Longsheng

توقف عن التخمين ، يمكن أن يزيد الخيار الخاطئ من تكاليفك بنسبة 50 ٪

احصل على تصميم مثالي في متناول اليد ، لكنك عالق في الخطوة الأولى من التصنيع: قطع الليزر أوتصنيع CNC؟يعتقد الكثير من الناس بشكل حدسي أن "أحدهما دائمًا أغلى من الآخر" ، ولكن هذا غالبًا ما يكون أفخ التكلفة الخطرة! الحقيقة هي:لا توجد إجابة قياسية ، وقد يؤدي اختيار الطريقة الخاطئة إلى ارتفاع تكاليف ارتفاع 30 ٪ أو حتى 50 ٪.

نفايات المواد ، والتأخير معالجة ، وعمليات إضافية ... تكلفة الاختيار الخاطئ أكثر بكثير مما تتخيل. الاستنتاج البسيط الذي ""قطع الليزريجب أن تكون مكلفة "أو" CNC دائمًا فعالة من حيث التكلفة "لا يمكن الدفاع عنها ببساطة. تعتمد التكلفة بالكامل على تفاصيل مشروعك:

• نوع المادة وسمك؟
• جزء تعقيد ومتطلبات الدقة؟
• حجم دفعة الإنتاج؟
• متطلبات الانتهاء من السطح؟

إذن ، هل قطع الليزر أغلى حقًا من CNC؟ الجواب ليس بسيطًا "نعم" أو "لا".المفتاح هو فهم سائقي تكلفة كلاهما وتطابق احتياجات مشروعك بدقة.القرار الصحيح القائم على خصائص المشروع هو مفتاح توفير الوقت والمال.

توقف عن التخمين! بعد ذلك ، سنقوم بتفكيك بنية التكلفة الحقيقية لقطع الليزر وآلات CNC ، والكشف عن متى يكون الليزر أكثر اقتصادا ، وعندما تكون CNC هي الخيار الحكيم ، لمساعدتك في العثور على أفضل الحلول.

قطع الليزر مقابل الآلات CNC: دليل الاختيار السريع

لماذا تثق في تحليلنا؟ نحن نملك كل من الشعاع والأداة

مرحبًا ، أنا غلوريا ، مهندس في LS.

غالبًا ما يسأل الناس عن سبب تمكنناآلات قطع الليزرورفاق-الدقة CNC الآلاتالمراكز جنبا إلى جنب في ورشة العمل لدينا.

الإجابة بسيطة: نحن لا "ندافع عن" أي تقنية واحدة.كخبير قطع الليزر، أعرف كفاءة ودقة الحزمة على المعالم المعقدة ، وكخبير في CNC ، أنا أيضًا يتقن تحسين مسار الأداة والطحن الدقيق. هذه الهوية المزدوجة تجعلنا غير متحيزين.

هدفنا الوحيد هو إيجاد حل المعالجة الأكثر كفاءة واقتصاديًا لجزءك المحدد.تأتي هذه الثقة من الممارسة - من الآلاف من المشاريع التي شاركت فيها. لقد شاهدت وتراكمت بيانات واقعية وتجربتها على أداء الليزر و CNC في مختلف المواد ، والسماكة ، والأشكال وأحجام الإنتاج. أعرف متى يكون عدم الاتصال وسرعة الليزر ملكًا ، وأعرف متى تكون إمكانات المعالجة متعددة الأوجه في CNC أفضل.

لذلك عندما تسألنا عن عرض أسعار ، لا تحصل على درجة مبيعات ،لكن حل هندسي يعتمد على الممارسة العميقة ومصمم من قبل مهندسينا.سنقوم بتحليل الرسومات والمواد والتحمل والدفعات ومتطلبات التطبيق بعناية ، ثم نستخدم بشكل موضوعي إمكانيات "الأدوات القوية" في ورشة العمل لتقديم أفضل التوصيات لك.

الثقة في تحليل LSلأننا مخلصون لشيء واحد فقط: العثور على أفضل مسار تصنيع لك.لا تتردد في التحدث معي عن أجزائك!

