Какой выбрать станок для резки – лазер или фрезер?

• Сравнение лазерных и фрезерных станков для резки
• Принцип работы лазерного станка ЧПУ
• Преимущества лазерной резки 
• Материалы, которые можно обрабатывать лазером
• Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ
• Какие материалы можно обрабатывать фрезером
• Заключение 

В сфере производства и изготовления изделий вопрос о том, какие станки использовать для резки – лазерные или фрезерные – остается актуальным и по сей день. Чтобы подобрать нужное оборудование, необходимо понять преимущества и ограничения, присущие обоим аппаратам. Важно определить конкретные цели  использования оборудования и материалы, которые будут подвергаться обработке. 

Сравнение лазерных и фрезерных станков для резки 

Принцип работы лазерного станка ЧПУ

Лазерный станок для резки излучает свет и фокусирует его в лазерный луч высокой мощности через систему оптических путей. Лазерный луч попадает на поверхность заготовки, в результате чего заготовка достигает температуры плавления, а газ высокого давления, выдувает расплавленный или испаренный материал.

Скорость лазерной резки высокая, а разрез получается гладким и ровным. Как правило, последующая обработка не требуется. Зона термического влияния мала, зона резки 0,1 мм ~ 0,3 мм. Нет механического напряжения, нет режущих заусенцев на надрезе.

Лазерная резка имеет малую ширину пропила, что позволяет получать точные срезы и минимальные отходы материала. Зона термического влияния – это область вокруг среза, на которую воздействует тепло. При правильных настройках и контроле лазерная резка позволяет минимизировать ЗТВ, обеспечивая минимальное искажение и сохраняя структурную целостность материала.

Рис. 1. Лазерная резка 

Преимущества лазерной резки 

Гибкость и меньшее время настройки

Преимуществом лазерной технологии является гибкость и универсальность по сравнению с фрезерным станком с ЧПУ. При лазерной резке материалы можно менять гораздо быстрее. Это также положительно сказывается на сокращении времени наладки и стоимости установки. Лазерный резак также позволяет обрабатывать более тонкие материалы. С помощью лазера можно резать материалы толщиной от 0,5 миллиметров. По сравнению с фрезерным станком возможно более эффективное использование сырья. Материалы можно использовать более экономно, а значит, можно избежать брака. Лазерная резка позволяет производить большее количество заготовок за более короткое время.

Точность и эффективность

По сравнению с фрезерным станком с ЧПУ лазерная резка имеет преимущество в еще более точной обработке краев заготовок. С помощью лазерного резака можно быстро и легко выполнить даже самые мелкие разрезы и обработку. При использовании лазера нет необходимости в последующей обработке. Фрезерование с ЧПУ часто требует последующей обработки (например, механической полировки) кромок. Так как при лазерной резке это делается автоматически, этот этап работы можно пропустить.

Даже при большом количестве обрабатываемых заготовок производство будет более эффективным, чем при фрезеровании с ЧПУ.

Легко интегрируются в существующие процессы

Лазерное оборудование для резки можно легко и быстро интегрировать в существующие рабочие процессы. 

Бесконтактная обработка

В отличие от фрезерного станка с ЧПУ, для лазерной резки не требуется отдельного крепления. Для фрезерования используется удерживающее устройство, такое как вакуумный стол. Лазерная резка – это бесконтактный способ обработки материала. Даже при глубоких порезах материал вокруг остается неповрежденным. При использовании лазерного резака материал не повреждается и не коробится.

Фрезерные станки плохо справляются с обработкой небольших изделий или мелких деталей. Лазерные станки имеют преимущество в данном случае, для их работы не требуется фиксация материала, и они режут бесконтактно.

Материалы, которые можно обрабатывать лазером 

Лазерная резка хорошо работает с такими материалами, как акрил, дерево, бумага, ткань и различные виды металлов. Резка данных материалов получается качественной благодаря их способности эффективно поглощать лазерную энергию.

Однако стоит отметить, что некоторые материалы могут потребовать дополнительных мер предосторожности или корректировок. Например, отражающие материалы, такие как алюминий, могут нуждаться в специальных покрытиях или специальных настройках лазера для обеспечения правильной резки. Лазерный станок может резать и гравировать данные материалы: 

• Дерево;
• Войлок;
• Различные пластики;
• Пробка;
• Кожа;
• Латекс;
• Резина; 
• Картон и бумага; 
• Темный анодированный алюминий;
• Различный текстиль.

Рис. 2. Лазерная резка фанеры 

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как компьютерное числовое управление. Фрезерный станок управляется с помощью специальной компьютерной программы. Это позволяет обрабатывать различные заготовки из разных материалов. Благодаря использованию станков с ЧПУ процесс обработки автоматизирован. 

Фрезерная обработка с ЧПУ позволяет получать заготовки с заранее заданной геометрической структурой или формой. Фрезерный станок непрерывно снимает материал с исходной заготовки до тех пор, пока не будет достигнута желаемая форма. Фреза вращается вокруг собственной оси с высокой скоростью. При этом снимается стружка, а заготовка или инструмент перемещаются соответствующим образом, чтобы получить желаемый контур.

Необходимая форма или контур заготовки проектируется заранее с помощью программы CAD. Затем она переносится в программное обеспечение ЧПУ. На этом этапе необходимо учесть целый ряд критериев и параметров. К ним относятся такие факторы, как скорость, глубина резания или подача. Современные фрезерные станки с ЧПУ имеют до шести осей для обработки. Три оси выступают в качестве основных, а остальные три оси как вспомогательные.

Однако технология фрезерования с ЧПУ имеет недостаток – высокие эксплуатационные расходы. Интенсивность технического обслуживания связана в первую очередь с тем, что при фрезеровании необходимо регулярно приобретать новые инструменты. Обработка материалов фрезерованием приводит к износу фрезерного станка. При использовании лазерной технологии не требуется значительных затрат на техническое обслуживание. Это позволяет полностью контролировать расходы, инвестиции в лазерную технологию быстро окупаются.

Рис. 3. Фрезерная обработка металла 

Какие материалы можно обрабатывать фрезером 

На фрезерном станке с ЧПУ можно обрабатывать различные материалы. Часто с помощью фрезера обрабатывают сталь, алюминиевые сплавы, пластик и дерево. К наиболее распространенным материалам, которые можно обрабатывать на фрезерном станке с ЧПУ, относятся:

• Сталь и стальные сплавы;
• Литая сталь;
• Алюминий;
• Литой алюминий;
• Золото;
• Серебро;
• Латунь;
• Бронза;
• Титан;
• Пластик;
• Древесина. 

Рис. 4. Фрезерная ЧПУ резка дерева 

Заключение 

Самым большим недостатком фрезерного станка с ЧПУ является его износ и связанная с этим интенсивность технического обслуживания. Фрезерование зависит от регулярного приобретения новых инструментов. Отсюда возникают высокие затраты и последующие расходы. Во избежание простоя производства техническое обслуживание должно проводиться квалифицированными специалистами. Существует постоянный риск поломки станка из-за брака и износа деталей. Кроме того, системы ЧПУ очень сложны с точки зрения технологии и структуры. 

Процесс лазерной резки практически не требует затрат на обслуживание. С течением времени производительность лазера несколько снижается, но по сравнению с фрезерным станком с ЧПУ,  лазер требует значительно меньшего обслуживания.