Co je to 2D laserová řezačka? Vysvětlení 2D vs. 3D laserového řezání

Když výrobci potřebují rychle a přesně řezat ploché plechy, je 2D laserový řezací stroj jedním z nejpoužívanějších řešení. Využívá zaostřený laserový paprsek a CNC řízený pohyb k řezání dvourozměrných obrysů z plochých plechů a desek.

Přestože 2D laserový řezací stroj může mít osy X, Y a Z, řezná geometrie zůstává primárně rovinná: X a Y řídí dráhu řezu, zatímco osa Z obvykle nastavuje výšku řezací hlavy a polohu zaostření.

A 3D laserový řezací stroj, je na rozdíl od toho navržen pro tvarované, zakřivené nebo trojrozměrné obrobky, kde se směr řezu nebo orientace laserové hlavy musí během zpracování měnit.

Rozdíl tedy není jednoduše v počtu os na stroji. Jde především o geometrii obrobku a o to, jak laser s ním interaguje.

2D laserový řezací stroj je CNC laserový systém navržený především k řezání plochých plechů a desek podél dvourozměrných obrysů. Je ideální pro vysoce výkonnou výrobu plechových dílů, zatímco 3D laserové řezání je vhodnější pro tvarované díly, zakřivené povrchy a další složité trojrozměrné geometrie.

Co je 2D laserový řezací stroj?

A 2D laserový řezací stroj je CNC řízený laserový řezací systém používaný k řezání plochých materiálů, jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, měď a další plechy nebo desky.

Během řezání sleduje laserová hlava naprogramovaný obrys po povrchu obrobku. Laserový paprsek materiál taví, spaluje nebo odpařuje, zatímco pomocný plyn pomáhá odstraňovat roztavený materiál z řezu.

Termín “2D” se vztahuje na geometrii dráhy řezu, nikoli na fyzický počet os stroje. Moderní laserového řezacího stroje na plechy může používat osy X, Y a Z, ale samotný řezný obrys je obecně definován v rovinné rovině X-Y.

Díky tomu je 2D laserové řezání obzvláště efektivní pro výrobu velkého počtu plochých součástí z plechu.

Jak funguje 2D laserová řezačka?

Základní proces řezání se skládá z několika koordinovaných kroků:

1. Plech je umístěn na řezacím stole stroje.
2. CNC systém čte naprogramovanou řeznou geometrii.
3. Laserový zdroj generuje vysoce energetický laserový paprsek.
4. Řezací hlava zaostřuje paprsek na povrch materiálu.
5. Stroj pohybuje řezací hlavou podél naprogramované dráhy X-Y.
6. Pomocný plyn pomáhá vytlačovat roztavený materiál ze spáry.
7. Hotové díly jsou odděleny od plechu.

Moderní vláknové laserové řezací stroje mohou tento proces kombinovat s automatickým nakládáním a vykládáním, softwarem pro nesting, výměnnými stoly a dalšími automatizačními technologiemi pro zvýšení výrobní efektivity.

Má 2D laserový řezací stroj osu Z?

Ano.

Toto je důležitý bod, protože 2D laserové řezání nemusí nutně znamenat, že stroj má pouze dvě mechanické osy.

Konvenční plochý vláknový laserový řezací stroj běžně používá:

• Osa X: Horizontální pohyb v jednom směru
• Osa Y: Horizontální pohyb ve druhém směru
• Osa Z: Vertikální pohyb používaný především pro nastavení výšky řezací hlavy a zaostření

Přítomnost osy Z nedělá ze stroje 3D laserovou řezačku.

Užitečnější rozlišení je zpracovávaná geometrie. Konvenční 2D stroj je optimalizován pro řezání rovinných obrysů na plochém materiálu, zatímco 3D laserový řezací systém je navržen pro sledování a řezání složitých trojrozměrných povrchů nebo změnu orientace paprsku vůči obrobku.

Tento rozdíl se také odráží v průmyslovém trhu: výrobci běžně klasifikují stroje pro ploché plechy odděleně od specializovaných 3D a trubkových/profilových laserových systémů.

Jaké materiály může 2D laserový řezací stroj řezat?

2D vláknové laserové řezací stroje jsou široce používány pro zpracování plechů a desek.

