ЧПУ, лазерная и гидроабразивная резка — это различные производственные процессы, отличающиеся методом резки, применяемыми материалами, точностью, тепловым воздействием и стоимостью.
ЧПУ-резка использует компьютерное управление для выполнения задач резки и подходит для металлов, пластика и древесины. Проект, запрограммированный в станок с ЧПУ, направляет фрезу для резки или обработки материала с высокой точностью по скорости и позиционированию. Этот метод очень точен, но может вызывать нагрев.
Лазерная резка использует высокомощный лазер для создания точных резов по различным материалам, причем зона, подвергающаяся тепловому воздействию, минимальна, что делает этот способ идеальным для сложных, детализированных проектов. Лазерная резка отличается высокой точностью и минимальным влиянием тепла, особенно при работе с мелкими деталями.
Гидроабразивная резка использует струю воды под высоким давлением с добавлением абразива, что обеспечивает универсальность при обработке материалов без теплового воздействия. Подходит для резки металлов, стекла и композитов. Выбор между этими методами зависит от типа материала, необходимой точности и бюджета, что позволяет использовать их в различных сферах производства и металлообработки.
Как следует из названия, лазерная резка — это процесс использования лазера для выполнения двумерных резов по заготовке. Лазер — это тонкий, усиленный световой луч, который плавит, сжигает и даже испаряет материал вдоль заранее заданного пути, обеспечивая исключительно точный рез.
Лазерная резка способна развивать скорость до 2 500 дюймов в минуту, что делает её самым быстрым и часто самым экономичным методом. Наши мощные волоконные лазеры имеют мощность от 4 кВт до 12 кВт, также используется парк низкомощных СО2-лазеров.
В процессе резки часть материала сгорает дополнительно. Ширина лазерного луча плюс удалённый материал называется “шириной реза” (Kerf). Нет необходимости самостоятельно корректировать чертежи — мы учитываем Kerf за вас. Однако мелкие и сложные детали могут быть утеряны в ширине реза, поэтому лучше упрощать дизайн. Ознакомьтесь с нашими советами по подготовке дизайна для одно-линейной гравировки или резки “без Kerf”.
Имейте в виду, что все отверстия и вырезы должны быть не менее 30% от толщины материала. Точные минимальные значения для отверстий и перемычек по каждому типу материала смотрите на странице характеристик материалов.
Поскольку лазерная резка — это термический процесс, область рядом с линией реза может незначительно менять свои свойства. Такая зона называется зоной теплового влияния (HAZ), и обычно это нежелательный эффект. Мы делаем всё, чтобы избежать HAZ: подробнее о том, как это сделать. Благодаря высокой скорости резки, современному программному обеспечению и минимальному диаметру луча, нагрев материала сводится к минимуму. При простых геометриях зона HAZ практически отсутствует.
К лазерной резке подходят такие металлы, как алюминий, мягкая и нержавеющая сталь, медь, латунь и другие. Большинство металлов можно резать до толщины ½ дюйма. Не забудьте ознакомиться с таблицей максимально и минимально допустимой толщины материала, а также с ограничениями по размерам заготовок.
Мы можем порезать практически всё, за исключением материалов, выделяющих опасные газы при нагреве, например, ПВХ. Легковоспламеняющиеся материалы, такие как толстая фанера, также не подходят для лазерной резки.
Лазерная резка может оставлять мелкие полосы (стриации) и слегка шероховатые края на материалах толщиной более 0,187 дюйма. Иногда на кромке остаются капли металла (дросс), не полностью удалённые из зоны реза. Для большинства материалов мы бесплатно выполняем дебуринг, чтобы детали выглядели аккуратно при доставке.
Лазерная резка — это часто самый быстрый и доступный вариант для множества материалов. Если этот способ не подходит для конкретного материала или задачи, мы предлагаем услуги ЧПУ-фрезерования и гидроабразивной резки.
Наши ЧПУ-фрезеры работают по тому же принципу, что и лазеры: они следуют по траектории, созданной на основе вашего проекта или CAD-файла.
Фреза вращается в шпинделе, который опускается для погружения в материал. Затем фреза движется по заданным траекториям, выполняя простые двумерные резы. Представьте себе промышленный ручной фрезер, который управляется компьютером с высокой точностью.
