専門家による CNC 金属切断機の比較と選択ガイド

金属切断機はその名の通り、金属材料を切断するための専用の機械または工具です。金属切断機は、その駆動モードに基づいて手動、半自動、また​​は自動タイプに分類されます。バンドソーやチョップソーなどの多くの金属切断ツールは、安価で柔軟性があり、操作が簡単です。生産性の低い金属切断ワークショップに適しています。また、場合によっては、手動の金属切断ツールでは切断品質が低く、大きな誤差が生じることがあります。

耐久性が高く長期間にわたる金属切断作業には、CNC 金属切断機が最適です。高度な自動化、優れた精度、高効率を理由に、CNC 金属切断機を選択する金属加工会社が増えています。

この記事では、最も一般的な 4 つの CNC 金属切断機、つまりレーザー切断、プラズマ切断、ウォーター ジェット切断、フレーム切断を紹介します。各マシンにはそれぞれ長所、短所、および応用可能な用途があります。その中でもファイバーレーザーとプラズマ金属切断機が最も人気があります。さらに、この記事では CNC 金属切断機の選び方についても簡単に説明します。

CNC 金属切削とは何ですか?

コンピュータ数値制御による金属切断方法には、主にレーザー、火炎、プラズマ、ウォータージェット切断方法などがあります。 CNCネスティングソフトウェアが提供する最適化された切断プログラムにより、自動で高効率・高品質な切断を実現します。 CNC 金属切削は、現代のハイテク生産方法を代表します。金属切断 CNC マシンは、高度なコンピュータ数値制御技術と切断機械を組み合わせた製品です。

従来の手動切断と比較して、金属切断 CNC マシンは切断品質と切断効率を効果的に制御し、向上させます。

高出力の CO2 レーザー加工機はステンレス鋼も切断できますが、効率が低く、多くのエネルギーを消費します。さらに、CO2 レーザー機械の最も一般的な用途は、木材、アクリル、皮革、布地、石などの有機材料を加工することです。現在、ほとんどの板金切断用途 (特に 6 mm 未満) は主にファイバー切断システムによって行われています。

ファイバーレーザーカッターは金属切断用のCNCマシンの一種です。高密度のレーザー光を金属表面に照射し、レーザーが発するエネルギーによって金属を溶かします。レーザーヘッドはコンピューターによって与えられた一定のルートに沿って金属シート上を移動し、スリットを形成します。次に、特定の形状がシートから切り取られます。

ファイバースチール金属レーザー切断機は、非接触ベースの切断方法を採用しています。この方法は熱の影響を受ける面積が小さく、ワークにダメージを与えません。ファイバーレーザーカッターで切断された金属製品は、熱変形が少なく、精度に優れ、表面が滑らかです。これ以上の処理は必要ありません。

ファイバーレーザービームは金属に適した波長を提供し、金属材料はレーザーエネルギーを効果的に吸収できます。小さなスポット サイズと優れたビーム プロファイルにより、ほとんどの金属の切断に最適です。

ファイバーレーザー板金切断機の光電変換率は30%に達します。これにより、消費電力が大幅に節約され、使用コストが低くなります。

レーザービームの品質が高く、性能が安定しています。レーザーは摩耗しやすい反射レンズの代わりに光ファイバー伝送モードを採用しています。したがって、基本的にメンテナンスは必要ありません。

CNC 金属切断機 — プラズマ切断機

CNC プラズマ切断機は正確で信頼性が高いです。ただし、その精度はファイバーレーザー金属切断機に比べて若干劣ります。

プラズマ カッター テーブルは、高温プラズマ アークの熱を利用して金属を部分的に溶かします (蒸発させます)。また、高速プラズマ気流の力を利用して溶融金属を除去し、切り込みを形成します。金属シートの厚さが 20 mm を超える場合は、スチール金属レーザー切断機よりもプラズマ切断機の方が有利です。

CNC プラズマ テーブルは、従来の方法では切断が困難だった多くの材料を切断できます。切断速度の点では、CNC プラズマ カッターは、薄い炭素鋼シートを切断する場合、従来の酸素切断よりも数倍高速です。同時に切断面は滑らかなままであり、熱変形が小さい。

プラズマ CNC 切断機は、簡単な操作、高精度、高効率、低労働力などの多くの利点があります。自動車、機関車、圧力容器、化学機械、原子力産業、一般機械、エンジニアリング機械、鉄骨構造物などで広く使用されています。

CNC 金属切断機 — 火炎切断機

火炎切断は、ガス切断または酸素燃料切断としても知られています。 CNC 火炎切断機は、ガス炎の熱エネルギーを利用してワークピースを一定の温度に予熱します。その後、高速の切断気流を噴射して金属を溶かし、熱を放出して切断の目的を達成します。