Typické materiály zahrnují:

• Uhlíková ocel
• Nerezová ocel
• Hliník
• Pozinkovaná ocel
• Měď
• Mosazné
• Další vodivé a neželezné kovy, v závislosti na konfiguraci stroje

Skutečná tloušťka materiálu, kterou stroj může řezat, závisí na několika faktorech, včetně:

• Výkon laseru
• Třída materiálu
• Tloušťka materiálu
• Pomocný plyn
• Řezná rychlost
• Požadovaná kvalita hrany
• Konfigurace stroje a řezací hlavy

Z tohoto důvodu neexistuje žádný univerzální limit tloušťky pro všechny 2D laserové řezací stroje.

Místo posuzování stroje pouze podle maximální inzerované tloušťky by výrobci měli hodnotit skutečný materiál, tloušťku, kvalitu hrany a požadovanou rychlost výroby pro svou aplikaci.

Co dokáže 2D laserový řezací stroj řezat?

2D laserový řezací stroj může vyrábět širokou škálu plochých kovových součástí, včetně:

• Konzoly
• Plechy
• Příruby
• Kryty
• Panely
• Strojní součásti
• Elektrické rozvaděče
• Montážní desky
• Konstrukční součásti
• Zakázkové plechové díly

Hlavní výhodou je, že mnoho různých součástí lze vnořit na jeden plech, což výrobcům umožňuje zlepšit využití materiálu při zachování vysoké rychlosti výroby.

Pro velkoobjemovou výrobu je tato kombinace CNC automatizace, vnořování, rychlosti a opakovatelnosti jedním z hlavních důvodů, proč se 2D vláknové laserové řezání stalo standardní technologií v moderní výrobě plechů.

Výhody 2D laserového řezání

Vysoká efektivita výroby

Vláknové laserové systémy se mohou rychle pohybovat po plechu a zpracovávat více dílů v jednom nastavení.

Pro výrobce produkující velké množství plochých součástí může schopnost průběžně vnořovat a řezat mnoho dílů z jednoho plechu výrazně zvýšit produktivitu.

Vysoká přesnost řezání a opakovatelnost

CNC řízené laserové systémy mohou opakovaně sledovat naprogramované geometrie s vysokou přesností.

Skutečná dosažitelná tolerance závisí na stroji, materiálu, tloušťce, řezných podmínkách a výrobních požadavcích, takže specifikace by měly být vždy hodnoceny na základě kompletní konfigurace stroje spíše než jediného čísla přesnosti.

Vynikající využití materiálu

Software pro vnořování může efektivně uspořádat více dílů na plechu před řezáním.

To pomáhá výrobcům snížit zbytečný odpad a lépe využít drahé materiály.

Nižší požadavky na zpracování po řezání

Laserové řezání může produkovat čisté, přesné hrany s relativně malou mechanickou silou a omezenou tepelnou deformací, pokud je proces správně nakonfigurován.

Pro mnoho aplikací to snižuje množství potřebného sekundárního obrábění nebo ručního dokončování.

Snadná CNC automatizace

Moderní 2D laserové řezací systémy lze integrovat s:

• Automatické nakládání a vykládání
• Otočné stoly
• Systémy skladování materiálu
• CNC software pro vnořování
• Systémy řízení výroby
• Automatické třídění dílů

Díky tomu je 2D laserové řezání vhodné jak pro zakázkové dílny, tak pro velkoobjemová výrobní prostředí.

Co je 3D laserové řezání?

3D laserové řezání se používá ke zpracování obrobků, které již nejsou jednoduše ploché plechy. Výrobci pracující s tvarovanými nebo složitými trojrozměrnými součástmi mohou vyžadovat 3D laserový řezací stroj spíše než konvenční plochý systém.

Místo udržování operace laserového řezání na jedné rovinné ploše může laserová hlavice, obrobek nebo obojí změnit orientaci během řezání.

To umožňuje stroji zpracovávat:

• Tvarované kovové díly
• Lisované komponenty
• Hydroformované komponenty
• Zakřivené povrchy
• Složité trojrozměrné struktury
• Určité trubky a profily
• Komponenty vyžadující úhlové nebo prostorové řezy

Klíčovou výhodou je flexibilita, když geometrie obrobku činí konvenční ploché řezání nepraktickým.

