برش لیزری در مقابل برش پلاسما 2

سازگاری مواد و محدوده ضخامت

یکی از مهم‌ترین عوامل در انتخاب بین برش لیزری و برش پلاسما، عملکرد هر روش در کار با مواد و ضخامت‌های مختلف است. هرچند هر دو روش قادر به برش طیف وسیعی از فلزات هستند، اما عملکرد آن‌ها بسته به نوع، ضخامت و نوع پرداخت نهایی مورد نظر برای ماده، به‌طور قابل توجهی متفاوت است. درک این تفاوت‌ها برای انتخاب فرآیند برشی که از نظر کارایی و هزینه مؤثرتر باشد، در یک کاربرد خاص ضروری است.

برش لیزری

برش لیزری در برش مواد با ضخامت کم تا متوسط با دقت بسیار بالا برجسته است. این روش به‌ویژه در موارد زیر مؤثر است:

فولاد نرم (تا حدود 25 میلی‌متر با لیزر با توان بالا)

فولاد ضد زنگ

آلومینیوم

برنج و مس (با لیزر فیبری که برای فلزات بازتابنده مناسب‌تر است)

لیزرها همچنین می‌توانند مواد غیرفلزی مانند چوب، آکریلیک و پلاستیک را برش دهند که این امر کاربردهای گسترده‌تری در صنایعی مانند تابلوسازی، الکترونیک و تولید دقیق فراهم می‌کند. با این حال، با افزایش ضخامت مصالح—به ویژه در ضخامت‌های بالاتر از ۲۰ تا ۲۵ میلی‌متر—سرعت و کارایی برش لیزری کاهش یافته و هزینه لیزر‌های پرقدرت به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

برش پلاسما

برش پلاسما برای توان و ضخامت طراحی شده است. این روش بهترین عملکرد را در موارد زیر دارد:

فولاد ملایم

فولاد ضد زنگ

آلومینیوم

پلاسما قادر است به راحتی ضخامت‌های ماده تا ۵۰ میلی‌متر یا بیشتر را برش دهد، بسته به سیستم مورد استفاده. اگرچه برش پلاسما از نظر دقت و کیفیت لبه به سطح برش لیزری نمی‌رسد، اما در برش ورق‌های فلزی ضخیم یا بزرگ، از نظر سرعت و مقرون‌به‌صرفه‌بودن عملکرد بهتری دارد. با این حال، برش پلاسما محدود به مواد رسانای الکتریکی است و برای مواد غیرفلزی یا کارهای بسیار دقیق مناسب نیست.

بریدن با لیزر انتخاب اصلی برای مواد نازک تا متوسط است که در آن دقت، جزئیات ریز و کیفیت لبه مهم است. برش پلاسما در شرایط سنگین، با ارائه سرعت و هزینه مناسب برای فلزات ضخیم‌تر، غالب است. انتخاب فرآیند مناسب به دانستن نوع ماده، محدوده ضخامت مورد نیاز و سطح جزئیات مورد انتظار بستگی دارد. تطبیق روش برش با ماده تضمین‌کننده نتایج با کیفیت و تولید کارآمد است.

کیفیت و دقت برش

هنگام ارزیابی فناوری‌های برش، کیفیت و دقت به اندازه سرعت و هزینه اهمیت دارند. برش نهایی بر روی فرآیندهای بعدی مانند جوشکاری، مونتاژ و پرداخت تأثیر می‌گذارد و عواملی مانند دقت ابعادی، عرض شیار برش (kerf)، منطقه تحت تأثیر حرارتی (HAZ) و کیفیت لبه را در انتخاب بین برش لیزری و پلاسما حیاتی می‌کند. هر روش نتایج متفاوتی تولید می‌کند و این تفاوت‌ها می‌توانند به‌طور قابل توجهی بر یکنواختی محصول و نیازهای پس‌ازپردازش تأثیر بگذارند.