قطع الليزر مقابل الآلات CNC (الطحن): شعاع مركّز مقابل. أداة الدوران

لفهم فرق التكلفة ، تحتاج أولاً إلى فهم كيفية عملها.يعد قطع الليزر وآلات CNC (وخاصة الطحن) تقنيتان تستخدمان على نطاق واسع في التصنيع الحديث ، لكن آلياتها الأساسية لتشكيل المواد مختلفة تمامًا ، مما يؤدي إلى مزاياها الفريدة والقيود وسيناريوهات التطبيق.الاختلاف الأكثر أهمية هو أن قطع الليزر يستخدم شعاع طاقة عالية التركيز للمعالجة الحرارية ، بينماطحن CNCيعتمد على الأدوات الفيزيائية الدوارة عالية السرعة للقطع الميكانيكي.

ملخص سريع للاختلافات الأساسية الأساسية

قطع الليزر:

مبدأ العمل:

• يركز الليزر عالي الطاقة (مثل ليزر CO2 ، ليزر الألياف) في بقعة إضاءة صغيرة ذات كثافة طاقة عالية للغاية (عادة ما يكون القطر البؤري على بعد قليلة من أعشار الملليمتر) من خلال نظام بصري دقيق.
• إن بقعة الضوء عالية الطاقة هذه تشطؤ على ارتفاع سطح المادة ، مما تسبب في ارتفاع درجة حرارة المادة المحلية بشكل حاد في وقت قصير جدًا (ميلي ثانية أو حتى ميكروثانية) ، ويصل إلى حالة من الذوبان أو الاحتراق (الأكسدة) أو التبخير المباشر.
• في الوقت نفسه ، يتم تفجير تيار من الغاز الإضافي (مثل الأكسجين والنيتروجين والهواء) مع شعاع الليزر نحو الشق عند الضغط العالي. يتم استخدام الأكسجين لمساعدة الاحتراق لزيادة سرعة القطع وسمك (للمعادن) وإنتاج تفاعل أكسدة ؛ يتم استخدام الغازات الخاملة (مثل النيتروجين) لتفجير ذوبان وحماية الشق من الأكسدة (شائع الاستخدام للفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم) ؛ غالبًا ما يستخدم الهواء للقطع غير المعدني.
• يتحكم نظام CNC بدقة في مسار حركة التركيز بالليزر وفوهة الغاز الإضافية بالنسبة للمادة ، بحيث يتم "حرق المادة" وفصلها على طول مسار محدد مسبقًا لتشكيل شق.

المزايا الأساسية:

1. سرعة سريعة:خاصة بالنسبة لمواد اللوحة الرقيقة ، تكون سرعة القطع أعلى بكثير من المعالجة الميكانيكية.
2. كيرف الضيق: رانه نقطة بؤرية شعاع الليزر صغيرة للغاية ، والكيرف الناتجة ضيقة جدا (عادة ما يكون حوالي 0.1 مم - 0.3 مم) ، مع استخدام المواد العالية.
3. منطقة صغيرة متأثرة بالحرارة:على الرغم من أنها عملية حرارية بشكل أساسي ، إلا أن الطاقة مركزة للغاية ووقت الإجراء قصير للغاية ، وبالتالي فإن التوصيل الحراري بالمنطقة المحيطة به صغير نسبيًا (خاصة عند استخدام ليزر الألياف لقطع الأطباق الرقيقة).
4. معالجة غير الاتصال:لا تتصل الأداة المادية بشركة العمل ، وتجنب تشوه القوة ومشاكل الاهتزاز الناتجة عن ارتداء الأدوات ، وليس هناك حاجة للنظر في قيود صلابة الأدوات.
5. الأنماط المعقدة ثنائية الأبعاد:جيد للغاية في قطع أي ملامح ثنائية الأبعاد معقدة وثقوب غرامة وأنماط غرامة.
6. مرونة عالية:يتطلب تغيير نمط القطع فقط تغيير البرنامج ، دون تغيير الأداة المادية.