Jak funguje 3D laserové řezání?

Systém 3D laserového řezání typicky kombinuje koordinovaný pohyb s řezací hlavicí nebo systémem polohování obrobku schopným zvládat měnící se geometrii povrchu.

Během procesu řezání musí systém udržovat vhodný vztah mezi:

• Laserovým paprskem
• Řezným povrchem
• Polohou ohniska
• Směrem řezání

To umožňuje laseru sledovat složité obrysy při zachování vhodných řezných podmínek.

Některé průmyslové systémy používají víceosé řezací hlavice, zatímco jiné používají robotické nebo specializované víceosé konfigurace v závislosti na aplikaci.

Jaké díly jsou vhodné pro 3D laserové řezání?

3D laserové řezání se stává užitečným, když je díl již tvarován nebo když proces řezání z plochého plechu nemůže snadno vytvořit požadovanou geometrii.

Typické aplikace zahrnují:

Automobilové komponenty

3D laserové řezání lze použít pro ořezávání a zpracování tvarovaných automobilových komponentů, včetně lisovaných a tvářených za tepla dílů.

Je zvláště užitečné, když má komponent složitý povrch a řezný obrys musí sledovat trojrozměrnou geometrii.

Letecké komponenty

Letecká výroba často zahrnuje složité struktury s náročnými rozměrovými a geometrickými požadavky.

3D laserové zpracování lze použít pro ořezávání a řezání tvarovaných komponentů a dalších složitých kovových dílů.

Tvarované kovové komponenty

Hluboce tažené, lisované, hydroformované nebo jinak tvarované komponenty mohou vyžadovat 3D laserové řezání pro přesné ořezávání, otvory, štěrbiny nebo jiné prvky.

2D vs. 3D laserové řezání: Jaký je rozdíl?

Nejjednodušší způsob, jak pochopit rozdíl, je zaměřit se na geometrii obrobku.

Vlastnost	2D laserové řezání	3D laserové řezání
Hlavní obrobek	Ploché plechy a desky	Tvarované, zakřivené nebo trojrozměrné díly
Geometrie řezání	Rovinné obrysy	Trojrozměrné obrysy
Typický pohyb	Dráha řezání X-Y s řízením výšky/ohniska Z	Koordinovaný víceosý pohyb a/nebo polohování obrobku
Hlavní aplikace	Výroba plechových dílů	Automobilový průmysl, letectví, tvarované komponenty a složité geometrie
Výrobní zaměření	Vysoce objemná výroba plochých dílů	Zpracování složitých dílů
Využití materiálu	Vynikající pro výrobu vnořených plechů	Závisí na geometrii obrobku
Složitost zařízení	Obecně jednodušší	Obecně složitější
Typická investice	Obecně nižší	Obecně vyšší
Nejlepší pro	Ploché součásti a plech	Tvarované nebo prostorové součásti

Nejvýznamnější rozdíl

Největší rozdíl není jednoduše v tom, zda má jeden stroj “více os”.”

2D laserový řezací stroj je optimalizován pro plochý materiál a rovinné obrysy.

3D laserový řezací systém je navržen pro zpracování nerovinné geometrie, kde laserový paprsek nebo obrobek musí měnit orientaci, aby byla zachována požadovaná řezná relace.

To je důvod, proč může mít stroj tři nebo více mechanických os a přesto být považován za 2D laserový řezací stroj.

Je 2D laserové řezání lepší než 3D laserové řezání?

Ani jedna technologie není univerzálně lepší.

Správná volba závisí na součástech, které vyrábíte.

A 2D laserový řezací stroj je obvykle lepší volbou, když:

• Většina vaší práce se skládá z plochého plechu nebo desky
• Potřebujete vysokou produkční propustnost
• Zpracováváte mnoho různých součástí ze standardních rozměrů plechu
• Využití materiálu je hlavní prioritou
• Chcete relativně jednoduchý a ekonomický výrobní systém

A 3D laserový řezací stroj je vhodnější, když:

• Vaše součásti mají složité trojrozměrné povrchy
• Zpracováváte tvarované nebo lisované součásti
• Vyžadujete řezání pod různými úhly
• Obrobek nelze efektivně zpracovat na konvenčním plochém stole
• Sekundární ořezávání nebo obrábění by jinak bylo nutné

Cílem není vybrat pokročilejší technologii. Je to vybrat technologii, která odpovídá geometrii a výrobním požadavkům součástí, které skutečně vyrábíte.

