Pjovimo lazeriu metu naudojamas fokusuotas spindulys lakštiniam metalui pjaustyti su ±0,05 mm nuokrypiais, o metalo štampavimo metu naudojami grūdinti štampai, skirti formuoti ir pjaustyti dalis iki ±0,01 mm leistinų nuokrypių. Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo gamybos apimties, dalies sudėtingumo, medžiagos storio ir jūsų vienos dalies išlaidų. Šiame vadove abu procesai lyginami pagal visus pirkimų ir inžinierių komandoms svarbius veiksnius.
Pjovimo lazeriu ir štampavimo pasirinkimas yra vienas dažniausių sprendimų gaminant metalą. Kiekvienas metodas turi aiškių privalumų, o pasirinkus netinkamą, gali kainuoti tūkstančiai perdirbimo, įrankių arba prarasti pralaidumą. Toliau išskirstome leistinus nuokrypius, greitį, sąnaudų struktūrą, medžiagų suderinamumą ir apimties perėjimo tašką, kai vienas procesas aplenkia kitą.
Kaip veikia kiekvienas procesas
Pjovimas lazeriu
CNC valdomas lazeris (pluoštas, CO₂ arba Nd:YAG) nukreipia didelės energijos spindulį į ruošinį. Spindulėlis tirpdo arba išgarina medžiagą užprogramuotu keliu, padedama dujų srove, kuri išpučia išsilydžiusias šiukšles. Nėra fizinio kontakto su lakštu, o tai reiškia, kad nesusidėvi įrankiai ir beveik akimirksniu keičiasi dizainas. Šiuolaikiniai pluošto lazeriai pjauna švelnųjį plieną iki 25 mm storio ir nerūdijantį plieną iki 20 mm.
Metalo štampavimas
Štampuojant plokščias ruošinys įspaudžiamas į štampavimo rinkinį arba per jį, naudojant nuo 20 iki 2000+ tonomis. Operacijos apima išlyginimą, pradūrimą, lenkimą, kalimą ir formavimą. Progresyvus štampavimas sujungia kelias stotis į vieną praėjimą ir dideliu greičiu gamina sudėtingas dalis. Gilesnėms geometrijoms, giliojo tempimo štampavimas paverčia plokščią lakštą besiūliais puodeliais, korpusais ir gaubtais.
Pagrindiniai skirtumai iš pirmo žvilgsnio
| Faktorius | Pjovimas lazeriu | Metalo štampavimas |
|---|---|---|
| Matmenų paklaida | ±0,05 mm tipiškas | ±0,01 mm pasiekiamas |
| Kraštų kokybė | Lygus, minimalus įdubimas; šiek tiek karščio paveikta zona | Švarios šlyties; gali prireikti nušlifuoti storas medžiagas |
| Maksimalus medžiagos storis | 25 mm (švelnus plienas, pluoštinis lazeris) | 12 mm+ priklausomai nuo preso tonažo |
| Sąrankos laikas | Minutės (programos įkrova) | Valandos, dienos (išbandymas) |
| Įrankių kaina | Nėra | 5 000 USD – 150 000+ USD už štampėlių rinkinį |
| Dalies ciklo laikas | 10–60 sekundžių (priklauso nuo geometrijos) | 0,5–5 sekundės (greitasis paspaudimas) |
| Geriausias garsumo diapazonas | 1–5 000 vienetų | –1 000+0 vnt. |
| Projekto keitimo greitis | Tą pačią dieną (redaguoti DXF) | savaitės (pakeiskite arba pakeiskite štampą) |
Išlaidų palyginimas: štampavimas ir pjovimas lazeriu
Kiekvieno metodo sąnaudų struktūra iš esmės skiriasi. Pjovimas lazeriu turi beveik nulinius fiksuotus kaštus, bet didesnes kintamąsias dalis. Štampuojant reikia atlikti sunkius išankstinius įrankius, tačiau vienos detalės kaina smarkiai sumažėja dėl apimties.
Įrankių ir sąrankos išlaidos
Pjovimui lazeriu reikia tik CAD failo ir staklių programavimo – įrankių kaina iš tikrųjų yra $0. Priešingai, vienas progresyvus miršta už metalinės štampavimo dalys gali kainuoti 15 000–80 000 USD, o sudėtingi kelių etapų įrankiai už pagal užsakymą metalo štampavimas gali viršyti 150 000 USD. Šios išankstinės investicijos amortizuojamos per gamybos laikotarpį.
Vienos dalies kaina.
