Jaký je nejlepší způsob řezání ocelového plechu?

Výběr nejlepšího způsobu řezání ocelového plechu

Existuje nějaký nejúčinnější způsob proříznutí ocelového plechu? Jednoduchá odpověď zní: přijde na to. Musíte zohlednit dané použití, požadovanou rychlost a tloušťku ocelového plechu nebo příslušného řezaného plechu. Jakmile zvážíte tyto faktory, můžete si vybrat jednu ze čtyř metod řezání ocelového plechu na CNC stroji.

Výběr mezi řezáním oceli plamenem, plazmovým řezáním, laserovým řezáním nebo řezáním vodním paprskem

Proces řezání plamenem

Řezání kyslíkovo-plynovým plamenem neboli řezání plamenem je nejstarším procesem řezání měkké oceli. Jde obecně o jednoduchý proces a s relativně levným zařízením a svařovacím materiálem.
Hořák na řezání plamenem může prořezat velmi silný ocelový plech a je omezen především množstvím kyslíku, který lze dodávat. Proces řezání plamenem vám umožní proříznout ocel o tloušťce 90 až 120 cm. Nicméně, pokud jde o vyřezávání tvarů z ocelového plechu, práce probíhají většinou na 30cm plechu nebo tenčím.

Řezání plamenem je také dobrou volbou pro plech silnější než 2,5 cm, ale lze je použít i na slabší plechy až do tloušťky až 6 mm. Jedná se o relativně pomalý proces, dosahující rychlosti přibližně 50 cm/min u 2,5cm materiálu. Můžete však snadno propojit více hořáků najednou a zvýšit tak svou produktivitu.

Při správném nastavení zajišťuje hořák na řezání plamenem hladký, rovně řezaný kovový povrch. Na spodní hraně bude trochu strusky a horní hrana bude jen mírně zaoblená od předehřívacích plamenů. Tento povrch je ideální pro aplikace bez další úpravy.

Proces obloukového plazmového řezání

Obloukové plazmové řezání je další vynikající metodou pro řezání plechů z měkké oceli. Plazmové řezání nabízí mnohem vyšší rychlosti než řezání plamenem, i když tak obětujete určitou kvalitu hrany.

Optimální rozmezí pro kvalitu hran je 6 mm až 4 cm. Když je plech mimo tento rozsah, začíná celková kvalita hrany klesat, i když hladkost hran a množství strusky budou stále dobré.

V porovnání s hořákem na řezání plamenem může být plazmové zařízení drahé. Kompletní systém vyžaduje napájecí zdroj, vodní chladič (u systémů nad cca 100 ampérů), regulaci plynu, přívody hořáku, propojovací hadice a kabely a samotný hořák. V závislosti na vaší aplikaci se však mohou dodatečné náklady za vyšší produktivitu vyplatit.

Lze také řezat s více než jedním plazmovým hořákem najednou. To však často není v závislosti na objemu řezů ocelových plechů tak hospodárné.

Proces laserového řezání

Laserové řezání se nejlépe hodí na řezání měkké oceli od tloušťky cca 3 cm. Nad 2cm hranici musí být vše přesné, aby to fungovalo spolehlivě, včetně materiálu (ocel laserové jakosti), čistoty plynu, stavu trysek a kvality paprsku.

Laserové řezání je pomalejší proces, který namísto předehřívacího plamene využívá extrémní žár vznikající ze zaostřeného laserového paprsku. Proto je rychlost omezena chemickou reakcí mezi železem a kyslíkem.

I když je tento proces pomalejší, je mimořádně přesný. Vytváří úzkou šířku spáry, a proto může nabídnout velmi přesné obrysy a přesné malé otvory. Kvalita hran je vynikající s mimořádně malým vrubovým ozubením a liniemi tepelné izolace, ostrými, hranatými hranami a malým množstvím strusky až žádnou struskou.

Laserové řezání je též mimořádně spolehlivé. Životnost svařovacího materiálu je dlouhá a automatizace stroje velmi dobrá, takže mnoho operací laserového řezání lze provádět i bez osvětlení.

To znamená, že můžete na stůl založit ocelový plech o tloušťce 1,5 cm a velikosti 3 x 12 m, stisknout tlačítko „Start” a jít večer domů. Ráno budete mít nařezané stovky dílů, připravené k vyložení.

Vzhledem ke složitosti generování paprsku, se CO₂ lasery nehodí k řezání více hlavami na stejném stroji. Řezání více hlavami je však možné při použití vláknových laserů.

Proces řezání vodním paprskem

Řezání vodním paprskem je další dobrou volbou pro řezání měkké oceli zajišťující hladký a přesný řez. Díky vyšší hladkosti hran bez tepelných deformací může přesnost překročit i přesnost laserového řezání.

Vodní paprsek také není omezen tloušťkou materiálu. Praktický limit pro řezání vodním paprskem je kolem 15 až 20 cm, kvůli době strávené na řezání této tloušťky plechu a rozbíhavé tendenci vodního proudu.

Řezání vodním paprskem se hodí pro řezání s více hlavami a lze jej dokonce provádět i za použití jediného čerpadla zesilovače. Každá další řezací hlava však vyžaduje další průtok vody s použitím většího čerpadla nebo menšího otvoru.

Jednou nevýhodou řezání vodním paprskem je jeho cena. Počáteční náklady na zařízení jsou kvůli čerpadlu zesilovače obvykle o něco vyšší než u plazmy, ale nižší než u laseru. Cena za hodinu provozu vodního paprsku je však mnohem vyšší kvůli přidávanému granátovému brusivu.

Čtyři kroky při výběru nejlepšího způsobu řezání ocelového plechu

Jak si tedy vybrat nejlepší způsob řezání ocelového plechu pro vaši aplikaci? Zvažte následující faktory.

1. Začněme s tloušťkou plechu:

• Na ocel tenčí než 2 mm použijte laser.
• Na ocel tenčí než 3,5 mm použijte plazmu nebo laser.
• Na ocel tenčí než 6,5 mm použijte vodní paprsek, plazmu nebo laser.
• Je-li tloušťka větší než 20 cm, použijte řezání plamenem.
• Je-li tloušťka větší než 5 cm, použijte řezání plamenem nebo vodním paprskem.
• Je-li tloušťka větší než 3,5 cm, použijte plazmové řezání, řezání plamenem nebo vodním paprskem.

2. Zvažte požadavek na přesnost a kvalitu hrany:

• Většinu výrobků z ocelového plechu lze svařit pomocí plazmového řezání, kvalita hran však může být nižší.
• Nemůžete-li přijmout tepelně ovlivněnou oblast procesu řezání plamenem, plazmového nebo laserového řezání, použijte řezání vodním paprskem.

3. Zvažte produktivitu vs. náklady:

• Je-li pro vás nejdůležitější rychlost výroby, vyhněte se řezání vodním paprskem.
• Pokud jsou nejdůležitější nízké počáteční investice a nízké provozní náklady, řešením je řezání plamenem.

4. Další kritéria:

• Snesete občasnou strusku na spodní straně plechu? Pokud ne, použijte vodní paprsek nebo laser.
• Vyžadují následné operace dokonale kulaté otvory? Pokud ano, použijte vodní paprsek nebo laser.

Pokud se nemůžete rozhodnout, který způsob řezání ocelového plechu je nejlepší, nejste sami. Mnoho výrobců nebo servisních středisek pro ocelové výrobky, jež potřebují mít možnost řezat širokou škálu materiálů – včetně nerezové oceli – často skončí u strojů vybavených dvěma nebo i více procesy řezání, spolu s úhlovými bruskami a dalšími nástroji. V mnoha případech je nejlepším způsobem jak určit, který proces je pro konkrétní ocelové položky optimální, metoda pokus-omyl.