziąć pod uwagę aspekty ekonomiczne.

Metody cięcia metali

Cięcie metalu to inaczej operacja rozdzielenia materiału. Wzorowo przebiegający proces cięcia to rozdzielenie wiązań atomowych w płaszczyźnie cięcia wzdłuż określonej linii bez wpływu na stan fizyczny materiału. Metody wykorzystywane do cięcia metalu różnią się od siebie ilością zużytej energii, prędkością procesu, wielkością ubytku materiału, wpływem ciepła na cięty element, finalną jakością obrabianych krawędzi. Podczas wyboru odpowiedniej do materiału metody cięcia należy wziąć pod uwagę następujące składowe: rodzaj materiału, grubość, oczekiwania wobec jakości i dokładności cięcia, czas cięcia (prędkość), obróbkę na gotowo, cenę urządzenia, koszty eksploatacji oraz części szybkozużywalnych.

Obróbka i cięcie metali - podstawowe narzędzia

Proces cięcia możemy podzielić na trzy główne kategorie:

• obróbkę na zimno - zawiera procesy, w których powstaje materiał ubytkowy, np. wiercenie, frezowanie, toczenie
• obróbkę termiczną - zaliczamy do niej procesy, w których nie powstaje materiał ubytkowy, a cięcie jest dokonywane poprzez wyparowanie lub wytopienie materiału, np. cięcie laserem, cięciem gazem
• pozostałe rodzaje obróbki - wszystkie metody, które nie kwalifiują się do wcześniejszych kategorii, np. ścierna obróbka chemiczna

Cięcie metalu - skrawanie po cięcie wodą

Historia obróbki metalu sięga już ok. 8 800 roku przed naszą erą. Od tamtej pory ludzkość odkryła co najmniej kilka skutecznych metod na efektywne   rozdzielanie tego materiału. Współcześnie w przemyśle najczęściej wykorzystuje się cięcie

• skrawające - nazywane także przecinaniem, do tego procesu używane są piły uzębione (tarczowe i taśmowe) lub nieuzębione. Korzystają z niego przeważnie producenci wyrobów i półwyrobów hutniczych do cięcia rur, prętów, kształtowników
• tłoczenie - rozdzielenie metalu wraz z naruszeniem jego spójności bez generowania ubytków. Wyróżniamy wycinanie, odcinanie, rozcinanie, dziurowanie, okrawanie i nacinanie. Tłoczenie jest wykonywane za pomocą krawędzi tnących narzędzia na prasach lub nożycach (gilotynowych, krążkowych lub dźwigniowych).
• termiczne tlenem - czyli spalanie podgrzanego płomieniem gazowym metalu w strumieniu czystego tlenu, który bardzo szybko utlenia i nadtapia cięty metal na całej grubości oraz wyrzuca produkty reakcji utleniania i ciekły metal ze szczeliny cięcia
• łukowe - polega na wytapianiu lub wypalaniu szczeliny cięcia za pomocą ciepła łuku elektrycznego, który swobodnie jarzy się pomiędzy elektrodą,  a ciętym materiałem. Do cięcia łukowego zaliczamy między innymi cięcie plazmowe oraz cięcie laserowe.

Nowoczesne metody — cięcie laserowe

Jedną z najnowocześniejszych metod rozdzielania metalu są maszyny do cięcia laserem. Jest to proces polegający na miejscowym topieniu materiału i odparowywaniu jego cienkiej warstwy przy pomocy wiązki promieniowania laserowego. Strumień gazu reaktywnego lub obojętnego, który wspomaga proces wyrzuca ciekły metal ze szczeliny cięcia. Do uzyskania wymaganej ilości ciepła w szczelinie, odpowiednie soczewki i system luster muszą doprowadzić do zogniskowania promienia lasera. Co ciekawe, wiązkę laserową można zogniskować nawet do średnicy 0,0025 mm.
Do procesu cięcia laserem używa się laserów stałych neodymowych i gazowych CO2. Dostarczanie energii odbywa się w sposób ciągły lub impulsowo. Gazy towarzyszące to zwykle powietrze, tlen, azot i argon.
Cięcie laserowe charakteryzuje się pełną automatyzacją procesu, wysokim poziomem dokładności i minimalnym marginesem błędu. Wyeliminowało ono cięcie mechaniczne. Cięcie laserowe nie jest szkodliwe dla organizmu człowieka oraz środowiska naturalnego. Gwarantuje ono wysoką powtarzalność oraz dowolność w realizowaniu niestandardowych zleceń zarówno w produkcji seryjnej jak i pojedynczej. Ze względu na precyzję jaką oferuje świetlna wiązka laserowa, cięcie tą metodą pozwala na produkcję hurtową detalów o niestandardowych kształtach.

Wady i zalety poszczególnych metod cięcia metali

Do obróbki metalu można również wykorzystać cięcie wodą oraz cięcie plazmą. Pierwsze z nich to stosunkowo młoda metoda, która bardzo szybko podbiła serca użytkowników działających w branży przemysłowej. Jest wyróżniana ze względu na swoje trzy mocne zalety: możliwość obróbki dowolnego materiału, brak ograniczeń w stosunku do jego grubości oraz brak odkształceń pod wpływem ciepła. Cięcie strumieniem wodnym to tzw. zimna metoda, która opiera się na użyciu skoncentrowanej energii silnie sprężonego strumienia wody, który jest przepuszczany przez dyszę o małej średnicy. Dzięki temu można uzyskać prędkość strumienia, która przekracza nawet trzykrotnie prędkość dźwięku. Materiał ze szczeliny cięcia jest usuwany w wyniku procesu erozji i zmęczenia ścinającego. Jedynym minusem technologii cięcia strumieniem wody jest relatywnie wysoki koszt inwestycji zakupu przecinarki.

Jedną z odmian cięcia łukowego wykorzystywanego do obróbki metalu jest cięcie plazmowe. Wykorzystuje ono silnie zjonizowany gaz o dużej koncentracji cząsteczek naładowanych i dużej energii kinetycznej (czyli łuk plazmowy), jarzący się między elektrodą nietopliwą, a ciętym metalem. Proces ten może być używany do wszystkich gatunków stali oraz metali nieżelazny. Plusem jest również możliwość przeprowadzenia procesu cięcia pod wodą. Cięcie plazmowe jest chwalone przede wszystkim za prędkość procesu, niewielką strefę wpływu ciepła, małą szczelinę cięcia oraz dobrą jakość procesu. Do minusów należą duży poziom hałasu, emisja szkodliwych gazów i dymu i silne promieniowanie świetlne.

Alternatywą do tych dwóch technologii jest zastosowanie technologii mieszanej. Firma Eckert dysponuje rozwiązaniem, które łączy w sobie technologię cięcia plazmowego i hydroabrazywnego. Jakie wynikają z tego korzyści?

Otóż w wielu przypadkach przy obróbce metalu zdarza się, że tylko część elementu ciętego wymaga krawędzi najwyższej jakości, podczas gdy jego pozostała część takiego wymogu nie ma. W tym przypadku przecinarka COMBO firmy Eckert podczas jednego zaprogramowanego procesu cięcia używa wody dla najwyższej precyzji, a plazmy ze względu na szybkość i ekonomiczność. O ile takie rozwiązanie może być zastosowane w Państwa firmie, obniża to znacząco koszty cięcia w porównaniu z cięciem laserowym, czy hydroabrazywnym.

Aby dostosować właściwe rozwiązanie do Państwa potrzeb, przed zakupem przecinarki umożliwiamy przeprowadzenie w naszej fabryce praktycznych testów cięcia. Podczas takiej fazy testowej jesteście Państwo mile widziani i możecie się sami przekonać, czy wasze oczekiwania mogą zostać spełnione.

Jak działa cięcie laserem?

Cięcie laserem polega na skupieniu wiązki światła o bardzo dużej gęstości energii w jednym punkcie obrabianego materiału. Skoncentrowana wiązka powoduje miejscowe stopienie lub odparowanie metalu, a gaz technologiczny usuwa materiał ze szczeliny cięcia. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie wyjątkowo wąskiej linii cięcia oraz bardzo wysokiej dokładności wykonania detali.

Nowoczesne systemy CNC kontrolują cały proces w czasie rzeczywistym, dobierając odpowiednie parametry pracy do rodzaju materiału oraz jego grubości. Pozwala to zachować powtarzalność produkcji nawet przy wykonywaniu tysięcy identycznych elementów.

W porównaniu z tradycyjnymi metodami obróbki laserowe cięcie metalu zapewnia znacznie większą precyzję, krótszy czas realizacji oraz ograniczenie ilości odpadów materiałowych.

Jakie materiały można ciąć laserem?

Technologia laserowa znajduje zastosowanie w obróbce wielu rodzajów metali. W zależności od mocy źródła laserowego oraz parametrów procesu możliwe jest zarówno cięcie blachy laserem, jak i wycinanie bardziej wymagających elementów konstrukcyjnych.

Najczęściej wykonywane jest:

• cięcie stali konstrukcyjnej,

• cięcie stali nierdzewnej,

• cięcie stali kwasoodpornej,

• cięcie aluminium,

• cięcie miedzi,

• cięcie mosiądzu,

• cięcie tytanu,

• cięcie blach ocynkowanych.