Esant mažam kiekiui, pjovimas lazeriu padidina visas išlaidas, nes nėra įrankių, kurie atsipirktų. Esant didesniam kiekiui, vienos dalies štampavimo kaina nukrenta žemiau pjovimo lazeriu, nes ciklo trukmė matuojama sekundėmis, o ne dešimtimis sekundžių.
| gamybos apimtis | Pjovimas lazeriu (vienai daliai) | Štampavimas (vienai daliai) | Mažesnės kainos parinktis |
|---|---|---|---|
| 100 vnt. | $4.50 | 152,00 USD (amortizuotas įrankis) | Pjovimas lazeriu |
| 1 000 vnt. | $3.80 | $18.50 | Pjovimas lazeriu |
| 5 000 vienetų | $3.20 | $5.10 | Pjovimas lazeriu |
| 10 000 vnt. | $3.00 | $3.00 | Perėjimo taškas |
| 50 000 vnt. | $2.80 | $1.20 | štampavimas |
| 100 000 vienetų | $2.70 | $0.85 | štampavimas |
Pastaba: Vidutinio sudėtingumo laikiklio, pagaminto iš 1,5 mm švelnaus plieno, kaina yra orientacinė. Faktiniai skaičiai skiriasi priklausomai nuo geometrijos, medžiagos ir tiekėjo.
The tomo kryžminimo taškas daugumai plokščių ar vidutiniškai suformuotų dalių patenka nuo 5 000 iki 15 000 vienetų. Žemiau šio diapazono pjovimas lazeriu yra ekonomiškesnis. Be to, štampavimas užtikrina mažesnę vienos dalies kainą ir greitesnį pralaidumą.
Tikslumas ir leistinos nuokrypos
Kai griežti tolerancijos nuokrypiai veikia pavaros dalių funkciją, pvz., automobilių mazgus, aviacijos ir kosmoso laikiklius ar medicinos prietaisų korpusus, štampavimas yra geresnis pasirinkimas. Progresyvus štampavimo štampavimas ±0,01 mm dėl svarbiausių funkcijų nuosekliai didelėmis serijomis. Pjovimas lazeriu pasiekia ±0,05 mm idealiomis sąlygomis, tačiau šiluminis iškraipymas ant plonų ar atspindinčių medžiagų gali išplėsti šią juostą.
Dalims, kurioms reikalingas griežtas trijų dydžių nuokrypis ir sudėtingas įtempimas giliojo tempimo štampavimas suteikia suformuotas formas, kurių pjovimas lazeriu tiesiog negali sukurti.
Greitis ir našumas
Pjovimas lazeriu apdoroja vieną dalį. Įprasta plokščia vidutinio sudėtingumo dalis nupjaunama per 15–45 sekundes. Įdėjimo programinė įranga optimizuoja lapo panaudojimą, tačiau pralaidumą riboja pluošto judėjimo greitis.
Įrankiai štampavimas spaudžiamas 60–1500 smūgių per minutę greičiu. Progresyvus štampavimas, veikiantis 200 SPM greičiu, pagamina 12 000 dalių per valandą. Jokia lazerinė sistema negali atitikti tokio išėjimo spartos.
Tačiau greitis yra svarbus tik tada, kai yra kabliukas. Jei projektą reikia greitai pereiti nuo projektavimo iki pirmosios dalies, pjovimo lazeriu būdu prototipai pristatomi per kelias dienas, o štampavimo įrankiai gali užtrukti 6–12 savaičių.
Medžiagos
| Medžiaga | Pjovimas lazeriu | štampavimas |
|---|---|---|
| Švelnus plienas | Puikus – švarus pjūvis iki 25 mm | Puikus – standartinė štampavimo medžiaga |
| Nerūdijantis plienas | Gerai – šviesolaidinės lazerinės rankenos iki 20 mm | Geras – reikalingas didesnis tonažas |
| Aliuminis | Geras – atspindintiems paviršiams reikia pluoštinio lazerio | Geras – minkštesnis lydinys, lengvai formuojamas |
| Varis / žalvaris | Fair – labai atspindintis; reikalingas didelės galios pluoštas | Geras – standartinės štampavimo medžiagos |
| Titanas | Gerai – reikalinga inertinių dujų pagalba | Sąžininga – spyruoklė ir įrankių nusidėvėjimas kelia susirūpinimą |
| Stora plokštė (>12 mm) | Geras – lazerinės rankenos 25 mm+ ant švelnaus plieno | Ribotas – didelis tonažo kiekis, reikalingi storesni įrankiai |
Kada naudoti pjovimą lazeriu ir štampavimą
Pasirinkite pjovimas lazeriu kai:
- Gamybos apimtis mažesnė nei 5 000
- Dizainas vis dar tobulinamas arba bus peržiūrimas
- Pirmosios dalies pristatymo laikas turi būti dienos, o ne savaitės.
- Dalies geometrija plokščia arba reikalauja minimalaus formavimo
- Medžiaga yra stora plokštė (12–25 mm), viršijanti standartines štampavimo galimybes
- Kietiesiems įrankiams biudžeto nėra
Pasirinkite štampavimas kai:
- Gamybos apimtis viršija 10 000 vienetų per metus
- Vienos dalies kaina turi būti sumažinta iki minimumo
- Reikalingi ±0,01 mm nuokrypiai svarbiausioms savybėms
- Daliai reikia formuoti, nubraižyti arba sugalvoti
- Ciklo laikas lemia pralaidumo reikalavimus
- Dizainas yra stabilus ir mažai tikėtina, kad jis pasikeis
Abiejų procesų derinimas
Daugelis gamintojų kartu naudoja pjovimą lazeriu ir štampavimą. Bendras požiūris yra lazeriu pjaustyti prototipai ir trumpi važiavimai patvirtinimui, tada Perėjimas prie štampavimo Kai dizainas yra užšaldytas ir apimtis pateisina investicijas į įrankius. Kai kuriose parduotuvėse taip pat gaminami lazeriu pjaustomi ruošiniai, kurie vėliau tiekiami į štampavimo presą formavimo operacijoms, derinant lazerio lankstumą su štampavimo galimybėmis.
