CNC 金属加工设备

如今，消费者对数控金属切割机有多种选择，这些选择似乎让人应接不暇。 不过，说到用于金属切割的高产量最佳数控机床，大多数机器都属于以下三类：等离子、水射流和激光。

如今的等离子切割机、水射流切割机和激光切割机都采用了计算机数控（CNC）技术，精度非常高，但它们都具有独特的优势，在不同的应用领域表现出色。

在本文中，我们希望通过对等离子切割、水射流切割和激光切割的简要说明来澄清您的选择，并为您提供选择适合您需求的系统所需的信息。

而激光切割则使用激光光学和数控系统来引导一束聚焦的高功率光束。 这种光线会熔化、燃烧或蒸发材料，形成一条狭窄的缝隙。
同时，辅助气体吹出切割槽中的熔渣，无需二次加工。
激光切割通常用于工业制造应用，切割从金属平板到结构和管道材料等各种材料。

简而言之，数控等离子切割机利用电流和压缩气体的力量切割金属。
等离子切割技术最早开发于 20 世纪 50 年代，用于切割铜、不锈钢、铝和其他无法用火焰切割的金属。 等离子切割机利用集中的电流和高速气流，通常是氧气或氮气。
这样就会产生强烈的热量，熔化金属上的狭缝。
然后，气体将熔融材料从切口底部推进。 等离子切割机通常用于制造车间、建筑、汽车维修和修复以及其他类似行业。

水刀切割机是一种工业工具，用于高精度切割各种材料。
这是一种冷切割工艺，利用高压水射流或水与磨料（通常为石榴石）的组合，切割经过其路径的材料。 它更像是一个以极快速度发生的侵蚀过程。

只有水或水与磨料的高压混合物通过陶瓷喷嘴喷射到目标材料上。
这种巨大的压力（通常超过 50,000 psi）会在喷嘴顶端产生细小的切割流。 这将分解任何阻挡它的材料。

喷嘴将沿着通过相关 CNC 软件设置的预定路径移动。

与等离子相比，激光的主要优势在于它能切割的材料种类繁多。

除了大多数类型的金属外，激光切割机还能切割木材、玻璃、陶瓷、橡胶、PVC，甚至皮革和纺织品。

当然，如果要切割金属和非金属材料，可能需要配置两种激光源。

激光切割机还能以较窄的切口宽度（0.006 英寸至 0.015 英寸）进行各种切割，并擅长精细切割，如小孔、复杂的切口和精致的雕刻。

激光在切割较薄的金属时速度更快。 激光设备能够以超过 1000 IPM 的速度切割较薄的金属，切割边缘的垂直度小于 1 度。

不过，激光会导致一些热变形，尤其是在较厚的板材上。 在大多数厚度上，它的速度也比等离子慢，通常在 20 到 70 IPM 之间。

等离子切割机擅长切割厚度超过 1 英寸的金属。

与光纤激光器相比，切割 1 英寸以上的金属时，机器和操作成本更低。

但与水射流相比，它对非常厚的金属的精度较低。

在切割 70 毫米以上的金属时，水射流切割机具有很强的高精度切割能力。

除此之外，等离子体还不能切割木材和其他热敏材料。

只能切割低碳钢、不锈钢、铝、铜、黄铜和碳钢。

从木材到硬化钢或钛，水刀切割机几乎可以切割任何东西。

它不受材料厚度或材料表面平整度的限制。

水刀切割机仅使用高压水的细流来切割橡胶或木材等软质材料。

高压水刀中添加了磨料，以处理铝或钢等坚硬金属。

操作速度会因机器上有多少切削刀具而不同。

例如，如果在机器上安装 3 个水刀切割头，切割速度就会大大提高。

不过，为了便于评估，我只对只有一个切割工具的小型机床的切割速度进行比较。

在切割速度方面，水刀和激光切割机远远落后于等离子切割机。

等离子切割机能以前所未有的速度切割大多数金属，切割速度从每分钟 60 英寸到 200 英寸不等。

激光切割机每分钟可切割 20 至 70 英寸，水刀切割机每分钟可切割 1 至 15 英寸，具体取决于材料的厚度和类型。

切边质量指的是成品边缘的方正度以及切边底部附着渣滓的多少。 最高质量的切割通常来自水刀，水刀的切割非常方正，没有渣滓，也没有穿孔飞溅。 激光是非常接近的第二名，因为它也能产生非常方正的切割，但在切割较厚的低碳钢或不锈钢时，会留下一些渣滓，并产生一些穿孔飞溅物。 与这两种工艺相比，等离子切割的切割质量最低。 等离子体总是会有一些边缘斜角，经常会造成一些渣滓。 由于切口宽度较大，它产生的穿孔飞溅物也比激光多得多。

切割工件精度是指实际切割出的工件尺寸与编程工件尺寸的比较，还包括切口宽度的考虑，切口宽度决定了能切割出多小的内轮廓。 还应考虑热变形问题，因为热变形会影响成品零件的尺寸，并导致零件翘曲。 同样，水刀的精度最好，通常在 +/- 0.005 英寸左右，切口宽度在 0.035 英寸左右。 水刀也不会造成热变形。 激光将紧随其后，其典型零件尺寸为 +/-0.005″，平均切口宽度约为 0.025″。 但激光会导致一些热变形，尤其是在较厚的板材上。 同样，等离子技术排在最后，其典型零件尺寸公差约为 +/-0.020″，典型切口宽度约为 0.150″。 等离子体也会产生一些热变形，在水下切割可以减少这种变形。