Může 2D laserový řezací stroj řezat trubky?

Ano, v závislosti na konfiguraci stroje.

Standardní plochý 2D laserový řezací stroj je navržen především pro plechy a desky. Některé stroje však mohou být vybaveny rotačním nebo integrovaným systémem pro řezání trubek pro zpracování kulatých a tvarovaných trubek. Takové stroje se obecně označují jako laserové řezací stroje na plechy a trubky.

Průmysloví výrobci strojů nabízejí systémy pro plech a trubky, které mohou přepínat mezi zpracováním plochého plechu a zpracováním trubek. TRUMPF například dokumentuje příslušenství pro řezání trubek, které umožňuje zpracování trubek a profilů na 2D laserové platformě.

Některé integrované systémy pro plech a trubky jsou navrženy pro zpracování jak plechu, tak trubek na jednom stroji, což výrobcům poskytuje další flexibilitu.

To však neznamená, že každý 2D plochý laser může řezat trubky.

Stroj musí mít odpovídající:

• Upínací systém pro trubky
• Rotační nebo trubkový zpracovatelský mechanismus
• Software
• Podporu obrobku
• Řezné parametry

Je laserové řezání trubek 2D nebo 3D?

Laserové řezání trubek může zahrnovat jak 2D, tak 3D zpracování.

Konvenční trubkový laserový řezací stroj může provádět mnoho řezných operací na kulatých, čtvercových, obdélníkových a dalších profilech otáčením trubky a pohybem řezné hlavy po naprogramované dráze.

Pokročilejší 3D trubkové laserové systémy však mohou přidat možnosti, jako jsou:

• Víceúhlové řezání
• Úkosové řezání
• Složité obrysy
• Prostorové otvory a drážky
• Pokročilejší trojrozměrné zpracování

Rozdíl tedy závisí na geometrii řezání a konfiguraci stroje, spíše než pouze na tom, zda je obrobek trubka.

To je důvod, proč výrobci trubkových laserů běžně rozlišují mezi standardními 2D systémy pro řezání trubek a specializovanými 3D nebo 5osými trubkovými laserovými systémy.

2D vs. 3D laserové řezání: Který stroj byste si měli vybrat?

Při výběru laserového řezacího stroje začněte s obrobkem, ne se specifikací stroje.

Zvažte tvar vašich dílů

Pokud většina vašich výrobků začíná jako ploché plechy a vyžaduje otvory, drážky, obrysy a výřezy, je 2D laserový řezací stroj obvykle logickou volbou.

Pokud jsou vaše díly již tvarované nebo obsahují složité trojrozměrné povrchy, může být vhodnější 3D laserové řezání.

Zvažte objem výroby

Pro velké množství plochých dílů je 2D laserové řezání obzvláště atraktivní, protože více komponentů lze vnořit na jeden plech a zpracovávat nepřetržitě.

Pokud výroba zahrnuje méně dílů, ale výrazně složitější geometrie, může flexibilita 3D systému poskytnout větší hodnotu.

Zvažte sekundární operace

Zeptejte se, zda váš současný výrobní proces vyžaduje:

• Ruční ořezávání
• Frézování
• Vrtání
• Další vytváření otvorů
• Další přípravu zkosení
• Přemísťování tvarovaných dílů

Pokud tyto operace existují, protože původní řezná technologie nemůže efektivně přistupovat k požadované geometrii, může pokročilejší řešení laserového řezání snížit počet procesních kroků.

Zvažte požadavky na automatizaci

Pro velkoobjemovou výrobu plechů mohou mít funkce jako automatické nakládání, vykládání, skladování materiálu, software pro vnořování a manipulace s díly zásadní vliv na produktivitu.

Nejlepší stroj tedy není nutně ten s nejvyšším výkonem laseru. Je to systém, který poskytuje požadovanou propustnost, automatizaci, kvalitu řezání a celkovou provozní efektivitu.

