So Sánh Cắt Laser Và Cắt Dây CNC: Khi Nào Dùng Phương Pháp Nào?
Cắt laser nhanh hơn nhiều lần và rẻ hơn khi cắt biên dạng trên kim loại tấm mỏng đến trung bình. Cắt dây CNC (cắt dây tia lửa điện, wire EDM) chậm nhưng đạt độ chính xác cấp micromet, cắt được phôi dày hàng trăm milimét và thép đã tôi cứng. Chọn laser cho chi tiết tấm, khung, vỏ; chọn cắt dây cho khuôn, dao, chi tiết chính xác cao.
Bài viết dành cho kỹ sư thiết kế, bộ phận mua hàng và chủ xưởng cơ khí đang phân vân nên gửi chi tiết đi cắt laser hay cắt dây. Lưu ý trước: Kim Phát làm cắt laser, không có máy cắt dây, nên phần so sánh dưới đây cũng chỉ ra khi nào bạn nên tìm xưởng cắt dây.
Hỏi laser hay cắt dây chính xác hơn thì cắt dây thắng. Nhưng câu hỏi đúng là chi tiết của bạn cần chính xác đến mức nào, và bạn sẵn sàng trả bao nhiêu thời gian cho mức đó.
— Laser CNC Kim Phát
Chọn nhanh: laser hay cắt dây?
Chọn theo đặc điểm của chi tiết, không theo thói quen:
- Tấm thép dưới 30 mm, inox dưới 12 mm, cần dung sai khoảng ± 0,1 mm trở lên: cắt laser
- Số lượng từ vài chục đến hàng nghìn chi tiết, cần tiến độ nhanh: cắt laser
- Khuôn dập, chày cối, dao cắt, thép đã tôi cứng như SKD11: cắt dây
- Dung sai cần đạt cấp vài micromet, cạnh thẳng đứng tuyệt đối: cắt dây
- Phôi dày trên 50 mm, khối đặc: cắt dây (hoặc phương pháp khác)
- Vật liệu không dẫn điện: cắt dây không làm được
1. Nguyên lý: chùm tia và tia lửa điện
Cắt laser fiber hội tụ chùm tia bước sóng khoảng 1070 nm thành điểm rất nhỏ, làm nóng chảy kim loại, và dùng khí oxy hoặc nitơ thổi kim loại lỏng ra khỏi mạch cắt. Cắt dây CNC dùng một sợi dây đồng thau, thường có đường kính khoảng 0,25 mm, làm điện cực. Phôi và dây ngâm trong nước khử ion; tia lửa điện phóng liên tục giữa dây và phôi ăn mòn dần vật liệu theo đường lập trình. Vì dây không chạm vào phôi, cắt dây không gây lực cơ học lên chi tiết.
2. Độ chính xác và chất lượng cạnh
Cắt dây là một trong những phương pháp gia công chính xác nhất, dung sai có thể đạt vài micromet, cạnh cắt thẳng đứng và gần như không có vùng ảnh hưởng nhiệt đáng kể. Cắt laser có độ chính xác định vị lặp lại của máy khoảng ± 0,02 mm, còn dung sai thực tế của chi tiết thường ở mức phần mười milimét, phụ thuộc vật liệu và độ dày. Với tấm dày, mạch cắt laser có độ côn nhẹ và mép có vân cắt. Phần lớn chi tiết kết cấu, vỏ tủ, khung máy không cần chính xác hơn mức này.
3. Tốc độ và chi phí
Tốc độ cắt dây thường được đo bằng milimét vuông trên phút, tức diện tích mặt cắt, nên phôi càng dày càng chậm. Một đường cắt laser vài giây trên tấm thép mỏng có thể mất hàng chục phút khi cắt dây. Vì vậy, với chi tiết tấm số lượng nhiều, cắt laser rẻ hơn rõ rệt. Cần phân biệt: con số 120 m/phút của máy laser 6kW là tốc độ di chuyển tối đa của đầu cắt giữa các đường, không phải tốc độ cắt thực tế, vốn giảm dần theo độ dày tấm.
4. Vật liệu và độ dày
Cắt dây chỉ làm được vật liệu dẫn điện, nhưng không bị giới hạn bởi độ cứng, nên cắt được thép đã tôi, hợp kim cứng và phôi dày hàng trăm milimét. Cắt laser làm việc trên thép carbon, inox, nhôm, đồng, tôn mạ kẽm, với độ dày giới hạn theo công suất máy; tại Kim Phát là dưới 30 mm thép carbon và dưới 12 mm inox. Laser cắt nhanh cả hình dạng ngoài lẫn lỗ bên trong mà không cần khoan lỗ mồi, trong khi cắt dây cần lỗ mồi để luồn dây khi cắt biên dạng kín bên trong.
5. Kết hợp hai phương pháp
Trong nhiều dự án, hai phương pháp bổ sung cho nhau. Ví dụ, phần tấm đế, gân, vỏ bao của đồ gá được cắt laser cho nhanh, còn các chốt định vị hoặc bề mặt lắp ghép chính xác được cắt dây hoặc gia công cắt gọt. Một cách khác là cắt laser phôi gần đúng hình dạng rồi cắt dây tinh lại, giảm thời gian chạy máy cắt dây. Với khuôn dập, cắt laser thường được dùng để làm mẫu thử trước khi đầu tư cắt dây khuôn thật.
Tóm lại
Cắt laser là lựa chọn mặc định cho chi tiết kim loại tấm: nhanh, chi phí thấp, độ chính xác đủ cho kết cấu, vỏ, khung và trang trí. Cắt dây CNC dành cho khuôn, dao, thép tôi cứng và chi tiết yêu cầu dung sai cấp micromet. Nếu chưa chắc chi tiết của mình thuộc nhóm nào, gửi bản vẽ kèm dung sai yêu cầu để được tư vấn phương pháp phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
Cắt dây CNC là gì?
Cắt dây CNC, hay cắt dây tia lửa điện (wire EDM), là phương pháp dùng sợi dây kim loại mảnh làm điện cực, phóng tia lửa điện để ăn mòn vật liệu dẫn điện theo đường lập trình. Phương pháp này đạt độ chính xác rất cao, thường dùng làm khuôn dập, chày cối và chi tiết thép đã tôi cứng.
Cắt laser có chính xác bằng cắt dây không?
Không. Cắt dây đạt dung sai cấp vài micromet, còn cắt laser thường đạt ở mức phần mười milimét tùy vật liệu và độ dày. Tuy vậy, độ chính xác của laser đủ cho phần lớn chi tiết kết cấu, vỏ tủ, khung máy và trang trí, với tốc độ nhanh và chi phí thấp hơn nhiều.
Kim Phát có nhận cắt dây CNC không?
Hiện Kim Phát không có máy cắt dây, chỉ tập trung vào cắt laser tấm, cắt laser ống, chấn và hàn. Với chi tiết cần cắt dây như khuôn dập hoặc chày cối, bạn nên tìm xưởng chuyên gia công khuôn. Phần tấm đế, gân, vỏ của cụm chi tiết vẫn có thể cắt laser tại Kim Phát.
Cắt thép đã tôi cứng nên dùng phương pháp nào?
Nên dùng cắt dây CNC, vì phương pháp này không bị ảnh hưởng bởi độ cứng vật liệu và không làm thay đổi tổ chức kim loại ở mép cắt đáng kể. Cắt laser đưa nhiệt vào mép cắt, có thể làm thay đổi độ cứng vùng gần mép, không phù hợp với chi tiết đã nhiệt luyện hoàn chỉnh.