火炎切断ガスとしては、アセチレン、プロパン、液化ガス、コークス炉ガス、天然ガスなどが一般的に使用されています。公害、エネルギー消費量、コスト比などを総合的に考慮すると、現在では天然ガスが最も適しています。しかし、天然ガスにも限界があります。たとえば、天然ガスの炎温度は高くないため、切断効率はアセチレンより劣ります。

CNCフレームメタル切断機は、厚い金属板を切断できます。厚さ1mmから1.2mまでの金属板を切断できます。その一方で、切断コストは安価です。ただし、熱の影響を受ける面積が比較的大きく、熱変形しやすい素材です。したがって、フレームメタル切断機の切断精度は他の切断方法に比べて相対的に劣ります。

CNC 金属切断機 - ウォーター ジェット切断機

CNCウォータージェット切断機は、高圧水を使用して切断する機械です。技術の継続的な改良により、ガーネット砂、エメリー、その他の研磨剤が高圧水に混合され、切断が容易になります。これにより、CNC ウォータージェット金属切断機の切断速度と切断厚さが大幅に向上しました。

レーザー切断、プラズマ切断、フレーム切断と比較して、ウォータージェット切断のみが冷間切断モードに属します。研磨ウォータージェットの運動エネルギーを直接利用して金属を切断します。切断時に発生する熱を高速ウォータージェットにより瞬時に奪います。また、切断プロセスでは有害物質が生成されず、金属に熱影響もありません。

切削材料の物理的・化学的性質に影響を与えないという利点があります。また、熱変形がなく、スリットが狭く、高精度で、切断面が滑らかで、クリーンで汚染がありません。従来の加工方法では加工できなかった素材や加工が困難な素材の加工が可能です。たとえば、ガラス、セラミック、複合材料、反射材料、化学繊維、感熱材料など。

金属切断機の比較

金属の切断方法切断厚さ
(おおよそ)特徴価格帯
(約)レーザーカット0.1～20mm最高精度
優れた切断品質$10,000-$100,000プラズマ切断0.5-100mm高精度
速い切断速度$2,000-$9,000フレーム切断4-150mm最大切断厚さ
精度が低い$2,000-$5,000ウォータージェット切断<100mm熱影響なし
有機材料のカット$9,000-$40,000

レーザー金属切断機は主に酸化しにくい金属の切断に使用されます。例えば、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、およびそれらの合金。薄い金属板やチューブの切断にその利点を最大限に発揮します。スチールレーザー切断機は、4 つの金属切断方法の中で切断速度が速く、精度が最も高いです。位置決め精度は0.03mmに達し、繰り返し位置決め精度は0.02mmに達します。切断に加えて、素材に影響を与えることなく薄い金属を彫刻することもできます。

異なる作動ガスを使用したプラズマ金属切断機は、酸素では切断が難しいあらゆる種類の金属を切断できます。特に非鉄金属（ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル）の切削効果が優れています。プラズマ切断にはある程度の熱影響があり、その精度はレーザー切断機よりも低くなります。切断面に二次加工を施すのは容易ではありません。 CNC プラズマ テーブルは、ファイバー レーザー カッターよりも厚い金属板を切断できます。

CNC フレームメタル切断の利点は、数インチの厚さの鋼のような非常に厚い金属を切断できることです。ただし、炭素鋼、低合金鋼、鋳鉄など、切断できる金属材料の種類は限られています。他の種類の材料のほとんどは、火炎切断ではきれいに切断されません。また、火炎切断は一般にプラズマ切断やウォータージェット切断よりも時間がかかります。火炎切断の精度は一般にそれほど高くありません。

ウォータージェット切断は金属だけでなく、さまざまな種類の材料を切断できます。また、ウォータージェット切断は危険なガスを排出しないため、プラズマ切断や火炎切断よりもはるかにクリーンです。硬い金属の厚切りには適しません。ウォーター ジェット金属切断機は高価で、かなりのメンテナンスが必要になる場合があります。

金属切断機の選び方

金属切削 CNC マシンを選択する際には、考慮すべき要素が数多くあります。ここにいくつかの提案があります。購入する場合は、実際の処理ニーズ、予算、使用条件などに基づいて具体的な選択を行う必要があります。

切断の精度と品質に厳しい要件があり、金属材料の厚さが 0.2 ～ 20 mm の場合、ファイバー レーザー マシンが最適な選択です。スチールレーザー切断機は、高品質かつ高速で多数の金属部品を切断できます。これらの部品は加工せずにそのまま使用できます。ただし、高額な初期投資を覚悟する必要があります。

プラズマ カッター テーブルは、ほとんどの導電性金属の切断に適しています。主に 3 ～ 4 インチの板金を切断する場合は、プラズマ金属切断機を検討できます。プラズマ カッターは、非常に高温で局所的な「円錐」を生成して切断します。したがって、シートメタルを湾曲した形状や角度のある形状に切断するのに非常に役立ちます。

