بهترین روش برای برش ورق آهن چیست ؟
برش لیزری CNC (LASER CUTTING)
فرآیند برش لیزری برای برش ورق آهن از ضخامت 0.2 میلیمتر تا حدود 25 میلیمتر مناسب است .
برای برش لیزری آهن 25 میلیمتری تمام پارامتر های دستگاه از جمله جنس ورق در جه یک مخصوص برش لیزر بودن و بدون رنگ و بدون زنگ بودن و خلوص گاز کمکی برش لیزری و وضعیت نازل چه از لحاظ سالم بودن خود نازل و درست انتخاب کردن نازل و ارتفاع نازل و فشار گاز کمکی و کیفیت پرتو نور لیزر و صحت کارکرد صد در صدی توان لیزر و تمیز بودن لنز و یا آیینه ها و شیشه محافظ و …. باید در عالی ترین کارکرد خود باشند
در برش لیزر نور لیزر به صورت متمرکز گرمای شدیدی را ایجاد می کند . برش لیزری CNC یک فرآیند بسیار دقیق است و عرض (KERFبسیار باریکی را در حین برش ایجاد می کند . بنابراین می توان خطوط بسیار دقیق و نازک و سوراخ های کوچک و دقیقی را به وسیله آن برش داد .
در برش لیزر کیفیت لبه ها معمولا بسیار خوب است و تمیز و بدون پلیسه .
نکته مهم دیگر در مورد برش لیزر قابلیت اطمینان آن است عمر آن بسیار طولانی است سورس لیزر و مجموعه برش لیزری به خوبی با اتوماسیون و کنترلر CNC کار می کند و بسیار یاز عملیات برش لیزری با اتوماسیون کامل انجام می گیرد .
تصور کنید یک ورق به ابعاد 1500*3000 میلیمتر را روی میز دستگاه برش لیزر CNC قرار می دهید و دکمه استارت را فشار می دهید و وقتی فردا صبح بر می گردید صدها قطعه بریده شده را تحویل میگیرید و قطعات شما آماده است .
با توجه به پیجیدگی های لیزر CO2 را برای برش با سرهای برش(CUTTING HEAD) متعدد در یک دستگاه به کار نمی گیرند با این حال در دستگاه های برش لیزر فایبر، برش با سر ها ی برش(CUTTING HEAD ) متعدد امکان پذیر است .
راه های زیادی برای برش ورق آهن وجود دارد بعضی از آنها برای اتوماسیون (CNC) مناسب هستند و بعضی مناسب نیستند . بعضی از آنها مناسب ورق های نازک هستند و بعضی از آنها مناسب ورق های ضخیم . بعضی از آنها سریع هستند و بعضی آرام و آهسته .بعضی از آنها از نظر قیمت به صرفه و ارزان هستند و بعضی گران . بعضی دقیق هستند و بعضی این طور نیستند .
در این مقاله نگاهی گذرا خواهیم داشت به چهار روش اصلی مورد استفاده در دستگاه های برش CNC.
نقاط قوت و ضعف هر یک از فرآیند های برش کاری را با هم مقایسه می کنیم و سپس چند معیار و پارامتر را ارایه می دهیم که بتوان با آن پارامتر ها بهترین فرآیند برای کار خودتان را انتخاب کنید .
هواگاز CNC (Oxy-Fuel Cutting)
برش هواگاز یا FLAME CUTTING یا برش شعله ای قدیمی ترین فرآیند برش است که میتوان روی ورق فولادی نرم MILD STELL استفاده کرد . به طور کلی به عنوان یک فرآیند ساده در نظر گرفته میشود و تجهیزات و مواد مصرفی نسبتا ارزانی دارد . یک مشعل گاز با کمک اکسیژن می تواند ورق بسیار ضخیم آهن را برش دهد که عمدتا به میزان تنظیم مقدار اکسیژن مربوط میشود .
بریدن 950 میلیمتر تا 1300 میلیمتر ورق آهن با استفاده از هوا گاز CNC بی سابقه نیست با این حال وقتی صحبت از برش شکل های CNC روی ورق آهن می شود منظور به کار روی ورق های 300 میلیمتر و نازکتر است .
هنگامیکه مشعل هوا گاز CNC به درستی تنظیم شود یک سطح برش صاف و تمیز ایجاد میکند پلیسه کمی در لبه پایین وجود دارد و لبه بالایی فقط کمی از شعله های گرما ذوب شده است .
