切割方法的正确选择应考虑几个关键因素。首先，应考虑切割材料的类型和厚度—某些技术在薄板材上表现出色，而其他技术则专为更厚的材料设计。切割形状的复杂性以及所需的精度和边缘质量也扮演着重要角色。经济方面，如在设备购买阶段和运行期间的可用预算，仍然很重要。让我们分析可用的板材切割方法、它们的特性以及它们最适用的情况。
机械切割方法
剪切切割
剪切是最基本的板材切割方法。它们有各种变体：从简单的手工工具，到guillotine剪切机，再到先进的液压系统。它们的主要优势是操作简单和成本低，特别是与先进的热切割方法相比。
guillotine剪切机通常用于切割厚度达10毫米的板材的直线元素，尽管在小型企业中，它们最常用于切割厚度达4毫米的材料。现代控制系统确保高切割精度，最大限度地减少毛刺形成。
剪切技术的主要限制是切割材料边缘变形的可能性以及复杂形状的有限精度。这种方法最适合直线切割和不需要高尺寸精度的元素。
锯切割
带锯和圆锯在切割较厚材料时都有应用。它们能够处理各种金属，包括难以加工的金属，如不锈钢或铝。
根据设备型号，材料进给可以是手动、半自动或全自动的。有简单的便携式手持切割机和带有自动进给和冷却系统的先进工业机器。
这种方法的优点包括能够达到相对高的边缘质量和在处理材料方面的多功能性。然而，与其他技术相比，锯切割的加工速度较低，并且通常需要额外的边缘修整。
CNC冲孔
数控冲孔机代表了板材加工的先进解决方案。当代设备是全面的加工中心，除了基本切割外，还提供一系列额外功能，如冲孔、啮合、压花、标记、弯曲或螺纹加工。
CNC冲孔机的关键优势是高精度和工艺重复性，使其成为系列生产的理想选择。现代机器有广泛的工具库，容纳数十种不同的冲头，这使得在一个生产周期内执行复杂细节成为可能。
虽然这项技术提供了出色的结果，但其显著缺点是高投资成本和使用专业工具的必要性。
热切割方法
氧气（气体）切割
氧气切割，也称为气体切割，是最古老的热金属切割方法之一。该过程包括将材料初步加热到点火温度（纯铁约1050°C），然后使用高压氧气进行切割。切割通过材料的受控燃烧反应发生。
这种方法在处理非合金结构钢时特别有效。根据火炬和喷嘴的类型，可以切割厚度从3到甚至500毫米的材料。各种气体用于材料加热，如丙烷、乙炔、丙烯或天然气。
氧气切割的主要优点是成本低和能够处理非常厚的材料。然而，这种方法也有显著的局限性：穿孔时间长，热影响区域宽，材料变形风险，以及切割合金钢的能力有限。边缘质量也低于其他热方法—上边缘通常是圆的，下边缘可能会出现渣滓。
等离子切割
等离子切割技术使用非常高温度（10000-30000K）的高度电离气体来熔化材料。等离子体通过将压缩气体通过电弧产生，创建一个以接近声速的速度集中的流。
等离子切割机可以有效地切割厚度达75毫米的导电材料，使用常规系统，甚至使用窄流技术可达到150毫米。这种方法提供高切割速度，特别是对于中等厚度的材料。
在标准等离子切割中，边缘表面光滑均匀，尽管可能会出现轻微的斜角。使用先进的等离子源、技术气体和液体冷却火炬可以实现异常光滑的边缘，斜角最小。
这项技术的缺点是比激光切割有更大的热影响区域和更差的边缘质量，特别是在高切割速度下。此外，随着材料厚度的增加，切割质量可能会恶化，斜角变得更加明显。
激光切割
激光切割代表了最先进的板材加工方法。使用具有精确定义波长的集中光束，激光将材料加热到熔化或气化点，在切割过程中实现非凡的精度。激光板材切割广泛应用于各种工业领域。
市场上主要有两种激光系统：
-
CO₂激光器 - 传统技术，特别适用于切割非金属材料，需要广泛的镜面系统，特点是运行成本较高。
-
光纤激光器 - 更现代的解决方案，提供更高的能源效率、精度和速度，维护成本更低。
基于光纤技术的现代解决方案已经彻底改变了金属加工行业。光纤激光器由于与传统CO₂系统相比运行成本更低、能源效率更高以及维护要求更低而越来越受欢迎。这项技术的投资通常比市场上其他可用解决方案回报更快。
