Longsheng

Arrêtez de deviner, un mauvais choix pourrait augmenter vos coûts de 50%

Ayez un design parfait en main, mais vous êtes coincé à la première étape de la fabrication: coupe laser ouUsinage CNC?Beaucoup de gens pensent intuitivement que "l'un est toujours plus cher que l'autre", mais c'est souvent unpiège à coûts dangereux! La vérité est:Il n'y a pas de réponse standard, et le choix de la mauvaise méthode peut entraîner des coûts de montée de 30%, voire 50%,.

Déchets de matériaux, retards de traitement, processus supplémentaires ... Le coût du mauvais choix est bien plus que vous ne pouvez l'imaginer. La conclusion simple que "coupure laserDoit être cher "ou" CNC est toujours rentable "est tout simplement intenable. Le coût dépend entièrement des détails de votre projet:

• Type de matériau et épaisseur?
• En partie la complexité et les exigences de précision?
• Taille du lot de production?
• Exigences de finition de surface?

Alors, la coupe laser est-elle vraiment plus chère que CNC? La réponse n'est pas un simple "oui" ou "non".La clé est de comprendre les moteurs des coûts des deux et de faire correspondre avec précision vos besoins de projet.Une décision correcte basée sur les caractéristiques du projet est la clé pour économiser du temps et de l'argent.

Arrêtez de deviner! Ensuite, nous décomposons la véritable structure des coûts de la coupe laser et de l'usinage CNC, révélant quand le laser est plus économique et quand CNC est le choix judicieux, pour vous aider à trouver la meilleure solution.

Coupe laser vs Usinage CNC: guide de sélection rapide

Pourquoi faire confiance à notre analyse? Nous possédons à la fois le faisceau et l'outil

Salut, je suis Gloria, ingénieur chez LS.

Les gens demandent souvent pourquoi nous pouvons faire confiance à nos recommandations de traitement, surtout lorsque nous avons une puissance élevéemachines à découper laseret élevéUsinage CNC de précisioncentres côte à côte dans notre atelier.

La réponse est simple: nous ne «défendons» aucune technologie.En tant queexpert en coupe laser, Je connais l'efficacité et la précision du faisceau sur les contours complexes, et en tant qu'expert CNC, je maîtrise également l'optimisation du chemin d'outil et le fraisage de précision. Cette double identité nous rend impartiaux.

Notre seul objectif est de trouver la solution de traitement la plus efficace et la plus économique pour votre partie spécifique.Cette confiance provient de la pratique - des milliers de projets auxquels j'ai participé. J'ai été témoin et accumulé des données réelles et de l'expérience sur les performances laser et CNC dans divers matériaux, épaisseurs, formes et volumes de production. Je sais quand le non-contact et la vitesse du laser sont King, et je sais quand les capacités de traitement aux multiples facettes de CNC sont meilleures.

Donc, lorsque vous nous demandez un devis, vous n'obtenez pas d'argument de vente,Mais une solution d'ingénierie basée sur la pratique profonde et adaptée par nos ingénieurs.Nous analyserons soigneusement vos dessins, matériaux, tolérances, lots et exigences d'application, puis utiliserons objectivement les capacités des deux "outils puissants" dans l'atelier pour faire les meilleures recommandations pour vous.

Faites confiance à l'analyse de LSParce que nous sommes fidèles à une seule chose: trouver le meilleur chemin de fabrication pour vous.N'hésitez pas à me parler de vos parties!

Coupe laser vs usinage CNC (fraisage): faisceau focalisé Vs. Outil de rotation

Pour comprendre la différence de coût, vous devez d'abord comprendre comment ils fonctionnent.La découpe laser et l'usinage CNC (en particulier le fraisage) sont deux technologies largement utilisées dans la fabrication moderne, mais leurs mécanismes de base pour la formation de matériaux sont complètement différents, ce qui conduit à leurs avantages, limitations et scénarios d'application uniques.La différence la plus fondamentale est que la coupe laser utilise un faisceau de haute énergie ciblé pour le traitement thermique, tandis queMoulin CNCrepose sur des outils physiques rotatifs à grande vitesse pour la coupe mécanique.

