Zasada działania cięcia laserowego i plazmowego – co je różni?

Cięcie laserowe oraz cięcie plazmowe to metody, o których można śmiało powiedzieć, że należą do najczęściej wykorzystywanych, jeśli chodzi o funkcjonowanie nowoczesnych zakładów produkcyjnych. Obie te metody łączy jedno: są one wykorzystywane m.in. w celu obróbki powierzchni metalowych. Różni je zaś właściwie wszystko pozostałe.

Cięcie laserem to metoda, której działanie opiera się na wykorzystaniu wiązki światła o bardzo wysokiej energii. Wiązka ta jest skupiana na bardzo niewielkiej powierzchni danego obrabianego surowca, dzięki czemu możliwe jest jej stopienie, odparowanie, a w niektórych przypadkach wręcz spalenie. Nie chodzi tu jednak o niszczenie materiału, lecz laserowo wycinane, precyzyjne kształty (np. krawędzie). W praktyce cięcie laserem to metoda wykorzystywana np. w takich branżach jak:

• elektronika,

• przemysł lotniczy,

• produkcja komponentów w sektorze motoryzacyjnym.

Inaczej wygląda sytuacja, jeśli chodzi o cięcie plazmowe. Proces ten odbywa się dzięki użyciu zjonizowanego gazu (plazmy – stąd nazwa opisywanej metody). Gaz ten, który jest poddawany intensywnemu oddziaływaniu energii elektrycznej, osiąga ekstremalnie wysoką temperaturę (może być to nawet kilkanaście tysięcy stopni w skali Celsjusza). Plazma ta, emitowana za pomocą palnika, jest w stanie stopić metal, dzięki czemu może powstać szczelina o wyraźnie zarysowanych krawędziach. Skuteczność oraz szybkość tej metody to atuty, dzięki którym cięcie plazmą jest wykorzystywane np. w przemyśle ciężkim oraz wszędzie tam, gdzie potrzebna jest obróbka elementów metalowych o dużej grubości.

Dokładność i jakość cięcia – która technologia wypada lepiej?

Pod kątem precyzji cięcie laserowe blach, rur czy profili jest zdecydowanie lepszym rozwiązaniem. Wynika to ze specyfiki lasera, który ma to do siebie, że działa z mikrometryczną dokładnością. Taki stan rzeczy sprawia, że cięcie laserem to metoda, która bardzo dobrze sprawdza się np. przy wycinaniu:

• cienkich linii,

• skomplikowanych kształtów,

• niewielkich otworów,

oraz wszędzie tam, gdzie margines błędu jest minimalny.

Taki stan rzeczy nie oznacza jednak, że cięcie plazmowe nie jest w stanie zapewnić odpowiedniej jakości cięcia – na precyzję wciąż można liczyć, szczególnie jeśli wykorzystuje się do tego nowsze urządzenia tnące. Tak czy inaczej, trzeba mieć na uwadze pewne ograniczenia, szczególnie jeśli chodzi o krawędzie – potrafią być one bowiem zgrubne, z nadtopieniami lub zadziorami. W efekcie, osiągnięcie odpowiedniego efektu może wymagać dodatkowej obróbki końcowej.

Koszty eksploatacji i inwestycji – laser czy plazma?

W kontekście technologii przemysłowych trzeba brać pod uwagę nie tylko kwestie związane z efektywnością procesów (choć oczywiście jest to jeden z czynników decydujących), ale też aspekt kosztowy – od tego zależy bowiem opłacalność obróbki. Również w tej kwestii występują pewne różnice. Wdrożenie technologii opartej na cięciu laserowym wymaga poniesienia nakładów głównie na zakup sprzętu. Lasery przemysłowe to bowiem bardzo zaawansowane – a co za tym idzie, kosztowne – urządzenia. Cena takiego sprzętu może sięgać nawet setek tysięcy złotych (szczególnie w przypadku modeli światłowodowych, które charakteryzują się dużą mocą). Spore mogą być również koszty:

• montażu sprzętu,

• przeszkolenia personelu,

• okresowej modernizacji infrastruktury.

Dla odmiany, cięcie plazmowe – choć, jak wspomniano, mniej precyzyjne – jest zarazem rozwiązaniem bardziej budżetowym. W dużej mierze wynika to z niższego kosztu zakupu przecinarki plazmowej. Również konserwacja tych urządzeń nie wymaga stosowania zaawansowanych procedur, co oznacza brak wysokich nakładów finansowych. Last but not least, na uwagę zasługuje również mniejsze zużycie podzespołów (w tym np. elektrod czy dysz), co w dłuższej perspektywie również korzystnie wpływa na opłacalność inwestycji.

Jeśli chodzi o koszty z tytułu wynagrodzeń, to utrzymują się one podobnym poziomie w przypadku operatorów obsługujących maszyny umożliwiające wycinanie laserowe oraz obróbkę plazmą.

Zastosowania przemysłowe – gdzie sprawdzi się laser, a gdzie plazma?

Dobór technologii cięcia metalu zależy nie tylko od poziomu kosztów, ale także od tego, w jakim celu dana technologia będzie wykorzystywana. Jak już wspomniano, wycinanie laserem to optymalne rozwiązanie w sytuacji, gdy priorytetem jest precyzja – w tym np. podczas produkcji urządzeń medycznych czy podzespołów elektronicznych. Zasadniczo, cięcie laserowe jest metodą bardziej uniwersalną, można bowiem przeprowadzić wycinanie laserowe np. podczas obróbki metalu, ale także tworzyw sztucznych, drewna, a nawet szkła. Inaczej wygląda sytuacja w przypadku plazma, która triumfuje przede wszystkim w przemyśle ciężkim (budownictwo, produkcja konstrukcji stalowych), w ramach obróbki metalu.

Która technologia będzie lepszym wyborem dla Twojej firmy?

Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, a wybór między technologią cięcia laserowego oraz plazmowego nie ogranicza się do parametrów technicznych. Ważne są również potrzeby przedsiębiorcy. Jeśli celem jest estetyka wykończenia oraz precyzja, technologia cięcia laserem będzie optymalnym rozwiązaniem; mimo początkowych wysokich nakładów finansowych można uzyskać imponujące efekty, tzn. wycinane laserowo elementy metalowe. Z kolei cięcie plazmowe jest przeznaczone głównie do obróbki elementów o dużych gabarytach, gdzie priorytetem jest krótki czas realizacji.