激光切割机制可以通过三种方式进行：
-
材料燃烧切割 — 利用氧气与材料的放热反应，
-
熔融切割 — 材料被熔化并用惰性气体从间隙中吹出，
-
气化切割 — 材料直接被强烈的激光束气化。
这项技术的主要优点包括无与伦比的精度（公差为0.1毫米），高边缘质量通常不需要额外处理，最小的热影响区域，以及切割复杂形状的能力。缺点包括高投资成本和切割非常厚的材料的限制（标准系统有效切割钢材厚度约40毫米）。
激光技术在需要高精度的行业中表现出色，如汽车、电子或医疗行业。
水射流切割
水射流切割是一种利用极高压力（高达4000个大气压）下水的侵蚀作用的技术，使流体的出口速度约为1000米/秒。根据切割材料的硬度，使用纯水（对于橡胶或纸板等软材料）或带有磨料添加剂的水（对于金属等较硬材料）。
这种方法的关键优势是完全没有热影响区域，这消除了热变形和材料结构变化的风险。此外，这项技术能够切割几乎所有材料，包括金属、复合材料、玻璃、石材或塑料，厚度达200毫米。
切割质量可以通过调整速度以及磨料的数量和类型来调节。通过质量切割，可以实现极其光滑的边缘，但代价是较低的加工速度。另一方面，激光切割能够在短时间内获得高质量的细节。
这项技术的主要缺点是相对较低的切割速度和与磨料、喷嘴和高压泵消耗相关的高运行成本。另一个挑战是含有磨料的水雾的形成，这需要适当的设计解决方案来保护机器元件。
选择适当的板材切割技术
何时选择机械切割？
机械切割在以下情况下是最佳选择：
-
对于简单形状和小批量生产，
-
当投资成本必须保持在低水平时，
-
当切割薄板时，特别是当不需要特殊精度时，
-
在小型车间和刚开始业务的公司。
这种方法常用于小型锁匠店、小型生产公司和原型车间。
何时选择氧气切割？
氧气切割是最佳解决方案：
-
当处理非常厚的材料（超过50毫米）时，
-
对于非合金结构钢，
-
当必须最小化运行成本时，
-
在困难的现场条件下（可能使用便携式设备）。
这项技术最常被重工业、造船业、铁路和建筑行业的公司使用，这些行业经常使用相当厚的材料。
何时选择等离子切割？
等离子技术在以下情况下效果最佳：
-
当切割中等和厚板（最多150毫米）时，
-
当需要良好的切割质量但成本适中时，
-
当处理各种导电金属（钢、铝、铜）时，
-
当工艺速度重要，但不需要最高精度时。
这种方法在重工业、钢结构生产、机器和车辆制造以及基础设施元素生产中特别受欢迎。
何时选择激光切割？
激光切割是最佳选择：
-
对精度和边缘质量有高要求时，
-
对于复杂形状和精密细节，
-
对于薄和中等材料厚度（最佳达20毫米），
-
在需要重复性的系列生产中。
虽然初始激光切割机价格可能看起来很高，但应该在长期收益的背景下考虑，如切割精度、材料节省和与额外加工相关的成本减少。在做出购买决定之前，值得仔细分析您的生产需求并比较不同制造商的报价，不仅考虑购买价格，还要考虑运行和服务成本。
这项技术最常被汽车、航空航天、电子、医疗行业的公司以及精密组件和装饰金属元素的制造商使用。
何时选择水射流切割？
水射流技术是最佳解决方案：
-
对于对高温敏感的材料，
-
当需要无热影响区域的切割时，
-
对于各种材料，包括金属和非金属，
-
对于需要高边缘质量的复杂形状。
这种方法在航空航天、太空工业、复合元素生产以及石材和玻璃加工中有应用。
总结
现代板材切割机提供多样化的材料加工能力，适应特定的生产要求。在等离子、激光或氧气技术之间的选择应基于对生产类型、材料类型和厚度以及可用预算的彻底分析。比较各个系统的技术参数和能力将允许做出最佳投资决策，这将转化为生产过程效率。
如果您想知道哪种技术最适合您的生产特点，我们邀请您与我们的专家进行免费咨询。在会议期间，我们将分析加工材料的类型和厚度、项目复杂性和质量要求，以帮助您选择完全适合您需求和预算的解决方案。利用我们的经验，做出明智的决定，这将转化为提高您的生产效率。