Un résumé rapide des différences essentielles de base

Coupe laser:

Principe de travail:

• Le laser haute puissance (comme le laser CO2, le laser à fibre) est concentré sur une minuscule tache légère avec une densité d'énergie extrêmement élevée (le diamètre focal est généralement de quelques dixièmes de millimètre) via un système optique de précision.
• Cette tache de feu à haute énergie irradique la surface du matériau, provoquant une augmentation fortement de la température du matériau local en très peu de temps (millisecondes ou même microsecondes), atteignant un état de fusion, de brûlure (oxydation) ou de vaporisation directe.
• Dans le même temps, un flux de gaz auxiliaire (comme l'oxygène, l'azote, l'air) coaxial avec le faisceau laser est soufflé vers l'incision à haute pression. L'oxygène est utilisé pour aider la combustion à augmenter la vitesse et l'épaisseur de coupe (pour les métaux) et à produire une réaction d'oxydation; Les gaz inertes (comme l'azote) sont utilisés pour souffler la fusion et protéger l'incision contre l'oxydation (couramment utilisée pour l'acier inoxydable et l'aluminium); L'air est souvent utilisé pour la coupe non métallique.
• Le système CNC contrôle avec précision la trajectoire de mouvement de la focalisation laser et de la buse de gaz auxiliaire par rapport au matériau, de sorte que le matériau est "brûlé" et séparé le long d'un chemin prédéterminé pour former une incision.

Avantages de base:

1. Vitesse rapide:Surtout pour les matériaux de plaque mince, la vitesse de coupe est beaucoup plus élevée que le traitement mécanique.
2. Kerf étroit: TLe point focal du faisceau laser est extrêmement petit, et le kerf résultant est très étroit (généralement autour de 0,1 mm - 0,3 mm), avec une utilisation élevée du matériau.
3. Petite zone touchée par la chaleur:Bien qu'il s'agisse essentiellement d'un processus thermique, l'énergie est très concentrée et le temps d'action est extrêmement court, donc la conduction thermique aux environs est relativement petite (en particulier lors de l'utilisation du laser de fibre pour couper des plaques minces).
4. Traitement sans contact:Aucun outil physique ne contacte la pièce, en évitant les problèmes de déformation et de vibration de la force causés par l'usure des outils, et il n'est pas nécessaire de considérer les limitations de rigidité de l'outil.
5. Modèles bidimensionnels complexes:Extrêmement bon pour couper les contours bidimensionnels complexes, les trous fins et les motifs fins.
6. Flexibilité élevée:La modification du motif de coupe nécessite uniquement la modification du programme, sans changer l'outil physique.

2. CNC Machinage - Misoning (fraisage CNC):

Principe de travail:

• Utilisez des outils physiques (frappeurs, forets, robinets, outils d'ennui, etc.) qui tournent à haute vitesse contrôlée précisément par un système de contrôle numérique d'ordinateur (CNC).
• L'outil a une géométrie spécifique (pointe). La broche entraîne l'outil pour tourner à grande vitesse (la vitesse peut atteindre des milliers ou même des dizaines de milliers de régimes), tandis que le système CNC contrôle la pièce ou l'outil (ou les deux) pour se déplacer avec précision dans trois (ou plus) axes, x, y et z.
• Le bord rotatif à pointe force mécaniquement le matériau de la pièce pour couper, presser et décoller, produisant des copeaux. Il s'agit d'un processus de force mécanique continu. Par des paramètres de programmation et de contrôle tels que le chemin d'accès, la vitesse, le débit d'alimentation, la profondeur de coupe, etc., l'excès de matériau sur la pièce est progressivement retiré et la géométrie bidimensionnelle ou tridimensionnelle souhaitée est finalement obtenue.
  