2. Machining CNC - الطحن (طحن CNC):

مبدأ العمل:

• استخدام الأدوات المادية (قواطع الطحن، تدريبات ، صنابير ، أدوات ممل ، إلخ) التي تدور بسرعات عالية يتم التحكم فيها بدقة بواسطة نظام تحكم عددي للكمبيوتر (CNC).
• الأداة لها هندسة محددة (أحدث الحافة). يدفع المغزل الأداة للتدوير بسرعة عالية (يمكن أن تصل السرعة إلى الآلاف أو حتى عشرات الآلاف من RPM) ، في حين يتحكم نظام CNC في قطعة العمل أو الأداة (أو كليهما) للتحرك بدقة في ثلاثة (أو أكثر) محاور ، X ، Y ، و Z.
• تقوم الحافة المتطورة بالدوار ميكانيكياً ، وهي مادة الشغل لقطع الرقائق والضغط عليها وتقشرها. هذه عملية قوة ميكانيكية مستمرة. من خلال البرمجة والتحكم في المعلمات مثل مسار الأداة ، والسرعة ، ومعدل التغذية ، وعمق القطع ، وما إلى ذلك ، تتم إزالة المواد الزائدة على قطعة العمل تدريجياً ، ويتم الحصول على الهندسة ثنائية الأبعاد المطلوبة أو ثلاثية الأبعاد.
  

المزايا الأساسية:

1. دقة عالية للغاية وجودة السطح:يمكن أن يحقق دقة الأبعاد على مستوى الميكرون والتشطيب السطحي الممتاز للغاية (قيمة RA المنخفضة) ، ومناسبة للأجزاء عالية الدقة.
2. معالجة الهندسة ثلاثية الأبعاد الحقيقية:المزايا الأساسية! يمكن أن تنتج أسطحًا منحنية معقدة ، وتجويف ، ورؤساء ، وثقوب ملولبة وغيرها من الميزات ثلاثية الأبعاد ، والتي لا يمكن تحقيقها عن طريق قطع الليزر.
3. مجموعة واسعة للغاية من المواد:يمكن معالجة جميع مواد الهندسة الصلبة تقريبًا ، بما في ذلك العديد من المعادن (مواد يصعب تجهيزها مثل كربيد وسبائك التيتانيوم) ، والمواد البلاستيكية ، والمواد المركبة ، والخشب ، وما إلى ذلك ، طالما تم تحديد الأدوات والمعلمات الصحيحة. إنه ليس حساسًا للخصائص البصرية للمادة (مثل الانعكاس والامتصاص).
4. التنوع:يمكن للمعدات نفسها (عن طريق تغيير الأدوات) إكمال مجموعة متنوعة من عمليات المعالجة مثل الطحن ،حفر، النقر ، مملة ، ونقش.
5. جودة حافة جيدة:عادةً ما لا تحتوي الحافة المعالجة على منطقة متأثرة بالحرارة (للمعادن) ، وتكون الخصائص الميكانيكية أقرب إلى المادة الأصل (ما لم يحدث تصلب العمل). الجدار الداخلي للثقب له جودة عالية.
6. قدرة معالجة سمك كبيرة:من خلال الطحن ذو الطبقات ، يمكن معالجة المواد الصلبة من أي سمك.

مواجهة التكلفة الجولة 1: المواد مقابل. سماكة

يعد اختيار المواد وسمك السُمك من العوامل الأكثر أهمية في تحديد فعالية التكلفة لقطع الليزر وآلات CNC. يتمتع قطع الليزر بميزة تكلفة هائلة في مجال الألواح الرقيقة (وخاصة المعادن غير المعدنية والرقيقة) بسبب سرعتها ودقتها ؛ في حين أن تصنيع CNC يصبح اختيارًا أكثر فعالية من حيث التكلفة عند معالجة كتل معدنية سميكة ، والبلاستيك الهندسي وكتل الألومنيومبسبب قدرتها المستقرة القطع وتجنب الأضرار الحرارية.سيظهر اختيار العملية الصحيحة على الفور الفرق في التكلفة.

1. "البقعة الحلوة" لقطع الليزر

(1) لوحات معدنية رقيقة (0.5 مم - 10 مم):

• يفوز السرعة:سرعة قطع الليزرسريع للغاية ضمن نطاق السماكة هذا ، وحجم المعالجة لكل وحدة زمنية أعلى بكثير من CNC.
• عدم الاتصال ، استهلاك الطاقة المنخفضة:معالجة عدم الاتصال تقلل من ارتداء الأدوات واستهلاك الطاقة منخفض نسبيًا.
• ميزة تكلفة كبيرة:النظر في السرعة وتكاليف التشغيل ،تكلفة قطع الليزرالمعادن الرقيقة أقل بكثير من طحن CNC ، وهو المجال الأكثر تنافسية.