CNC 火炎切断機は、生産投資が少なく、加工厚さが大きくなります。精度要件が低い粗金属加工産業に適しています。金属材料のリサイクル業界に携わっている場合、フレームメタル切断機は良い選択となる可能性があります。たとえば、大きなスクラップ鋼板、鋼鋳物、スクラップボイラー、鋼構造フレームを切断します。

ウォータージェット切断は、金属に加えて、セラミック、石材、ガラス、発泡体、ゴム、皮革、複合材料の切断にも適しています。厚さ 6 インチまでの金属や、18 インチまでのその他のほとんどの材料を切断する必要がある場合は、ウォーター ジェット切断を検討してください。

金属切断機の推奨

上記の比較から、高精度、高速、高品質の切断が必要な場合は、レーザーおよびプラズマ加工機が最適な選択であることがわかります。レーザー切断機とプラズマ金属切断機を紹介します。

ファイバーレーザー金属切断機

このレーザー板金切断機は、1000W から 12000W までの多くのレーザー出力オプションで利用できます。有効加工サイズも 1530、1540、1560、2040、2560 などから選択できます。レーザー金属切断機の価格は出力とサイズによって大きく異なります。一般に、出力とサイズが大きくなるほど、レーザー金属切断機の価格は高くなります。

ファイバーレーザーによる金属切断プロセスには、特定のガスの助けが必要です。金属シートが異なれば、必要な補助ガスの種類も異なる場合があります。例えば、炭素鋼板を切断する場合、通常、補助ガスとして酸素（O2）が使用されます。ステンレス鋼板や真鍮板には窒素（N2）が使用されます。次のビデオは、ファイバー メタル レーザー カッターがさまざまな厚さの炭素鋼と真鍮のシートを切断する様子を示しています。

ビデオ 1:厚さ 3mm、6mm、16mm、20mm の炭素鋼板を切断するファイバー レーザー板金切断機。

ビデオ 2:厚さ 2mm、3mm、5mm の真鍮シートを切断する金属レーザー切断機。

上記のすべての金属切断 CNC マシンの中で、ファイバー金属切断マシンの価格が最も高くなります。ファイバーメタル切断機の価格は 10,000 ドルから 30,000 ドルの範囲であり、多くの要因によって影響されます。たとえば、レーザー出力、機械のサイズ、国産部品または輸入部品などです。

CNC プラズマ カッター販売中

Blue Elephant 5×10 CNC プラズマ カッター テーブル

金属板やチューブを切断するための高効率CNCプラズマ切断機です。鋼、炭素鋼、チタン鋼などの金属を最大80mmまで切断できます。このプラズマテーブルの特徴は、高速、高精度、簡単な操作です。

ワークテーブルのサイズは 1500x3000mm ですが、1300x2500mm、2000x4000mm、またはそれ以上のものもあります。金属板の切断の他、角パイプの切断も簡単に行えます。お客様が丸い金属製品を切断したいというご要望があれば、このプラズマ テーブルに回転装置を追加することもできます。

理論的には、CNC プラズマ切断機は AutoCAD で描画できるあらゆる形状を切断できます。ユーザーフレンドリーなオペレーティング システムとインターフェースにより、金属切断プロセスは習得しやすく、操作も簡単です。

切断精度は金属レーザーカッターに劣りますが、幅広い用途に使用できます。 CNC プラズマ金属切断機は、化学機械、自動車、機器製造、その他のエンジニアリング機械業界で広く使用されています。

これは、1530 プラズマ カッター テーブルが大きな四角いチューブから不規則な形状を切断する様子を示したビデオです。

結論

この記事では、レーザー切断、プラズマ切断、フレーム、ウォータージェット切断という 4 つの金属切断 CNC マシンを簡単に紹介します。これらの機械はすべてCNC制御を採用しているため、柔軟性と効率性の機能を備えています。ただし、動作原理、切断精度、機械の価格、用途などにいくつかの違いがあります。したがって、金属切断機を選択する前に、加工ニーズと必要な精度を把握することが重要です。

4 つの中で最も人気があるのは、金属レーザー カッターと CNC プラズマ金属切断機です。精密機器、自動車、航空宇宙、およびより高い精度を必要とするその他の産業は、ファイバーレーザー切断機を選択できます。 CNC プラズマ テーブルは、自動車、化学機械、エンジニアリング、その他の金属加工業界でも幅広く使用されています。

Blue Elephant では、高精度レーザー加工機とプラズマ切断機の複数のモデルを提供しています。上記の 2 つ以外にも、さまざまな機能を備えた金属切断機のモデルが多数あります。さらに詳しい情報が必要な場合は、今すぐご連絡ください。