Avantages de base:

1. Extrêmement élevée et qualité de surface:Il peut atteindre une précision dimensionnelle au niveau du micron et une très excellente finition de surface (faible valeur RA), adaptée aux pièces de haute précision.
2. Véritable traitement de la géométrie tridimensionnelle:Avantages de base! Il peut produire des surfaces incurvées complexes, des cavités, des boss, des trous filetés et d'autres caractéristiques tridimensionnelles, qui ne peuvent pas être obtenues par coupe laser.
3. Extrême large éventail de matériaux:Presque tous les matériaux d'ingénierie solides peuvent être traités, y compris divers métaux (matériaux difficiles à processus tels que le carbure et l'alliage de titane), les plastiques, les matériaux composites, le bois, etc., tant que les bons outils et paramètres sont sélectionnés. Il n'est pas sensible aux propriétés optiques du matériau (comme la réflectivité et l'absorptivité).
4. Versatilité:Le même équipement (en modifiant les outils) peut effectuer une variété d'opérations de traitement telles que le fraisage,forage, tapotement, ennuyeux et gravure.
5. Bonne qualité de bord:Le bord traité n'a généralement pas de zone touchée par la chaleur (pour les métaux) et les propriétés mécaniques sont plus proches du matériau parent (sauf si le durcissement du travail se produit). La paroi intérieure du trou a une haute qualité.
6. Grande capacité de traitement d'épaisseur:Grâce au broyage en couches, les matériaux solides de toute épaisseur peuvent théoriquement être traités.

Rencontre des coûts Round 1: Matériel Vs. Épaisseur

La sélection des matériaux et la plage d'épaisseur sont les facteurs les plus critiques pour déterminer la rentabilité de la coupe laser et de l'usinage CNC. La coupe laser présente un avantage écrasant dans le domaine des plaques minces (en particulier le métal non métal et mince) en raison de sa vitesse et de sa précision; Alors que l'usinage CNC devient un choix plus rentable lors du traitement des blocs métalliques épais, des plastiques d'ingénierie etblocs d'aluminiumEn raison de sa capacité de coupe stable et de son évitement des dommages thermiques.Le choix du bon processus montrera immédiatement la différence de coût.

1. Le «sweet spot» de la coupe laser

(1) plaques métalliques minces (0,5 mm - 10 mm):

• La vitesse gagne:Vitesse de coupe laserest extrêmement rapide dans cette plage d'épaisseur, et le volume de traitement par unité de temps est beaucoup plus élevé que CNC.
• Consommation sans contact et à faible énergie:Le traitement sans contact réduit l'usure des outils et la consommation d'énergie est relativement faible.
• Avantage de coût significatif:Compte tenu de la vitesse et des coûts d'exploitation, leCoût de la coupe laserLes métaux minces sont bien inférieurs à celui du fraisage CNC, qui est sa zone la plus compétitive.

(2) Acrylique, bois, contreplaqué, etc .::

• Vitesse extrême et bords lisses / caractéristiques:Le laser peut vaporiser ou faire fondre instantanément ces matériaux, et la vitesse de coupe est sans précédent. Le bord peut être automatiquement fondu (acrylique) ou produire un effet esthétique carbonisé spécifique (bois), éliminant le processus de broyage secondaire et réduisant directement les coûts.
• Précision et complexité sans pression:Gérer facilement les motifs extrêmement fins et les contours complexes.

(3) Matériaux doux et minces tels que le papier, le tissu et le cuir:

• La seule solution réalisable:Les coupeurs physiques de CNC tireront, déformeront ou endommageront ces matériaux flexibles, ce qui rend difficile la réduction fine.
• Fine et sans contact:Les lasers peuvent obtenir une coupe ultra-fine sans contact (comme des modèles creux et une coupe précise) à des vitesses extrêmement élevées, et sont irremplaçables en termes de coût et de qualité.

2. Le "terrain" de l'usinage CNC

(1) blocs métalliques épais (> 20 mm):

• L'efficacité laser chute:Lors de la coupe du métal épais, le laser doit pénétrer lentement plusieurs fois, la consommation d'énergie augmente considérablement, la vitesse baisse considérablement et peut même ne pas couper ou la qualité est mauvaise.
• CNC Coupe stable:CNC élimine les matériaux de manière stable par coupe physique, et son efficacité est relativement moins affectée par l'augmentation de l'épaisseur, et elle peut traiter de manière fiable les pièces très épaisses.
• Inversion des coûts:Dans ce domaine, l'efficacité et la fiabilité du CNC font de son coût beaucoup plus bas que la coupe laser en difficulté.