(2) الأكريليك ، الخشب ، الخشب الرقائقي ، إلخ.:

• السرعة الشديدة والحواف الناعمة/المميزة:يمكن للليزر تبخير هذه المواد أو ذوبانها على الفور ، وسرعة القطع لا مثيل لها. يمكن ذوبان الحافة تلقائيًا على نحو سلس (الأكريليك) أو تنتج تأثيرًا جماليًا محددًا (WOD) ، مما يلغي عملية الطحن الثانوية وتقليل التكاليف مباشرة.
• الدقة والتعقيد بدون ضغط:تعامل بسهولة مع أنماط جيدة للغاية وملامح معقدة.

(3) مواد ناعمة ورقيقة مثل الورق والنسيج والجلد:

• الحل الوحيد الممكن:ستقوم القواطع المادية لـ CNC بسحب هذه المواد المرنة أو تشوهها أو تضرها ، مما يجعل من الصعب إجراء قطع دقيقة.
• غرامة ولا تلامس:يمكن أن تحقق الليزر القطع غير المتواصلة فائقة (مثل الأنماط المجوفة والقطع الدقيق) بسرعات عالية للغاية ، ولا يمكن الاستغناء عنها من حيث التكلفة والجودة.

2. "الحقل المنزلي" للآلات CNC

(1) كتل معدنية سميكة (> 20 مم):

• انخفاض كفاءة الليزر:عند قطع المعدن السميك ، يحتاج الليزر إلى الاختراق ببطء عدة مرات ، ويزداد استهلاك الطاقة بشكل كبير ، وينخفض ​​السرعة بشكل كبير ، وقد يفشل حتى في الفوز أو الجودة سيئة.
• القطع المستقر CNC:تقوم CNC بإزالة المواد بشكل ثابت من خلال القطع المادية ، وتتأثر كفاءتها نسبيًا بالزيادة في السماكة ، ويمكن أن تعالج قطع عمل سميكة للغاية.
• انعكاس التكلفة:في هذا المجال ، تجعل كفاءة وموثوقية CNC أقل تكلفة من قطع الليزر المضطربة.

(2) البلاستيك الهندسي (POM/DELRIN ، PEEK ، NYLON ، إلخ):

• مشكلة الضرر الحراري بالليزر:يمكن أن تتسبب حرارة شعاع الليزر عالي الطاقة في إذابة هذه المواد أو حرقها وتنتج غازات سامة أو تشكل حواف القطع القبيحة الخشنة والمكرببة ، مع انخفاض العائد وتكاليف ما بعد المعالجة المرتفعة.
• مزايا القطع الباردة CNC:تستخدم CNC أدوات حادة لأداء القطع "البارد" (مقارنة بالليزر) ، والتي يمكن أن تنتج حواف نظيفة ودقيقة ، وتجنب الأضرار الحرارية ، وضمان الجودة والكفاءة ، وتقليل التكاليف الإجمالية بشكل كبير.

(3) كتلة الألومنيوم:

• قيود الليزر:على الرغم من أن أشعة الليزر عالية الطاقة يمكن أن تقطع الألومنيوم ، إلا أنها تواجه مخاطر انعكاس (تلف المعدات) ، وسرعة بطيئة (خاصة بالنسبة للمواد السميكة) ، وحواف القطع الخشنة (تتطلب معالجة ما بعد المعالجة) ، واستهلاك الطاقة العالية.
• كفاءة ومرونة CNC:معالجة الألمنيوم CNCهي عملية ناضجة مع كفاءة عالية. يمكن أن تكمل بسهولة عمليات متعددة مثل القطع والطحن والحفر والتنصت وما إلى ذلك ، بجودة سطح جيدة ، وكفاءة معالجة شاملة أعلى ومرونة ، ومزيد من المزايا في التكلفة الإجمالية.