水刀切割是这三种切割工艺中迄今为止最灵活的一种，因为它几乎可以切割任何材料。 激光仅限于金属、某些塑料和玻璃纤维以及某些织物。 OMNI 提供光纤激光切割机、金属和非金属激光切割机，以满足不同的生产需求。等离子是最有限的。 它只能切割导电金属，实际上只适用于低碳钢、不锈钢和铝。

在最大切割厚度方面，水刀远远优于等离子和激光切割机。

水刀切割机最多可切割 12 英寸厚的材料。

等离子切割机位居第二，可切割厚达 6 英寸的低碳钢或不锈钢板。

至于激光切割机，其最大切割厚度为碳钢 ¾ 英寸、不锈钢 ⅝ 英寸和铝板 ⅛ 英寸。

需要注意的是，这些切割器的最大切割厚度因切割材料而异。

如果要在这三者之间权衡废料的产生，激光切割机会更胜一筹。

它们以粉尘的形式产生极少量的废物。

切割程序完成后，您可以轻松地将其清理干净。

不过，与激光切割机相比，水刀和等离子切割机都会产生大量废料。

喷水器留下的污垢需要大量的清理工作。

您还需要采取额外的措施来处理切割过程中产生的磨料废料。

至于等离子切割机，它们会以熔渣和渣滓的形式产生大量废料，需要进行大量的切割后清理工作。

水刀的切割边缘非常光滑、精确，看起来更像喷砂，没有任何烧焦的边缘或熔渣。

因此，水刀切割被视为精加工切割，不需要二次精加工。

在大多数情况下，激光切割也不需要二次加工。

另一方面，等离子切割机通常需要进行二次精加工。

这种切割机使用高温切割材料。

尽管电离气体流将切割边缘多余的材料吹走，但仍有一些材料留在切割边缘。

因此，切割边缘显得有些粗糙。

为了获得干净光滑的边缘，在这种情况下需要进行二次加工。

等离子切割机和激光切割机都需要特殊设备才能安全操作。

等离子切割机需要个人安全装置，以防止眩光、噪音和气体。

这种技术不需要专门的设备，也不像激光有时需要在整个系统周围设置安全围栏。

水射流是唯一的冷切割设备，不会改变材料的物理和化学性质，因此切割空气压缩机不会改变其本质，也不会产生火花爆炸等现象。

上述所有金属切割机都具有断电保护和紧急停止功能。

一旦发生任何情况，都可以立即停止，以确保操作人员的安全。

可在设备周围加装和放置电子光栅，以避免人员在设备启动时进入。 一旦有人进入，它就会被红外线识别并立即停止运行

如果你想在金属店里获得最大的经济效益，那么等离子体的初始投资是无可匹敌的。

根据机器的类型、大小和功能，在中国，大多数车间质量数控等离子切割机的价格在 8,000 美元到 40,000 美元之间（在美国，价格在 50,000 美元到 100,000 美元之间）。

而激光则要昂贵得多。 而一台中国制造的新机器往往需要 2 万至 20 万美元。 而在美国，根据机器配置的不同，价格超过 30 万美元，有时甚至高达 100 万美元。

水刀切割机的价格在 40,000 美元到 350,000 美元之间。 而在美国，一台二手水射流切割机的价格至少为 109,500 美元。

水刀切割速度（操作速度）与激光切割速度（操作速度）与等离子切割速度（操作速度

即使将耗材、磨料、电力、气体和日常维护等运营成本计算在内，等离子体也再次明显胜出。

大多数数控等离子切割机的运行成本约为 15 美元/小时，而激光切割机的运行成本一般约为 25 美元/小时。

水刀切割机的成本为 20 美元/小时。

水刀切割机在汽车、航空航天、电子、纺织、建筑、采矿、造船等行业得到广泛应用。

这些机器用于汽车行业，可切割钛、钢和其他金属、石材、玻璃等。

光纤激光切割机应用广泛，如金属加工、航空工业、钣金车间、不锈钢快速切割等。

此外，光纤激光器还可用于制造船舶、冶金设备、电梯、工具和家用电器等。

出色的光束质量、高聚焦能力和令人印象深刻的效率是推动市场增长的主要因素。

此外，汽车和机车等行业对金属板材部件的持续需求也刺激了光纤激光切割机在这些行业的发展。

等离子切割机广泛应用于汽车、航空航天和国防、电气设备、工业机械、金属加工、建筑等行业。

金属光纤激光切割和焊接机器人是一款专为高精度标准而开发的尖端机器人，是激光应用和部件焊接的理想之选。

对于所有连续路径控制活动，它是一个具有关节运动学的六轴工业机器人。

MIG/MAG 焊接是光纤激光切割与焊接机器人系统的专长。

由于制造商采用了特殊的校准技术，因此它们具有很高的路径精度和极好的定位性能。

机器人由一个固定的底架组成，旋转柱、连接杆、手臂和手腕可在底架上沿垂直轴旋转。