(2) Plastiques d'ingénierie (Pom / Delrin, Peek, Nylon, etc.):

• Problème de dommages thermiques au laser:La chaleur du faisceau laser à haute énergie peut faire fondre, brûler, brûler, produire des gaz toxiques ou former des bords de coupe laids et carbonisés rugueux, avec un rendement faible et des coûts de post-traitement élevés.
• Avantages de la coupe à froid CNC:CNC utilise des outils nets pour effectuer une coupe "froide" (par rapport au laser), qui peut produire des bords propres et précis, éviter les dommages thermiques, assurer la qualité et l'efficacité et réduire considérablement les coûts globaux.

(3) Bloc en aluminium:

• Limites du laser:Bien que les lasers de haute puissance puissent couper l'aluminium, ils sont confrontés à des risques de réflexion (dommages à l'équipement), à une vitesse lente (en particulier pour les matériaux épais), aux bords de coupe rugueux (nécessitent un post-traitement) et à une consommation d'énergie élevée.
• Efficacité et flexibilité de CNC:Traitement de l'aluminium CNCest un processus mature à grande efficacité. Il peut facilement effectuer plusieurs opérations telles que la coupe, le fraisage, le forage, le taraudage, etc., avec une bonne qualité de surface, une efficacité et une flexibilité de traitement globales plus élevées, et plus d'avantages dans le coût global.

La note de matériaux et les spécifications d'épaisseur est les premières portes de contrôle des coûts.Le laser est sélectionné pour le métal mince (<10 mm, divers non-métaux), le CNC est sélectionné pour le métal épais (> 20 mm) et thermique (plastique d'ingénierie), et le CNC est meilleur pour le traitement des blocs en aluminium.Une compréhension approfondie du «point idéal» naturel et de la «zone interdite» de ces deux processus en termes de matériaux et d'épaisseur est la pierre angulaire de la prise des décisions de fabrication les plus rentables. L'évaluation avec précision de ces deux points au début du projet peut se verrouiller dans le processus de production le plus économique et gagner le premier tour clé pour le contrôle des coûts.

Complexité et précision de conception: le deuxième champ de bataille de la confrontation des coûts

Les caractéristiques de complexité des dessins de conception (détails bidimensionnels par rapport aux structures tridimensionnelles) et les exigences de précision sont les deuxièmes facteurs de base stimulant la différence de coût entre la coupe laser et l'usinage CNC. La coupe laser a des avantages naturels de vitesse et de coût en finschémas bidimensionnels et angles internes nets; tandis que l'usinage CNC est irremplaçable dans les champs deCaractéristiques tridimensionnelles, trous filetés et tolérances de précision ultra-élevée(± 0,05 mm ou plus), devenant le choix inévitable pour la fabrication de pièces fonctionnelles complexes.La conception détermine le processus et le processus verrouille le coût.

1. Lorsque la conception nécessite une coupe laser: le roi à faible coût de complexité bidimensionnelle

(1) motifs bidimensionnels fins et complexes (tels que les écrans en métal en dentelle, les grilles denses, les motifs creux):

• Le miracle de l'efficacité de "un coup":Le faisceau laser peut couper en continu et rapidement couper des contours complexes. Peu importe à quel point les lignes sont tortueuses ou à quel point les trous sont denses, son efficacité de chemin est extrêmement élevée.
• Le "Path Nightmare" de CNC:CNC doit conduire l'outil pour couper le long des contours intérieurs et extérieurs du motif un par un. Pour les modèles extrêmement complexes, le chemin d'outil est extrêmement long, l'outil est fréquemment augmenté et abaissé, le temps de traitement augmente fortement et le coût augmente fortement.
• Économies de coûts spectaculaires:La vitesse et l'efficacité du laser dans ce type de conception le rendent beaucoup moins cher par rapport au CNC, son domaine incontesté.