فواتير المواد ومواصفات السماكة هي أول بوابات للتحكم في التكاليف.يتم اختيار الليزر للمعادن الرقيقة (أقل من 10 مم ، غير معادن مختلفة) ، ويتم تحديد CNC من أجل سميكة (> 20 مم المعدن) والحرارة (البلاستيك الهندسي) ، وال CNC أفضل لمعالجة كتلة الألومنيوم.إن الفهم العميق لـ "البقعة الحلوة" الطبيعية و "المنطقة المحرمة" من هاتين العمليتين من حيث المواد والسمك هو حجر الزاوية في اتخاذ القرارات الأكثر فعالية من حيث التكلفة. يمكن لتقييم هاتين النقطتين بدقة في بداية المشروع قفل عملية الإنتاج الأكثر اقتصادا والفوز بالجولة الأولى الرئيسية للتحكم في التكاليف.

تعقيد التصميم والدقة: ساحة المعركة الثانية لمواجهة التكلفة

خصائص التعقيد لرسومات التصميم (التفاصيل ثنائية الأبعاد مقابل الهياكل ثلاثية الأبعاد) ومتطلبات الدقة هي العوامل الأساسية الثانية التي تدفع الفرق في التكلفة بين قطع الليزر وآلات CNC. إن قطع الليزر له سرعة طبيعية ومزايا التكلفة بالغرامةأنماط ثنائية الأبعاد وزوايا داخلية حادة؛ في حين أن تصنيع CNC لا يمكن الاستغناء عنه في حقولالميزات ثلاثية الأبعاد ، والثقوب الملولبة والتحملات الدقيقة عالية للغاية(± 0.05 مم أو أعلى) ، لتصبح الخيار الحتمي لتصنيع الأجزاء الوظيفية المعقدة.يحدد التصميم العملية ، وتغلق العملية التكلفة.

1. عندما يتطلب التصميم قطع الليزر: ملك منخفض التكلفة من التعقيد ثنائي الأبعاد

(1) الأنماط الدقيقة والمعقدة ثنائية الأبعاد (مثل الشاشات المعدنية الدانتيل ، والشبكات الكثيفة ، والأنماط المجوفة):

• معجزة كفاءة "ضربة واحدة":يمكن أن تقطع شعاع الليزر بشكل مستمر وسرعان ما محيطات معقدة. بغض النظر عن مدى تعويذة الخطوط أو مدى كثافة الثقوب ، تكون كفاءة المسار عالية للغاية.
• CNC's "Path Nightmare":تحتاج CNC إلى قيادة الأداة لقطع على طول الخطوط الداخلية والخارجية للنمط واحد تلو الآخر. بالنسبة للأنماط المعقدة للغاية ، يكون مسار الأداة طويلًا للغاية ، وغالبًا ما يتم رفع الأداة وخفضها ، ويزيد وقت المعالجة بشكل حاد ، وارتفع التكلفة بشكل حاد.
• وفورات في التكاليف الدرامية:إن سرعة وكفاءة الليزر في هذا النوع من التصميم تجعلها أرخص بكثير مقارنةً بالسيان إن سي ، مجاله بلا منازع.

(2) زوايا داخلية حادة للغاية (حوالي 90 درجة):

• يحدد قطر الشعاع النتيجة:القطر الفوري للليزر صغير للغاية (يمكن أن يكون أقل من 0.1 مم) ، مما يجعله يقطع زوايا داخلية حادة للغاية ومحددة دون صعوبة.
• قيود دائرة نصف قطر الأداة CNC:تستخدم CNC أدوات دوارة مستديرة ، ويتم تقييد دائرة نصف قطرها الدنيا للركن الداخلي بقطر الأداة (دائرة نصف قطرها دائرة نصف قطرها الحد الأدنى). من أجل تحقيق زاوية داخلية أصغر ، يجب توظيف أداة أرق ، لكن أداة التخفيف تفتقر إلى الصلابة ، وتعرض الكسر ، وتتغذى بطيئًا ، وتساهم بشكل كبير في معالجة وقت المخاطر وتكلفة المخاطر.
• فوز في التكلفة والجودة:تتمتع الليزر بالسرعة والجودة والتكلفة في قطع الزوايا الداخلية الحادة.

2. حيث يتطلب التصميم آلات CNC: الفوائد الفائقة والثلاثية الأبعاد

(1) الميزات ثلاثية الأبعاد (الحدود ، الأسطح المنحنية ، الأخاديد ، الخطوات ، النقوش ، إلخ):

• قيود أبعاد الليزر:يمكن أن تقطع آلات قطع الليزر التقليدية في مستوى ثنائي الأبعاد فقط (يمكن لبعض الليزر ثلاثي الأبعاد إنتاج أسطح منحنية بسيطة ، لكن التطبيق والتكلفة غير محدودين). لا يمكن أن تنتج ميزات تختلف في اتجاه المحور z.
• براعة متعددة المحاور من CNC:مراكز طحن CNC(خاصة المحاور 3 ، 4 محاور ، و5 المحاور) يمكن أن طحن بدقة مختلفة معقدة ثلاثية الأبعاد معقدة الميزات الهيكلية من خلال حركة الأدوات في محاور x و y و z ودوران العمل/الأداة. إنها الطريقة الممكنة اقتصاديًا للحصول على تصميم ثلاثي الأبعاد مفيد.

(2) الثقوب الملولبة (المواضيع الداخلية):

• ليزر "المهمة المستحيلة":لن ينتج القطع بالليزر بشكل مباشر خيوط داخلية ذات شكل وقوة حقيقية. يمكن أن تنتج فقط ثقوب الضوء.
• العملية العامة للسيانك (CNC):ستقوم CNC مباشرة بالتحديد عالي الدقة وخيوط داخلية عالية القوة على قطعة العمل عن طريق النقر (باستخدام الصنابير) أو المزيد من الأغراض العامةطحن الموضوع(مع قواطع طحن الخيط). إنها عملية عامة وتوفير التكاليف لتصنيع الثقوب الخيطية للتجميع.

(3) متطلبات التسامح العالية للغاية (± 0.05 مم أو أعلى):

• اختبار التشوه الحراري بالليزر:يمكن أن تؤدي المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) لقطع الليزر إلى تشوه صغير للمادة ، وتصعب عمومًا الدقة المطلقة لنظام وضعها ونظام المسار البصري بشكل مطرد (± 0.05 مم أو أعلى).
• قلعة الدقة الميكانيكية من CNC:درجة عالية جدًا من دقة الأبعاد ودقة الموقف (أفضل بكثير من ± 0.05 مم) يمكن تحقيقها وتحقيقها بدقة اليوم الحاليأدوات آلة CNCمن خلال التركيب الميكانيكي الصلب ، وآلية التغذية المرتدة عالية الدقة ، والتحكم في الحركة المتقدمة.
• التكلفة والدقة لا تنفصل:عندما تكون هذه الدقة الفائقة المطلوبة من خلال التصميم ، عادة ما تكون CNC هي التقنية الوحيدة اقتصاديًا (أو حتى قابلة للحياة) والتي يمكن أن تلبي المتطلبات. قد يؤدي اختيار الليزر إلى معدل خردة باهظ ، وارتفاع تكلفة ما بعد المعالجة أو حتى عدم القدرة على تلبية المتطلبات.

رسومات التصميم هي دفتر الرمز غير المرئي للتكلفة. النقاط الرئيسية لقراءة الرسومات:

انظر إلى الأبعاد: أنماط معقدة ثنائية الأبعاد بحتة/زوايا حادة؟ → ليزر لديه تكلفة أفضل.

انظر إلى الهيكل: هل هناك أسطح/تجاويف/خطوات منحنية ثلاثية الأبعاد؟ → CNC أمر لا بد منه.

انظر إلى الاتصال: هل تحتاج إلى ثقوب موثوقة الخيوط؟ → CNC هو الخيار الرئيسي.

انظر إلى الدقة: التسامح أكثر صرامة من ± 0.05 مم؟ → CNC أكثر موثوقية.

ما وراء الاثنين: متى يجب أن تفكر في قطع Waterjet أو البلازما؟

في حين أن قطع الليزر وآلات CNC يهيمن على التيار الرئيسي ، فإن الشركات المصنعة الأذكياء يعرفون أنها بحاجة إلى تنوع في صندوق الأدوات الخاص بهم. Waterjet وقطع البلازماهي إجابات قوية لتحديات التصنيع المحددة. متى يجب أن تفكر بهم؟ يوفر الجدول التالي دليلًا سريعًا: