在制造领域，激光切割和等离子切割都是利用热量切割金属的工艺。因此，如何选择切割方式需要根据具体情况进行分析。这两种热切割方法各有其适用的作业类型。哪种方法最适合您取决于您的预算和待切割材料的类型。此外，您对切割精度的要求以及希望达到的切割速度也会影响您的选择。
本文将探讨等离子切割和激光切割的优缺点。通过比较，您将能够做出正确的选择。
目录
什么是激光切割？
激光切割是一种无需接触材料即可切割板材的方法。聚焦的激光束精准地熔化并蒸发材料，从而切割出复杂的形状。1964年，一家工业公司首次使用激光切割机制作模具。
随着时间的推移，激光切割工具变得越来越好。Yonglihao Machinery 可以为客户提供高质量的 激光切割服务. 公差低至±0.003毫米，CNC激光切割机可以通过G和M代码精确控制激光头的运动。
激光切割如何工作？
激光切割过程由包含许多组件的复杂激光系统完成。这些组件的功能包括制造激光器并引导光束沿设定的切割路径运动。
该工艺的第一步是产生激光。电光源（火花）加速激光介质（例如二氧化碳或光纤）上的原子。由于这种效应，会产生一束高度集中的光束，该光束随后经反射镜增强，并被送至切割区域。然后，一组聚焦透镜将光束汇聚成一个亮点。当光束穿过喷嘴时，能量密度不断增加。
此外，激光切割炬或聚焦头可使喷嘴头沿着由数控程序控制的设定路径移动。聚焦的激光加热小区域时，会熔化材料。然后，气流会将熔化的材料吹走。
激光切割机的类型
生产中使用的激光切割机主要有三种类型。它们根据产生激光束的介质命名：CO₂、光纤和 Nd:YAG 晶体。这些激光介质的波长各不相同，分别为 10.6 µm、1.06 µm 和 1.06 µm。波长的变化会影响激光对不同材料的效果。例如，某些材料对特定波长的吸收效果优于其他材料。
- 二氧化碳激光切割机：它使用二氧化碳混合气体产生聚焦激光束。最适合切割塑料和木材等非金属板材。
- 光纤激光切割机：光通过光纤放大后产生激光。它最适合切割金属板。
- 钕：钇铝石榴石：该类激光器的激光介质采用掺钕YAG晶体制成。
什么是等离子切割？
在热电离气流中切割金属板的工艺称为等离子切割。电火花会在压缩气体（例如空气、氢气或氩气）中产生大量热量，导致原子运动。然后，分子不断相互碰撞，最终从气体中分离出来。这被称为等离子体，该过程的温度可超过 20,000°C。
在工业设备中，数控等离子切割机通过控制等离子流来精确切割材料。与激光切割机相比，等离子切割机可以切割更厚的金属。它甚至可以切割厚度达 1.5 英寸的金属。
等离子切割如何工作？
等离子炬是该工艺中最重要的设备。它由多个部件组成，包括电极、气源、喷嘴和保护气体。电极在压缩气体（例如空气或惰性气体）中产生电弧。然后，喷嘴将等离子射流导向目标。
当等离子射流冲击到工作表面时，它会加热该区域并熔化材料。同时，高速射流会将切口处的液体材料冲走。
等离子切割机的类型
等离子切割机可配备不同类型的切割头，用于切割工作台上的材料。常见的类型包括空气等离子切割机、氧气等离子切割机、高清等离子切割机和数控等离子切割机。
- 空气等离子切割机：此类切割机使用空气作为激光介质。最适合切割小型零件或少量零件。
- 氧气等离子切割机：氧分子电离时形成的等离子体比空气切割更精确、更复杂。
- 数控等离子切割机：切割路径可由计算机控制，确保切割精准一致。大多数企业都使用这种自动等离子切割机，因为它能出色地完成工作。
激光切割和等离子切割的区别
在比较激光切割和等离子切割时，主要讨论的是电源、可切割材料的类型、速度、厚度和成本。
切割的准确性和精确度
激光切割和等离子切割的主要区别之一是切割精度。激光束比等离子流聚焦性更强，因此能够精准定位狭小空间内的物体。它能够切割出光滑均匀的曲线，公差小，切割表面无毛刺。而等离子切割的精度较低，切口较大。激光切割的公差可低至±0.030毫米。等离子切割的公差只能低至±0.1毫米。
速度与效率
等离子切割机或激光切割机的切割速度取决于材料的厚度。切割厚度小于1.25毫米的板材时，激光切割机的速度几乎是等离子切割机的两倍。然而，切割较厚的板材时，等离子切割机更胜一筹。
此外，切割速度取决于电源和切割材料。例如，200瓦的激光器可以以高达每分钟10米的速度切割厚度为3毫米的低碳钢。另一方面，激光切割机比等离子切割机消耗的能量更少。这是它的另一个优势。
可切割材料
激光系统可以切割各种材料，例如钢、铝、铜、丙烯酸、热固性塑料、橡胶和木材。相比之下，等离子切割只能用于导电金属。这是因为等离子弧需要电路才能移动。当导电材料充当“地”时，电路才完整。
虽然激光可以用于多种不同的材料，但其中一些材料存在操作和环境风险。例如，PVC 会释放危险的烟雾。此外，您使用的激光类型也会影响材料的兼容性。
表面处理
激光切割的金属表面光滑无毛刺，边缘锋利整洁。即使是狭窄的切口和复杂的设计，也能保持良好的切割效果。因此，切割后几乎无需进行任何后续处理。而等离子切割会产生熔渣，边缘也较为粗糙，因此需要进行打磨、喷砂等后续处理。
此外，材料类型、厚度和激光类型都会影响粗糙度值（Ra），通常为0.8至6微米。在某些情况下，等离子切割可能比光纤激光切割提供更好的表面光洁度。
成本和运营费用
CNC 等离子切割机的设置成本较低，价格在 $10,000 到 $100,000 之间。相比之下，激光切割机设置复杂，设备先进，价格昂贵。其价格通常在 $50,000 到 $500,000 之间。因此，激光切割机的运行成本也略高于等离子切割机。
值得注意的是，激光或等离子切割的成本取决于设计的复杂程度、所需的精度以及市场竞争程度。在中国， 激光切割成本 为15-20美元/小时，明显低于美国和欧洲的成本，Yonglihao Machinery可以以更低的成本为您提供高质量的激光切割服务。
切割厚度
如果比较激光切割和等离子切割的厚度能力，你会发现等离子切割对于较厚的材料非常有效。而激光切割的厚度限制在25毫米。此外，厚度还取决于待切割的材料。
应用
等离子切割以其速度快、切割厚度大的特点，在造船和建筑等重工业领域广为人知。例如，结构梁、船舶部件、农业机械以及石油和天然气部件。激光切割则广泛应用于对精度有严格要求的领域，例如，珠宝、电子产品、航空航天和汽车。
激光切割的优点和缺点
以下是最重要的 激光切割的优点和缺点.
