การตัดด้วยเลเซอร์ เทียบกับ การตัดด้วยพลาสมา 2

ความเข้ากันได้ของวัสดุและความหนา

หนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเลือกระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์และการตัดด้วยพลาสมา คือ ความสามารถของแต่ละวิธีในการจัดการกับวัสดุและชิ้นงานที่มีความหนาแตกต่างกัน ถึงแม้ว่าทั้งสองวิธีจะสามารถตัดโลหะได้หลากหลายชนิด แต่ประสิทธิภาพจะแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับประเภท ความหนา และผิวสัมผัสที่ต้องการของวัสดุ การเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเลือกวิธีการตัดที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน

การตัดเลเซอร์

การตัดด้วยเลเซอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดวัสดุที่บางถึงปานกลาง โดยให้ความแม่นยำสูงมาก โดยเฉพาะกับ

เหล็กกล้าอ่อน (ความหนาไม่เกิน ~25 มม. โดยใช้เครื่องเลเซอร์กำลังสูง)

เหล็กกล้าไร้สนิม

อลูมิเนียม

ทองเหลืองและทองแดง (โดยใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ ซึ่งเหมาะสมกับโลหะที่สะท้อนแสงได้ดี)

เลเซอร์ยังสามารถตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ไม้ อคริลิก และพลาสติก ซึ่งทำให้มีการนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ป้ายโฆษณา อิเล็กทรอนิกส์ และการผลิตชิ้นส่วนความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม เมื่อความหนาของวัสดุเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะเกิน 20–25 มม. ความเร็วและประสิทธิภาพของการตัดด้วยเลเซอร์จะลดลง และต้นทุนของเครื่องเลเซอร์กำลังสูงจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การตัดพลาสม่า

การตัดด้วยพลาสมาถูกออกแบบมาเพื่อพลังงานและความหนาของวัสดุ โดยทำงานได้ดีที่สุดกับ:

เหล็กอ่อน

เหล็กกล้าไร้สนิม

อลูมิเนียม

พลาสมาสามารถตัดวัสดุที่มีความหนาได้ถึง 50 มม. หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับระบบ ถึงแม้ว่าจะไม่สามารถเทียบได้กับการตัดด้วยเลเซอร์ในด้านความแม่นยำและการตกแต่งผิวขอบ แต่พลาสมาจะเหนือกว่าในแง่ของความเร็วในการตัดและต้นทุนที่คุ้มค่าเมื่อทำงานกับแผ่นโลหะที่หนาหรือมีขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม พลาสมาจำกัดเฉพาะวัสดุที่นำไฟฟ้าเท่านั้น และไม่สามารถใช้กับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะหรืองานที่ต้องการรายละเอียดสูงได้

การตัดด้วยเลเซอร์เป็นทางเลือกที่นิยมสำหรับวัสดุที่บางถึงปานกลาง โดยให้ความแม่นยำ รายละเอียดที่คมชัด และคุณภาพของขอบตัดที่ดี ในขณะที่การตัดพลาสม่าจะโดดเด่นในงานที่หนักหน่วง เน้นความเร็วและต้นทุนที่คุ้มค่าสำหรับโลหะที่หนา การเลือกวิธีการตัดที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ ช่วงความหนาที่ต้องการ และระดับของรายละเอียดที่ต้องการ การจับคู่วิธีการตัดให้เข้ากับวัสดุจะช่วยให้มั่นใจได้ทั้งคุณภาพของผลลัพธ์และประสิทธิภาพในการผลิต

คุณภาพและความแม่นยำของการตัด

เมื่อประเมินเทคโนโลยีการตัด คุณภาพและความแม่นยำมีความสำคัญเท่าเทียมกับความเร็วและต้นทุน การตัดขั้นสุดท้ายมีผลต่อกระบวนการถัดไป เช่น การเชื่อม การประกอบ และการตกแต่ง ทำให้ปัจจัยต่างๆ เช่น ความแม่นยำของขนาด ความกว้างของรอยตัด (kerf width) โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) และคุณภาพของขอบตัด มีบทบาทสำคัญในการเลือกระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์และการตัดด้วยพลาสม่า แต่ละวิธีให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน และความแตกต่างเหล่านี้อาจส่งผลอย่างมากต่อความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์และความต้องการในการประมวลผลเพิ่มเติม