(2) Angles intérieurs extrêmement nets (près de 90 degrés):

• Le diamètre du faisceau détermine le résultat:Le diamètre de la tache du laser est extrêmement petit (peut être inférieur à 0,1 mm), ce qui le fait couper les angles intérieurs extrêmement nets et définis sans difficulté.
• CONTRAINTION DU RADIUS DE L'OUTIL CNC:CNC utilise des outils rotatifs ronds et le rayon minimum du coin intérieur est contraint par le diamètre de l'outil (rayon minimum ≥ Rayon de l'outil). Afin d'obtenir un angle intérieur plus petit, un outil plus mince devrait être utilisé, mais l'outil d'amincissement manque de rigidité, est sujet à la rupture et a une alimentation lente, contribuant de manière significative au temps de traitement et au coût des risques.
• Gagnant-gagnant en coût et en qualité:Les lasers profitent de la vitesse, de la qualité et des avantages des coûts pour réduire les coins intérieurs aigus.

2. Lorsque la conception nécessite l'usinage CNC: avantages ultra-précis et tridimensionnel

(1) Caractéristiques tridimensionnelles (bise, surfaces incurvées, rainures, étapes, reliefs, etc.):

• Contraintes dimensionnelles des lasers:Les machines de coupe laser conventionnelles peuvent couper uniquement dans un plan bidimensionnel (certains lasers 3D peuvent produire des surfaces incurvées simples, mais l'application et le coût ne sont pas illimitées). Il ne peut pas produire de caractéristiques qui varient dans la direction de l'axe Z.
• Volyvylity multi-axe de CNC:Centres de fraisage CNC(en particulier à 3 axes, 4 axes et5 axe) Peut mouiller avec précision diverses caractéristiques complexes de surface tridimensionnelle et structurelle par mouvement des outils dans les axes x, y et z et la rotation de la pièce / outil. Il s'agit de la seule méthode économiquement possible d'obtenir une conception tridimensionnelle utile.

(2) trous filetés (fils internes):

• «Mission Impossible» du laser:La coupe laser ne produira pas directement des fils internes avec une véritable forme de dent et une résistance. Il ne peut produire que des trous légers.
• Fonctionnement général de CNC:CNC va directement en machine des threads internes de haute précision et de haute résistance sur la pièce en appuyant (en utilisant des robinets) ou plus grand publicbroyeur(avec des fraises de filetage). Il s'agit d'un processus général et économique pour fabriquer des trous filetés pour l'assemblage.

(3) Exigences de tolérance extrêmement élevées (± 0,05 mm ou plus):

• Test de déformation thermique au laser:La zone touchée par la chaleur (HAZ) de la coupe laser peut entraîner une micro-déformation du matériau, et la précision absolue de son positionnement et de son système de trajet optique est généralement difficile à atteindre régulièrement des niveaux ultra-élevés (± 0,05 mm ou plus).
• Citadelle de précision mécanique de CNC:Un degré très élevé de précision dimensionnelle et de précision de position (bien mieux que ± 0,05 mm) est réalisable et atteint par précision actuelleMachine-outils CNCGrâce à une structure mécanique rigide, à un mécanisme de rétroaction haute résolution et à un contrôle de mouvement avancé.
• Le coût et la précision sont inséparables:Lorsque de telles précisions ultra-élevées sont nécessaires par la conception, CNC est généralement la seule technique économiquement faisable (ou même viable) qui peut répondre à l'exigence. Le choix du laser peut entraîner un taux de ferraille prohibitif, une augmentation du coût de post-traitement ou même une incapacité à répondre à l'exigence.

Les dessins de conception sont le livre de codes invisible du coût. Points clés pour lire les dessins:

Regardez les dimensions: motifs complexes purement bidimensionnels / angles tranchants? → Laser a un meilleur coût.

Regardez la structure: y a-t-il des surfaces / cavités / étapes incurvées tridimensionnelles? → CNC est un must.

Regardez la connexion: Besoin de trous fiables fiables? → CNC est le principal choix.

Regardez la précision: la tolérance est plus stricte que ± 0,05 mm? → CNC est plus fiable.

Au-delà des deux: quand devriez-vous envisager la coupe de jet d'eau ou de plasma?

Alors que la coupe laser et l'usinage CNC dominent le courant dominant, les fabricants intelligents savent qu'ils ont besoin de variété dans leur boîte à outils. Jet d'eau etcoupure de plasmasont des réponses puissantes à des défis de fabrication spécifiques. Quand devriez-vous les considérer? Le tableau suivant fournit un guide rapide: