This site uses cookies and other tracking technologies to provide you with our services, enhance the performance and functionality of our services, analyze the use of our products and services, and assist with our advertising and marketing efforts.

Policy Pravidlá cookie   Ochrana osobných údajov

Predchádzajúci Nasledujúci

Centrum poznatkov spoločnosti ESAB

Aký je najlepší spôsob rezania oceľových platní?

Kyslík, plazma, laser alebo vodný lúč

Existuje mnoho spôsobov rezania platní z mäkkej ocele. Niektoré z nich sú vhodné na automatizáciu, iné nie. Niektoré sa hodia na rezanie tenších platní, iné na rezanie hrubších. Niektoré sú pomalé a iné sú rýchle. Niektoré sú finančne nenáročné, iné sú nákladné. A niektoré sú presné a iné nie. Tento článok sa stručne venuje štyrom hlavným spôsobom používaným v tvarovacích rezacích strojoch CNC, porovnáva silné a slabé stránky jednotlivých procesov a nakoniec uvádza niekoľko kritérií, ktoré vám pomôžu rozhodnúť sa, ktorý proces je pre vás najvhodnejší.

Rezanie kyslíkom
Rezanie kyslíkovým horákom alebo rezanie plameňom je zďaleka najstarší rezací proces, ktorý je možné použiť na rezanie mäkkej ocele. Obyčajne je považované za jednoduché a požadované vybavenie a spotrebný materiál sú relatívne lacné. Kyslíkový horák dokáže prerezať aj veľmi hrubú platňu a limitujúcim faktorom je najmä množstvom kyslíka, ktorý dokážete dodávať. Pomocou kyslíkového horáka je možné prerezať aj oceľ s hrúbkou 90 či dokonca 120 cm. Ak je však potrebné vyrezanie konkrétneho tvaru z oceľovej platne, drvivá väčšina práce sa vykonáva s platňami hrúbkou 30 cm a menej.

Pri správnom nastavení je možné kyslíkovým horákom dosiahnuť hladký a rovný povrch rezu. Na spodnom okraji dochádza k tvoreniu malého množstva trosky a horný okraj je iba mierne zaoblený v dôsledku predhrievania plameňom. Tento povrch je vhodný na mnoho použití bez potreby ďalšieho spracovania.

Kyslíkové rezanie je ideálne na rezanie platní s hrúbkou minimálne 2,5 cm, ale s istými obmedzeniami ho možno použiť na rezanie platní tenkých až 0,6 cm. Ide o relatívne pomalý proces s maximálnou rýchlosťou približne 50 cm za hodinu pri materiáli s hrúbkou 2,5 cm. Ďalšou veľkou výhodou kyslíkového rezania je to, že môžete jednoducho rezať viacerými horákmi súčasne, a tým znásobiť produktivitu.

Plazmové rezanie
Plazmové oblúkové rezanie predstavuje vynikajúci proces na rezanie platne z mäkkej ocele. Ponúka omnoho vyššie rýchlosti než kyslíkové rezanie, ale za cenu istej straty kvality rezu. V tomto má plazmové rezanie miernu nevýhodu. Kvalita rezu je ideálna iba v istom bode – v závislosti od rezacieho prúdu ide obyčajne o rozsah od približne 0,6 cm do 3,8 cm. Celková rovnosť rezu začne pri veľmi tenkých alebo hrubých platniach (mimo uvádzaného rozsahu) klesať, aj keď môže byť hladkosť rezu a tvorba trosky stále vcelku dobrá.

Vybavenie na plazmové rezanie môže byť v porovnaní s kyslíkovým horákom finančne náročné, pretože úplný systém vyžaduje napájací zdroj, vodné chladenie (pri systémoch nad 100 A), ovládanie plynu, káble horáka, spojovacie hadice a kabeláž a samotný horák. Zvýšená produktivita plazmového rezania v porovnaní s kyslíkovým rezaním však môže rýchlo zaplatiť náklady na systém.

Plazmové rezanie môžete uskutočňovať naraz pomocou viacerých horákov, ale dodatočný faktor nákladov obyčajne obmedzuje počet horákov na dva. Niektorí zákazníci však volia použitie troch alebo štyroch plazmových systémov na jednom stroji, obyčajne však ide o veľkých výrobcov, ktorí režú veľké objemy rovnakých súčastí pre potreby výrobnej linky.

Rezanie laserom
Proces rezania laserom je vhodný na rezanie mäkkej ocele od mernej hrúbky približne 3,17 cm. Od hrúbky 2,5 cm musia byť podmienky presne nastavené, aby bolo rezanie spoľahlivé, vrátane materiálu (oceľ triedy vhodnej na laserové rezanie), čistoty plynu, stavu dýzy a kvality lúča.

Laserové rezanie nie je veľmi rýchle, pretože pri mäkkej oceli ide v podstate o horenie, ktoré používa miesto predhriateho plameňa extrémne teplo sústredeného laserového lúča. Preto je rýchlosť obmedzená rýchlosťou chemickej reakcie medzi železom a kyslíkom. Laserové rezanie je však veľmi presným procesom. Tvorí veľmi úzky rez, a preto je vhodné na rezanie veľmi presných tvarov a presných malých otvorov. Kvalita rezu je obyčajne výnimočná s extrémne malým vrúbkovaním a zaostávajúcimi líniami, veľmi rovnými hranami a takmer žiadnou alebo žiadnou troskou.

Druhou výhodou laserového rezania je jeho spoľahlivosť. Životnosť spotrebného materiálu je veľmi dlhá a automatizácia stroja je veľmi dobrá, preto je možné vykonávať mnoho operácií rezania laserom nepretržite. Predstavte si, že môžete na stôl umiestniť platňu ocele rozmerov 300 x 1200 cm s hrúbkou 1,27 cm, stlačiť tlačidlo Štart a odísť na noc domov. Keď sa ráno vrátite, môžete mať narezané stovky súčastí, ktoré stačí iba vyložiť.

V dôsledku zložitosti tvorby lúča nie je možné rezať pri použití laserov CO2 s viacerými hlavami na jednom stroji. Pri použití laserov s optickými vláknami je však možné rezať pomocou viacerých hláv.

Rezanie vodným lúčom
Rezanie vodným lúčom je takisto veľmi vhodné na rezanie mäkkej ocele. Tvorí hladký a extrémne presný rez. Presnosť rezania vodným lúčom môže byť ešte väčšia, ako pri rezaní laserom, pretože je možné dosiahnuť lepšiu hladkosť hrán a nedochádza k žiadnemu prehýbaniu v dôsledku pôsobenia tepla. Vodný lúč takisto nie je obmedzený hrúbkou tak, ako rezanie laserom a plazmou. Praktické obmedzenie pri rezaní pomocou vodného lúča je približne 15 až 20 cm vzhľadom na dobu potrebnú na prerezanie tejto hrúbky a rozptylu vodného prúdu.

Nevýhodou rezania vodným lúčom sú náklady na jeho prevádzku. Počiatočné náklady na vybavenie sú obyčajne o čosi vyššie než v prípade plazmového systému v dôsledku čerpadla, ale nie sú také vysoké ako pri laserových systémoch. Náklady na hodinu prevádzky vodného lúča sú však omnoho vyššie, najmä v dôsledku ceny granátového brúsneho materiálu, ktorý sa na rezanie používa.

Rezanie vodným lúčom je tiež možné vykonávať pomocou viacerých hláv, dokonca i pri použití jedného čerpadla. Každá dodatočná rezacia hlava však vyžaduje dodatočný prietok vody, takže potrebujete väčšie čerpadlo alebo menší otvor.

Kritéria pri rozhodovaní

Ako teda môžete vybrať najvhodnejší proces?

1. Začnite hrúbkou:
  • Pri hrúbke menšej než 0,2 cm použite laser.
  • Pri hrúbke menšej než 0,3 cm použite plazmu alebo laser.
  • Pri hrúbke menšej než 0,6 cm použite vodný lúč, plazmu alebo laser.
  • Nad 20 cm použite kyslík.
  • Nad 5 cm použite kyslík alebo vodný lúč.
  • Nad 3,17 cm použite plazmu, kyslík alebo vodný lúč.

2. Zvážte požiadavky na presnosť a kvalitu hrán:
  • Stačí kvalita hrán dosiahnutá pri rezaní plazmou? Väčšinu výrobkov z oceľových platní je možné dobre zvárať aj na reze získanom pomocou plazmy.
  • Je prijateľná oblasť ovplyvnená teplom, ktorá vzniká pri rezaní kyslíkom, plazmou alebo laserom? Ak nie, použite vodný lúč.

3. Zvážte, čo je pre vás dôležitejšie: Produktivita alebo náklady?
  • Ak je najdôležitejšia rýchlosť výroby, nepoužívajte vodný lúč.
  • Ak sú pre vás najdôležitejšie nízke počiatočné investície a nízke prevádzkové náklady, použite kyslík.

Ak sa neviete rozhodnúť:

Tolerancia týkajúca sa vedľajších operácií
  • Je prijateľný príležitostný výskyt trosky v spodnej časti platne? Ak áno, použite vodný lúč alebo laser.
  • Vyžadujú vaše vedľajšie operácie dokonale oblé otvory? Ak áno, použite vodný lúč alebo laser.
Viacero nástrojov

Je vhodné rezať súčasti pomocou 2, 4 alebo viacerých horákov? V takom prípade bude rezanie kyslíkom rýchlejšie ako rezanie plazmou alebo laserom. Rezanie pomocou viacerých plazmových horákov je možné, ale pri zvážení počiatočných investícií na potrebné vybavenie bude drahé. Pri použití vodného lúča je možné rezať pomocou viacerých rezných dýz i pri použití jediného čerpadla, ak kúpite čerpadlo s dostatočným prietokom na zásobovanie viacerých hláv. Laserové rezanie je tradične obmedzené na použitie jedinej rezacej hlavy, lasery s optickými vláknami však umožňujú súčasne rezať pomocou viacerých hláv.

Kompromis
Ďalší faktor, ktorý by ste mali zvážiť a ktorý môže predstavovať kompromis pri vyčísľovaní nákladov, je rezanie viacerými procesmi – použitie dvoch alebo viacerých rôznych rezacích procesov pri rezaní rovnakej súčasti. Procesy, ktoré je logicky najvhodnejšie skombinovať, sú vodný lúč a plazma alebo vodný lúč a kyslík. Vďaka novej technológií laserov s optickými vláknami je teraz možné skombinovať laser a plazmu alebo laser a kyslík. Výhodou rezania s viacerými procesmi je možnosť použiť pomalší a presnejší proces na niektoré kontúry a na ďalšie rezanie potom použiť rýchlejší a lacnejší proces. Výsledkom budú súčasti s potrebnou presnosťou pri omnoho nižších nákladoch, ako keby ste použili proces s vysokou presnosťou na rezanie celej súčasti.

Súhrn
Keďže rozsahy hrúbok a možnosti týchto štyroch procesov sa prekrývajú, môže byť náročné rozhodnúť sa, ktorý z nich použiť na konkrétnu súčasť z mäkkej ocele. Spracovatelia ocele, ktorí potrebujú rezať široké spektrum materiálov, si často zaobstarajú zariadenia umožňujúce dva alebo viac spôsobov rezania. Niekedy je možné určiť, ktorý postup je pre danú súčasť optimálny, jedine tak, že ju vyskúšate opracovať niekoľkými spôsobmi a zistíte, ktorý vyhovuje najviac.

 

x
x

x

Loading..