دقت ابعادی

برش لیزری دقت ابعادی بالایی فراهم می‌کند که معمولاً در محدوده ±0.1 میلی‌متر یا بهتر است، و این امر بخاطر پرتوی باریک و متمرکز و کنترل دقیق با سیستم CNC محقق می‌شود. این ویژگی آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی که نیازمند تلورانس‌های تنگ و تکرارپذیری بالا هستند، مانند قطعات هوافضا، الکترونیک و قطعات مکانیکی ظریف، تبدیل می‌کند. برش پلاسما اگرچه دقیق است، اما به‌طور کلی تلورانس‌هایی در حدود ±0.5 میلی‌متر را حفظ می‌کند که به تجهیزات و مهارت اپراتور بستگی دارد. این روش برای قطعات ساختاری یا صنعتی که نیازی به دقت بسیار بالا ندارند، مناسب است.

عرض شیار

کرف — عرض برش — در این دو روش متفاوت است. برش لیزری کرفی باریک تولید می‌کند که اغلب بین 0.1 تا 0.5 میلی‌متر است و این امر امکان چیدمان متراکم قطعات و حداقل ضایعات مواد را فراهم می‌آورد. از سوی دیگر، برش پلاسما کرفی وسیع‌تر دارد که معمولاً بین 1 تا 3 میلی‌متر متغیر است و این امر چگالی قطعات روی ورق را محدود کرده و ممکن است منجر به اتلاف ماده بیشتری شود.

ناحیه تحت تأثیر حرارت (HAZ)

برش لیزری به دلیل دقت و ورودی انرژی کنترل‌شده پرتو، منطقه تحت تأثیر حرارتی نسبتاً کوچکی ایجاد می‌کند. این امر خطر تغییر شکل یا تغییر در خواص مکانیکی مواد اطراف را به حداقل می‌رساند. برش پلاسما در مقابل، به دلیل ورودی حرارتی بالاتر و قوس گسترده‌تر، منطقه تحت تأثیر حرارتی بزرگ‌تری تولید می‌کند. هرچند سیستم‌های مدرن پلاسما این اثر را کاهش داده‌اند، اما همچنان حرارت می‌تواند بر یکپارچگی متالورژیکی تأثیر بگذارد و در کاربردهای حساس، نیاز به پردازش اضافی داشته باشد.

عمود بودن لبه و زبری (Ra)

برش لیزری معمولاً لبه‌های تمیز و عمود با حداقل دیواره ذوب‌نشده و زبری سطح پایین (Ra) فراهم می‌کند که اغلب کمتر از ۳٫۲ میکرومتر است. این روش برای قطعاتی که به پردازش ثانویه کمی نیاز دارند، مناسب است. برش پلاسما، هرچند نسبت به سیستم‌های قدیمی بهبود یافته است، معمولاً لبه‌هایی با شیب جزئی یا زبرتر تولید می‌کند و مقادیر Ra بسته به ضخامت و سرعت از ۶٫۳ میکرومتر تا ۲۵ میکرومتر متغیر است. این امر ممکن است در پروژه‌های دقیق، نیازمند عملیات پرداخت ثانویه باشد.

برش لیزری از نظر کیفیت و دقت در صدر قرار دارد و تعریف لبه‌های برتر، تحملات تنگ‌تر و تغییر شکل حرارتی حداقلی را ارائه می‌دهد. برش پلاسما، هرچند کمتر دقیق است، اما همچنان برای ساخت عمومی که در آن سرعت و هزینه مهم‌تر از جزئیات ظریف هستند، مؤثر است. در نهایت، انتخاب به کیفیت پرداخت مورد نیاز، سطح تحملات و پیچیدگی قطعه بستگی دارد. برای کارهای با دقت بالا، لیزر گزینه روشنی است؛ برای پروژه‌های ضخیم‌تر و کمتر حساس به جزئیات، پلاسما همچنان گزینه‌ای قابل اعتماد است.