Pasirinktinėms geometrijoms, kurioms reikia pjauti ir formuoti, pagal užsakymą metalo štampavimas tarnybos gali sukurti integruotus įrankius, kurie apdoroja išlyginimą, pradūrimą ir formavimą vienoje progresyvioje stotyje, o lazeriu pjaustomos funkcijos pridedamos kaip antrinės operacijos, jei reikia.
Tinkamo projekto sprendimas
Pjovimo lazeriu ir štampavimo sprendimas priklauso nuo keturių kintamųjų: tūris, tolerancija, dalių sudėtingumas ir laiko juosta. Susiekite savo projektą pagal šiuos kriterijus:
- Kiekis mažesnis nei 5000? Pjovimas lazeriu yra beveik visada teisingas atsakymas.
- Apimtis virš 20 000? Antspaudavimas užtikrina geresnę ekonomiją.
- Reikia ±0,01 mm paklaidos? Vienintelė galimybė yra štampuoti tiksliais štampais.
- Nebaigtas dizainas? Pradėkite nuo pjovimo lazeriu; vėliau pereiti prie štampavimo.
- Reikia suformuotų ar nubraižytų bruožų? Reikalingas štampavimas (arba gilus traukimas).
- Stora medžiaga (15+ mm)? Pjovimas lazeriu sutvarko; štampuoti negali.
Projektams, kurie patenka į 5 000–15 000 diapazoną, paprašykite abiejų procesų kainos pasiūlymų. Geometrija, medžiaga ir tolerancijos krūva lems, kuris metodas yra ekonomiškesnis. Kvalifikuotas metalinės štampavimo dalys tiekėjas gali paleisti sąnaudų modelį, kuriame atsižvelgiama į įrankių amortizaciją, ciklo laiką, medžiagų išeigą ir antrines operacijas.
Dažniausiai užduodami klausimai
Koks yra pjovimo lazeriu ir štampavimo tūrio perėjimo taškas?
Daugumos vidutinio sudėtingumo plokščių dalių kryžminimas yra tarp 5 000 ir 15 000 vienetų. Žemiau šio diapazono pjovimas lazeriu yra pigesnis, nes nėra įrankių sąnaudų. Virš jo štampavimo vienos dalies kaina nukrenta žemiau pjovimo lazeriu dėl greitesnio ciklo laiko ir įrankių amortizacijos.
Kuriame procese taikomi griežtesni nuokrypiai?
Metalo štampavimas turi ±0,01 mm kritinių savybių leistinuosius nuokrypius, palyginti su ± 0,05 mm, skirtu pjovimui lazeriu. Antspaudavimas yra geresnis pasirinkimas, kai matmenų tikslumas valdo dalių funkciją, pvz., automobilių ar kosmoso mazguose.
Ar pjovimas lazeriu gali visiškai pakeisti štampavimą?
Plokščioms dalims ir nuo mažo iki vidutinio tūrio, taip. Tačiau pjovimas lazeriu negali formuoti, ištraukti ar įkalti metalo štampavimo būdu. Dalims, kurioms reikalinga trimatė geometrija, pvz., puodeliai, gaubtai ar reljefiniai elementai, reikia štampuoti arba giliojo tempimo štampavimas.
Kaip sąrankos laikas skiriasi nuo pjovimo lazeriu ir štampavimo?
Pjovimo lazeriu sąranka reikalinga minutes– įkelkite programą ir pradėkite. Norint nustatyti štampavimą, reikia valandos iki dienų , kad būtų galima sumontuoti, išlyginti ir išbandyti. Tačiau sukūrus, štampavimas vyksta 60–1 500 smūgių per minutę greičiu, gerokai lenkiančiu lazerio pralaidumą.
Ar geriau štampuoti lazeriu ar storas medžiagas?
Pjovimo lazeriu rankenos storesnės medžiagos– iki 25 mm švelnus plienas su pluoštiniu lazeriu. Paprastai štampavimas ribojamas iki 12 mm arba mažesnio, atsižvelgiant į preso tonažą ir štampavimo konstrukciją. Storoms plokštėms su sudėtingais pjūviais lazeris dažnai yra vienintelis tinkamas pasirinkimas.
Ar galiu toje pačioje dalyje naudoti ir pjovimą lazeriu, ir štampavimą?
Taip. Daugelis gamintojų lazeriu pjaustyti ruošiniai arba antrinės savybės , o po to antspaudų formavimo operacijas atskiroje spaudos stotyje. Šis hibridinis metodas gerai veikia, kai detalė turi sudėtingas išpjovas ir suformuotą geometriją. Aptarkite integruotas parinktis su savo pagal užsakymą metalo štampavimas tiekėjas, kad optimizuotų išlaidas ir pristatymo laiką.