Nowoczesne metody cięcia stali – porównanie cięcia laserowego, plazmowego i wodnego

Cięcie jest jednym z pierwszych i zarazem najbardziej istotnych etapów kształtowania komponentów stalowych. W zależności od rodzaju stali, jej grubości, wymaganej dokładności oraz założonego tempa pracy, stosuje się różne techniki obróbcze. Trzy najczęściej wybierane metody to cięcie laserowe, plazmowe oraz strumieniem wody. Każda z nich posiada określone zalety, ograniczenia technologiczne oraz konkretne zastosowania, które warto dokładnie przeanalizować przed wyborem odpowiedniego rozwiązania. Niniejszy artykuł przedstawia porównanie tych trzech metod, uwzględniając aspekty techniczne, ekonomiczne oraz jakościowe.

Cięcie laserowe – wysoka dokładność i automatyzacja procesu

Technologia cięcia laserowego znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagana jest powtarzalność oraz precyzja rzędu dziesiątych milimetra. Działanie lasera opiera się na skupieniu energii świetlnej o wysokiej gęstości mocy na niewielkim obszarze materiału. Efektem jest lokalne stopienie, a następnie wydmuchanie materiału gazem technicznym, najczęściej azotem lub tlenem. Dzięki temu uzyskuje się wyjątkowo wąską szczelinę cięcia – kerf.

Laser doskonale sprawdza się przy cięciu cienkich i średniej grubości blach stalowych, gdzie grubość materiału nie przekracza zazwyczaj 20–25 mm. Automatyzacja całego procesu, integracja z systemami CAD/CAM oraz możliwość cięcia z dużą prędkością wpływają na wysoką wydajność i powtarzalność. Kolejną zaletą tej technologii jest możliwość dokładnego wycinania elementów o skomplikowanych kształtach bez użycia narzędzi mechanicznych.

Cięcie plazmowe zmechanizowane lub ręczne

Metoda cięcia plazmowego opiera się na zjawisku łuku plazmowego, który powstaje między elektrodą a materiałem obrabianym. Cięcie plazmowe może być realizowane zarówno w sposób zmechanizowany, jak i ręczny, w zależności od wymagań produkcyjnych i charakteru zlecenia. Zmechanizowane systemy CNC zapewniają większą precyzję i powtarzalność, natomiast wersje ręczne znajdują zastosowanie przy pracach montażowych i zadaniach serwisowych.

Proces ten jest znacznie szybszy niż cięcie wodne i konkurencyjny względem lasera, zwłaszcza przy większych grubościach stali – powyżej 30 mm. Powierzchnia cięcia może jednak wymagać dodatkowej obróbki mechanicznej, szczególnie w przypadku elementów, które będą poddawane spawaniu lub malowaniu proszkowemu.

Cięcie strumieniem wody – obróbka bez ingerencji termicznej

Technologia waterjet polega na przecinaniu materiału za pomocą bardzo cienkiego, wysokociśnieniowego strumienia wody, często wzbogaconego ścierniwem (głównie garnetem). Brak termicznego oddziaływania na stal stanowi przewagę w zastosowaniach wymagających zachowania integralności materiału – szczególnie w przemyśle lotniczym, petrochemicznym czy medycznym.

Technika ta pozwala na cięcie bardzo grubych elementów – nawet powyżej 200 mm, w zależności od wybranej dyszy – oraz obróbkę stali w połączeniu z innymi materiałami np. gumą, ceramiką, aluminium, co nie jest możliwe przy użyciu lasera lub plazmy. Wodą można także ciąć metale, które uległy korozji. Minusem pozostaje mniejsza prędkość cięcia i wyższe koszty eksploatacyjne związane z zużyciem ścierniwa oraz energii potrzebnej do generowania wysokiego ciśnienia. Zaletą jest natomiast wyjątkowo gładka krawędź, niewymagająca dalszego szlifowania.

Którą metodę cięcia stali wybrać?

Wybór odpowiedniej metody cięcia stali powinien być podyktowany m.in. parametrami technologicznymi, celem końcowym obróbki i wymogami jakościowymi projektu. Cięcie laserowe oferuje największą precyzję i automatyzację, przez co jest idealne dla produkcji seryjnej i cienkich materiałów. Cięcie plazmowe zapewnia korzystną równowagę między kosztami a szybkością pracy przy grubszych blachach, natomiast technologia waterjet stanowi bezkonkurencyjne rozwiązanie w zastosowaniach wymagających uniwersalności materiałowej. Każda ze wspomnianych metod ma swoje miejsce w przemyśle metalowym, a dobór odpowiedniego narzędzia warto pozostawić profesjonalistom. Będą oni w stanie precyzyjnie ocenić wymagania techniczne projektu i ekonomiczną opłacalność zastosowania danej technologii.