ЧПУ-фрезерование имеет преимущество перед лазерной резкой для многих композитов, пластиков и древесины. Фрезерование обеспечивает более высокое качество поверхности при точности до +/- 0,005 дюйма.
“Скорости и подачи” ЧПУ-фрезера подбираются индивидуально для разных материалов и толщин. Скорость подачи — это скорость перемещения фрезы по материалу (IPM), а скорость резания — это скорость, с которой режущая кромка проходит по материалу (SFM). Скорость резания определяет обороты шпинделя (RPM), или наоборот. Мы тщательно подбираем параметры для каждого материала, чтобы получить оптимальное качество поверхности при максимально быстрой обработке.
Как и при лазерной резке, фреза удаляет часть материала, формируя ширину реза (Kerf). Наше ПО автоматически учитывает Kerf по всей траектории, так что вам не о чем беспокоиться.
В отличие от лазерной резки, при механической обработке на детали действует нагрузка. Для фиксации деталей во время резки добавляются небольшие технологические перемычки (tabs), чтобы исключить их перемещение. Это обеспечивает качество, но может оставить небольшой выступ на кромке. (Такое бывает и при лазерной резке, но табы там меньше).
Табы имеют ширину около 0,1875 дюйма и глубину, равную половине толщины материала. Их расположение зависит от геометрии детали. Мы удаляем большую часть табов до отправки, но иногда требуется небольшая ручная доработка.
Детали с большим количеством удаляемого материала имеют высокий риск смещения во время резки. Например, решётки и перфорированные узоры не подходят для ЧПУ-фрезерования и могут быть отклонены. Мы рекомендуем не удалять более 50% материала.
Внутренние углы детали, выполненной на ЧПУ, не могут быть острее диаметра используемой фрезы (у нас только фрезы ⅛ дюйма), поэтому все внутренние кромки должны иметь радиус не менее 0,063 дюйма. Имейте в виду, что возможна только двумерная обработка: нарезка резьбы, зенковка, 3D-контур, V-образные пазы, частичная глубина и двухсторонняя обработка не поддерживаются.
При сборке деталей с ЧПУ дополнительный радиус на углу может вызвать несовпадение. Квадратная деталь не войдет в отверстие с радиусами на углах. Для плотной посадки и высокой точности можно использовать “dogbone”-фаски.
ЧПУ-фрезерование — это надёжное решение для обработки материалов, не подходящих для лазерной резки, как для единичных изделий, так и для массового производства. Однако некоторые композитные материалы всё равно сложно обрабатывать — для них используется гидроабразивная резка.
Гидроабразивная резка — это процесс, при котором чрезвычайно высокое давление воды концентрируется в тонкую струю для прорезания материала. В поток воды добавляется мелко измельчённый гранат, выступающий в роли абразива. Сопло движется по заранее заданной траектории, обеспечивая качественный рез.
Давление воды, скорость резки и абразивный гранат обеспечивают исключительно высокое качество поверхности кромки. Струя воды с абразивом “стачивает” материал. В отличие от ЧПУ-фрезерования и лазерной резки, окалина и заусенцы отсутствуют. Точность гидроабразивной резки составляет +/- 0,009 дюйма.
Труднообрабатываемые композитные материалы, такие как углеродное волокно, G10 и фенопласт, — идеальные кандидаты для гидроабразивной резки. Другие методы могут привести к грубым кромкам или расслоению этих материалов. Кроме того, при гидроабразивной резке полностью отсутствует зона теплового влияния.
Как и при ЧПУ-фрезеровании, внутренние углы должны иметь радиус, соответствующий диаметру струи — не менее 0,032 дюйма. Минимальный диаметр отверстий — 0,070 дюйма.
Ранее гидроабразивная резка была доступна только крупным производителям. Поставщики аэрокосмической отрасли часто используют этот способ для раскроя крупных заготовок из алюминия, стали и даже титана, чтобы сократить время обработки на других станках с ЧПУ. Особенно востребована гидроабразивная резка в авиации, где регламенты не допускают даже малейших зон теплового влияния на детали.
Так что лучше: гидроабразивная или лазерная резка? Гидроабразивная резка значительно медленнее лазерной и ЧПУ-фрезерования, но это лучший выбор для сложных композитных материалов.