Aplikace 2D laserového řezání ve výrobě kovů

2D laserové řezání je široce používáno v průmyslových odvětvích, která vyrábějí ploché kovové komponenty.

Typické aplikace zahrnují:

Obecná výroba plechových dílů

• Rámy strojů
• Kryty
• Skříně
• Konzoly
• Panely
• Kryty
• Montážní desky

Elektrická a energetická zařízení

• Elektrické rozvaděče
• Komponenty rozváděčů
• Skříně bateriových systémů
• Komponenty pro solární montáž
• Kryty zařízení

Výroba strojů

• Konstrukční díly
• Komponenty strojů
• Příruby
• Nosné desky
• Zakázkové vyrobené díly

Zemědělská a stavební zařízení

• Konzoly
• Výztužné desky
• Konstrukční součásti
• Strojní panely
• Rámy zařízení

Co je 2D vláknový laserový řezací stroj?

2D vláknový laserový řezací stroj používá vláknový laserový zdroj k řezání plochých kovových plechů nebo desek. Technologie vláknového laseru je široce používána pro průmyslové řezání kovů díky své účinnosti, přesnosti a vhodnosti pro automatizovanou CNC výrobu.

Jak vybrat správný 2D laserový řezací stroj

Výběr 2D laserového řezacího stroje by měl začít s vašimi skutečnými výrobními požadavky.

Před zakoupením stroje zhodnoťte:

• Materiály, které zpracováváte
• Typickou tloušťku materiálu
• Maximální velikost plechu
• Požadovaný objem výroby
• Požadovanou kvalitu řezu
• Výkon laseru
• Požadavky na automatizaci
• Požadavky na nakládání a vykládání
• Software pro nesting
• Dostupný prostor v továrně
• Očekávanou návratnost investice

Je také důležité vyhodnotit skutečné vzorky řezání spíše než se spoléhat pouze na specifikace v brožurách.

Stroj, který funguje dobře pro jeden materiál a tloušťku, nemusí poskytovat stejné výsledky za jiných výrobních podmínek.

Proč zvolit Lonx Laser pro 2D a 3D laserové řezání kovů?

Společnost Lonx Laser se zabývá průmyslovými řešeními laserového řezání od roku 2008 a poskytuje zařízení výrobcům na mnoha trzích.

Naše řešení laserového řezání pokrývají aplikace zahrnující:

• Plechový kov
• Trubky a potrubí
• Konstrukční profily
• Složité požadavky na řezání
• Automatizovanou výrobu

Namísto výběru zařízení pouze na základě výkonu laseru mohou naši inženýři vyhodnotit váš materiál, tloušťku, geometrii dílů, objem výroby a požadavky na automatizaci, aby doporučili vhodnou konfiguraci.

Podívejte se, jak výrobci v různých odvětvích používají naše řešení laserového řezání v našich příbězích zákazníků.

Závěrečné shrnutí

A 2D laserový řezací stroj je primárně navržen pro efektivní a přesné řezání plochých kovových plechů a desek. Jeho síla spočívá ve vysoce výkonné výrobě, CNC automatizaci, efektivitě nestingu a konzistentním rovinném řezání.

A 3D laserový řezací stroj je vhodnější pro tvarované, zakřivené a další trojrozměrné obrobky, které vyžadují složitější řezací pohyby.

Nejdůležitějším rozdílem tedy není jednoduše počet os. Je to geometrie obrobku a řezací proces potřebný k výrobě konečného dílu.

Pro výrobce pracující převážně s plochým plechem je 2D vláknový laserový řezací stroj často nejpraktičtějším řešením. Pro složité tvarované komponenty nebo pokročilé trojrozměrné požadavky na řezání může 3D laserový systém poskytnout flexibilitu potřebnou ke snížení sekundárního zpracování.

Nejlepší stroj je nakonec ten, který odpovídá vašemu materiálu, geometrii dílů, objemu výroby, požadavkům na řezání a dlouhodobým výrobním cílům.

Hledáte správný laserový řezací stroj pro vaši aplikaci? Kontaktujte nás pro projednání vašeho materiálu, výkresů dílů a výrobních požadavků.