این کیفیت سطح برای بسیاری از کارها بدون هر گونه کار اضافه ای مناسب است .
هوا گاز CNC برای ورق های آهن ضخیم تر از 25 میلیمتر مناسب است اما میتوان از هواگاز CNC با مقداری سختی تا ضخامت 6 میلیمتر هم استفاده کرد .
استفاده از هواگاز CNC در واقع یک فرآیند نسبتا کند است و در ورق های آهنی با ضخامت 25 میلیمتر سرعت برش حدود 50 میلیمتر در هر دقیقه است .
یکی دیگر از چیز های عالی در مورد برش هواگاز CNC این است که می توانید به راحتی با چندین مشعل همزمان برش کاری را انجام دهید و به این ترتیب بهره وری شما چند برابر میشود .
برش پلاسما CNC (PLASMA CUTTING)
برش با قوس پلاسما CNC یک فرآیند عالی برای برش ورق آهن می باشد که سرعت برش بالاتری نسبت به برش هوا گاز CNC ارایه میکند .اما در پلاسما با این که سرعت نسبت به هوا گاز CNC بالا تر است اما کیفیت لبه پایین تر است و کیفیت قربانی سرعت می شود و این جایی است که پلاسما CNC مشکل دارد .
کیفیت لبه دارای نقطه بهینه ای است که بسته به شدت جریان برش معمولا از 6 میلیمتر تا 35 میلیمتر متغیر است . وقتی ورق خیلی نازک یا خیلی ضخیم باشد کیفیت لبه شروع به کاهش می کند .
تجهیزات پلاسما CNC در مقایسه با هوا گاز CNC می تواند گران قیمت تر باشد . زیرا یک سیستم کامل با منبع تغذیه و خنک کننده آب ( در سیستم های بیشتر از 100 آمپر ) و کنترل گاز و سیم ها ی تورچ پلاسما و شیلنگ ها و کابل های متصل به تورچ و دستگاه نیاز دارد .
اما افزایش بهره وری و سرعت برش پلاسما CNC در مقابل هواگاز CNC هزینه ها را در کوتاه ترین زمان جبران می کند .
شما می توانید با چندین تورچ پلاسما به طور همزمان برش پلاسما را انجام دهید اما عامل هزینه اضافی معمولا تعداد تورچ ها را به دو تورچ محدود می کند با این حال برخی از افراد سه یا چهار سیستم پلاسما را روی یک دستگاه CNC انتخاب می کنند اما آنها معمولا تولید کنندگان سطح بالایی هستند که حجم بالایی از قطعات مشابه را برای پشتیبانی از یک خط تولید ، تولید میکنند .
برش واتر جت CNC WATERJET CUTTING
برش واترجت همچنین برش بسار خوبی بر روی ورق آهن را انجام می دهد و برش صاف و برش تقریبا دقیقی را ارایه می کند دقت برش واتر جت در حالتی خاص میتواند از برش لیزری بیشتر باشد زیرا اعوجاج حرارتی وجود ندارد
همچنین ضخامت برش در واتر جت مانند برش لیزر و پلاسما محدود نیست .
محدودیت عملی در برش واتر جت حدود 150 تا 2000 میلیمتر است و این به دلیل زمان زیاد برای برش این مقدار از ضخامت از ورق و تمایل جریان اب به واگرایی است
اشکال اساسی برش واتر جت هزینه عملیاتی بالای آن است .
هزینه تجهیزات معمولا کمی بیشتر از پلاسما است و این به دلیل هزینه بالای پمپ فشار بالا است . اما الین هزینه نه به اندازه سورس لیزر نیست .اما هزینه کارکرد هر ساعت واتر جت بسیار بالاتر است . ضمن اینکه واتر جت احتیاچ به دستگاه تقطیر هم دارد و این هزینه بالا به دلیل هزینه مواد ساینده نیز می باشد .
برش واتر جت را میتوان همچنین با سرهای برش متعدد به کاربرد و این کار را حتی می توان با یک پمپ انجام داد اما هز سر برش اضافی نیاز به جریان آب اضافی نیز دارد که با یک پمپ بزرگتر یا پر فشارتر و یا دهانه کوچکتری نیاز دارد
معیار های تصمیم گیری
چگونه بهترین تصمیم را در مورد استفاده از کدام فرآیند را بگیریم ؟
کمتر از 2 میلی متر برش لیزر
کمتر از 4 میلی متر برش لیزر یا پلاسما
کمتر از 6.5 میلی متر واتر جت یا پلاسما یا برش لیزر
بالای 200 میلی متر استفاده از هوا برش CNC
بالای 50 میلی متر استفاده از هوا برش CNC یا واتر جت CNC
بالای 30 میلی متر استفاده از پلاسما ، هواگازCNC یا واتر جت CNC
آیا میتوانید کیفیت لبه پلاسما را قبول کنید ؟ اکثر قطعات تولیدی از ورق های آهن با برش پلاسما به خوبی برش داده می شوند .
آیا می توانید می توانید منطقه تاثیر حرارتی هوا گاز یا پلاسما یا لیزر را بپذیرید ؟ اگر نه ، از واتر جت استفاده کنید .
- در نظر بگیرید که کدام مهم تر است بهره وری یا هزینه ؟
اگر میزان و تعدد تولید از همه مهم تر است از واترجت CNC دوری کنید .
اگر سرمایه گذاری اولیه کم و هزینه عملیاتی کم از همه مهمتر است به دنبال هوا برش CNC باشید .
در حالت مساوی
آیا می توانید گاه و بیگاه یا هر از گاهی پلیسه در انتهای ورق آهن برش خورده را تحمل کنید ؟
اگر نه و نمی توانید از واتر جت یا برش لیزرCNC استفاده کنید .
آیا عملیات ثانویه یا کارهای بعدی نیاز دارید برای گرد کردن سوراخها ؟
اگر بله و نیاز دارید از واتر حت و برش لیزری استفاده کنید .
ابزار های متعدد
آیا قطعات با 2 مشعل ، 4 مشعل یا بیشتر بریده میشوند ؟ در این حالت سرعت هوا برش CNC از سرعت پلاسما یا برش لیزری بالاتر می رود .
البته برش با چندین تورچ پلاسما هم امکان پذیر است . اما زمانیکه سرمایه گذاری اولیه برای خرید همه آن تجهیزات را در نظر بگیرید ، گران می شود .
با واتر جت اگر پمپی با دبی و فشار کافی برای پشتیبانی از چندین هد برش بخرید می توانید چندین نازل دستگاه برش واتر جت را با یک پمپ تقویت کننده واحد راه اندازی کنید .
برش لیزری CNC به زور سنتی محدود به یک سر برش می باشد .
در برش فیابر این فرصت برای برش همزمان چند CUTTING HEAD فراهم است .
ایده برش چند فرآیندی
یکی دیگر از ملاحظات ایده برش چند فرآیندی با استفاده از دو مورد از این فرآیند های برش در یک دستگاه است .
فرآیند هایی که منطقا با هم ترکیب می شوند واتر جت و پلاسما یا واتر جت و هوابرش هستند .
با فناوری جدید برش لیزر فایبر امکان ترکیب برش لیزری و پلاسما یا برش لیزری و هواگاز وجود دارد .
مزیت برش چند فرآیندی این است که می توان از فرآیند کند تر و دقیق تر برای برخی از خطوط نقشه و قطعات استفاده کرد اما سپس به فرآیند سریعتر و ارزان تر برای ادامه کار اجازه داد
نتیجه کار تولید قطعات با دقت مورد نیاز است اما هزینه نیز بسیار کمتری نسبت به زمانی که از فرآیند های با دقت بالا برای کل برش قطعات استقاده می کنید است .
خلاصه
هم پوشانی ظرافت ، دقت و ضخامت در این چهار فرآیند وانتخاب هر کدام از روش های برش کاری برای برش ورق آهن را دشوار میکند.
بنابراین سازندگان یا مراکز خدمات برش آهن که به توانایی برش طیف وسیعی از مواد مورد نیاز دارند اغلب با ماشینهای مجهز CNC که به دو یا چند فرآیند برش کاری ورق آهن کار میکنند احتیاج پیدا می کنند.
گاهی اوقات تنها راه برای فهمیدن اینکه کدام فرآیند برای یک بخش خاص بهینه است این است که چندین روش مختلف را امتحان کنید و ببینید کدام روش برشکاری CNC برای شما بهتر کار میکند .
برش لیزر ، برش پلاسما ، برش واترجت و یا برش هواگاز