Dobór odpowiedniego gazu technologicznego, prędkości cięcia oraz mocy lasera pozwala uzyskać wysoką jakość krawędzi niezależnie od rodzaju obrabianego materiału.

Laserowe cięcie blach - najważniejsze zalety technologii

W ostatnich latach laserowe cięcie blach stało się jedną z najczęściej wykorzystywanych metod obróbki metalu. Rozwiązanie to pozwala łączyć wysoką wydajność z bardzo dobrą jakością wykonania.

Do najważniejszych zalet tej technologii należą:

• wysoka dokładność cięcia,

• niewielka szerokość szczeliny cięcia,

• ograniczona strefa wpływu ciepła,

• gładkie krawędzie wymagające minimalnej obróbki,

• możliwość wycinania bardzo skomplikowanych kształtów,

• wysoka powtarzalność produkcji,

• pełna automatyzacja procesu.

Dzięki tym właściwościom laserowe wycinanie blachy znajduje zastosowanie zarówno w produkcji jednostkowej, jak i wielkoseryjnej.

Cięcie laserem CNC w nowoczesnej produkcji

Nowoczesny laser do cięcia metalu pracuje w oparciu o sterowanie numeryczne CNC. Operator przygotowuje program w systemie CAD/CAM, a maszyna automatycznie realizuje cały proces zgodnie z przygotowanym projektem.

Takie rozwiązanie umożliwia wykonywanie elementów o bardzo skomplikowanych kształtach przy zachowaniu wysokiej dokładności wymiarowej. Cięcie laserem CNC eliminuje ryzyko błędów wynikających z ręcznej obróbki, zwiększa wydajność produkcji oraz pozwala efektywnie wykorzystać materiał dzięki odpowiedniemu rozmieszczeniu detali na arkuszu blachy.

Zastosowanie wycinania laserowego w metalu

Wycinanie laserowe w metalu wykorzystywane jest obecnie praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu. Technologia znajduje zastosowanie między innymi podczas produkcji:

• konstrukcji stalowych,

• części maszyn,

• elementów dla branży motoryzacyjnej,

• komponentów dla przemysłu energetycznego,

• urządzeń rolniczych,

• obudów maszyn,

• elementów wyposażenia hal przemysłowych,

• mebli metalowych,

• balustrad i elementów architektonicznych,

• systemów wentylacyjnych.

Możliwość wykonywania niewielkich otworów, precyzyjnych konturów oraz skomplikowanych kształtów sprawia, że wycinanie laserem w metalu jest jedną z najbardziej uniwersalnych metod obróbki.

Od czego zależy jakość cięcia laserowego?

Na jakość gotowego detalu wpływa wiele czynników. Znaczenie ma nie tylko sam laser do cięcia blach, ale również odpowiednio dobrane parametry technologiczne oraz jakość zastosowanych podzespołów.

Najważniejsze czynniki wpływające na efekt końcowy to:

• moc źródła laserowego,

• rodzaj głowicy tnącej,

• dokładność prowadzenia osi,

• jakość układu sterowania CNC,

• odpowiedni dobór gazu technologicznego,

• prędkość cięcia,

• grubość i gatunek materiału.

Prawidłowe ustawienie wszystkich parametrów pozwala uzyskać wysoką jakość powierzchni cięcia oraz ograniczyć konieczność dalszej obróbki mechanicznej.

Laser do cięcia metalu - jak wybrać odpowiednią maszynę?

Porozmawiajmy o twojej produkcji

Szukasz sposobu na optymalizację kosztów? Nasi inżynierowie chętnie przeanalizują Twój park maszynowy i doradzą najefektywniejszą technologię cięcia.

Skontaktuj się z nami

Zakup przecinarki laserowej powinien być poprzedzony dokładną analizą potrzeb przedsiębiorstwa. Odpowiednio dobrana maszyna wpływa nie tylko na jakość wykonywanych elementów, ale również na koszty produkcji i wydajność całego zakładu.

Przy wyborze warto zwrócić uwagę na:

• maksymalną grubość ciętych materiałów,

• rodzaj obrabianych metali,

• moc źródła laserowego,

• wielkość stołu roboczego,

• możliwości automatyzacji załadunku i rozładunku,

• dostępność serwisu,

• koszty eksploatacji,

• możliwość rozbudowy systemu w przyszłości.

Przed zakupem warto również wykonać testy cięcia na rzeczywistych detalach produkowanych w zakładzie. Pozwala to ocenić jakość krawędzi, wydajność procesu oraz rzeczywiste koszty eksploatacji maszyny.