ความแม่นยำด้านมิติ

การตัดด้วยเลเซอร์ให้ความแม่นยำสูงในการกำหนดมิติ โดยทั่วไปอยู่ในช่วง ±0.1 มม. หรือดีกว่านั้น เนื่องจากลำแสงที่ละเอียดและโฟกัสได้แม่นยำ รวมถึงการควบคุมด้วยระบบซีเอ็นซีอย่างแม่นยำ ทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความทนทานต่อความคลาดเคลื่อนต่ำและการทำซ้ำได้แม่นยำ เช่น ชิ้นส่วนอากาศยาน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และชิ้นส่วนเครื่องจักรขนาดเล็ก ส่วนการตัดด้วยพลาสมา แม้จะมีความแม่นยำ แต่โดยทั่วไปสามารถรักษามิติได้ในช่วงประมาณ ±0.5 มม. ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และทักษะของผู้ปฏิบัติ จึงเหมาะสมกับชิ้นส่วนโครงสร้างหรือชิ้นส่วนอุตสาหกรรมที่ไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงมาก

ความกว้างของเขต

รอยตัด (kerf)—ความกว้างของการตัด—แตกต่างกันระหว่างสองวิธีนี้ การตัดด้วยเลเซอร์ให้รอยตัดแคบ มักอยู่ระหว่าง 0.1 มม. ถึง 0.5 มม. ซึ่งช่วยให้วางชิ้นส่วนแนบชิดกันได้ดีและสูญเสียวัสดุน้อยที่สุด ในขณะที่การตัดด้วยพลาสมามีรอยตัดที่กว้างกว่า โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 1 มม. ถึง 3 มม. ทำให้จำกัดความหนาแน่นของชิ้นส่วนบนแผ่นวัสดุ และอาจทำให้สูญเสียวัสดุมากขึ้น

โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)

การตัดด้วยเลเซอร์สร้างโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (heat-affected zone) ที่ค่อนข้างเล็ก เนื่องจากการควบคุมลำแสงที่มีความแม่นยำและพลังงานที่ป้อนอย่างเหมาะสม ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการบิดงอหรือการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของวัสดุโดยรอบ ในทางตรงกันข้าม การตัดด้วยพลาสมาจะสร้าง HAZ ที่ใหญ่กว่าเนื่องจากพลังงานความร้อนที่สูงกว่าและการกระจายของอาร์กที่กว้างขึ้น แม้ว่าระบบพลาสมารุ่นใหม่จะช่วยลดผลกระทบนี้ไปมากแล้ว แต่ความร้อนที่เกิดขึ้นยังสามารถส่งผลต่อความสมบูรณ์ทางโลหะวิทยา และอาจต้องการกระบวนการเพิ่มเติมในงานที่ต้องการความละเอียดสูง

ความตั้งฉากของขอบ & ความหยาบของผิว (Ra)

การตัดด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปให้ขอบที่เรียบและตั้งฉาก มีคราบเหลือทิ้งน้อยมาก และมีค่าความหยาบของผิว (Ra) ต่ำ มักต่ำกว่า 3.2 µm จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการการตกแต่งหลังกระบวนการน้อยที่สุด ส่วนการตัดด้วยพลาสมา แม้จะมีความก้าวหน้ามากกว่าระบบรุ่นก่อน แต่โดยทั่วไปยังคงให้ขอบที่เอียงเล็กน้อยหรือหยาบกว่า โดยค่า Ra จะอยู่ระหว่าง 6.3 µm ถึง 25 µm ขึ้นอยู่กับความหนาและความเร็ว ซึ่งอาจจำเป็นต้องมีการตกแต่งเพิ่มเติมในโครงการที่ต้องการความแม่นยำสูง

การตัดด้วยเลเซอร์นำหน้าในด้านคุณภาพและความแม่นยำ โดยให้ขอบที่คมชัด ความคลาดเคลื่อนที่แคบลง และการบิดงอจากความร้อนที่เกิดขึ้นน้อยมาก การตัดด้วยพลาสมา แม้จะมีความละเอียดน้อยกว่า แต่ยังคงมีประสิทธิภาพสำหรับงานโครงสร้างทั่วไปที่ให้ความสำคัญกับความเร็วและต้นทุนมากกว่ารายละเอียดที่ประณีต ในท้ายที่สุด การเลือกใช้วิธีใดวิธีหนึ่งขึ้นอยู่กับคุณภาพผิวที่ต้องการ ระดับของความคลาดเคลื่อน และความซับซ้อนของชิ้นส่วน สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง เลเซอร์คือทางเลือกที่ชัดเจน ส่วนงานที่มีความหนาและไม่ต้องการรายละเอียดมาก พลาสมาจึงยังคงเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้