激光切割的优势
- 自动化与精密：CNC 激光器能够加工具有复杂设计的精细图案，同时保持非常严格的公差。这得益于通过 G 和 M 代码进行正确方向的数字控制。
- 清洁无毛刺的切割：激光切割出的侧面和边缘干净而锋利。
- 材料多功能性：它可以切割金属、塑料、织物、复合材料和许多其他材料。
- 速度与效率：无需因设计变更而重新调整或调整工具。此外，激光切割产生的材料浪费更少，功耗更低，速度更快。
- 工件无硬化：非剪切切割消除了切割区域附近工件硬化的风险。
激光切割的缺点
- 厚度限制：无论激光切割机的功率有多高，它都无法切割厚度超过 25 或 30 毫米的板材。
- 反射金属的挑战：铜、黄铜和银等反光材料很难切割。这是因为光束只能到达其表面的一部分。
- 高成本：该机器的设置和运行成本高于其他切割方法。这意味着，对于表面要求不高或精度不高的产品，该方法可能不太合适。
等离子切割的优点和缺点
以下是等离子切割的主要优点和缺点。
等离子切割的优势
- 切割较厚的材料：数控等离子炬能够更快、更高效地切割更厚的材料，某些材料的厚度可达 150 毫米。
- 成本优势：等离子切割对于轻质和重质材料来说都是一种廉价的方法。
- 操作安全：它不使用基于氧气的切割机制，而是使用惰性气体在割炬内部形成等离子射流。因此，它能够提供最大的安全性。
- 切割反光金属：与激光不同，等离子切割非常适合切割银等反光金属。
等离子切割的缺点
- 仅限导电金属：等离子切割只适用于导电金属和合金。
- 热损伤风险：等离子切割会产生较大的热影响区。这可能会损害工件材料原有的热性能。
- 表面质量差：等离子流会产生毛刺和碎片，导致金属切割更粗糙。
如何为您的项目选择正确的切割方法
为您的项目选择等离子切割机还是激光切割机取决于许多因素。例如，设计难度和预算。此外，您使用的切割材料和最终要求也会影响您的选择。
选择正确的方法时需要考虑以下四个重要事项：
材料类型
您要切割什么形状的工件或板材？它导电吗？如果是非导电材料，那么您只能选择激光切割机。此外，即使您确定要使用激光切割机，也请检查您的材料与可用的激光器类型（二氧化碳激光器、光纤激光器和晶体激光器）的兼容性。
厚度和尺寸
如果您的设计包含厚度超过 30 毫米的较厚部件，请选择等离子切割。否则，请检查两种技术针对指定厚度的切割速度。另一方面，较小的部件更适合激光切割。这是因为激光切割产生的热影响区域较小。
准确性和成本目标
公差越小，成本往往越高。因此，请尽量以最低的成本获得最高的精度。然后，检查哪种方法更符合您的预算，同时又不损失所需的精度和准确度。
设计的复杂性
只有数控激光切割机才能实现复杂而精确的切割。对于包含微轮廓、尖角、小半径（<1毫米）、雕刻等设计，数控激光切割机是理想之选。
概括
除了激光切割和等离子切割之间存在诸多差异外，这两种切割方式在金属加工项目中都极具价值。此外，切割类型的选择取决于项目的具体要求，包括材料类型、所需精度以及预算。您可以查看每种方法的成本和预期效果。
如果您仍然不确定该选择哪家，请咨询该领域的专业人士。在 Yonglihao Machinery，我们可以为您提供专业的 CNC激光切割服务此外，我们的工程师将在进入生产阶段之前提供有关设计优化、成本分析以及每种方法的比较优势的咨询。
常问问题
哪种切割方法成本更低？
等离子切割比激光切割便宜。这是因为等离子制造和切割所需的设备更简单。但是，如果功能或性能很重要，激光切割的精度足以证明其价格合理。
这两种方法能切割同一种东西吗？
它们都可以切割导电金属，但切割范围和质量不同。激光切割机可以切割低碳钢、不锈钢、铝和一些非金属材料。而等离子切割机则可以切割钢、不锈钢和其他金属材料。
激光切割与等离子切割的最大切割厚度是多少？
激光切割机的最大切割厚度为30毫米（约1英寸）。等离子切割机的最大切割厚度为50毫米（约2英寸）。此外，一些高功率等离子切割机的切割厚度甚至可以达到100毫米甚至更大。