大多數加工作業的第一階段是切割，無論工件、棒材、棒材或板材的形狀如何。切割是指將工件劈開或將其轉變成所需的幾何形狀。切割工藝有兩種常見類型：剪切和非剪切切割。
在我們以前的 文章, “在《鈑金切割工藝基礎》中，我們深入研究了鋸切、沖孔、拉削、落料和分切等剪切技術，這些技術涉及施加超過材料最大剪切強度的剪切力來切割指定位置。
然而，在本文中，我們的重點將是非剪切方法。具體來說，我們將討論三種主要非剪切切割技術的功能： 激光切割、水刀和等離子切割。非剪切切割 由於其能夠切割複雜的形狀、使用多種材料並產生高品質的結果，因此在製造業中變得越來越重要。話雖如此，讓我們探討一下雷射、水刀和等離子切割的優點和應用。
數控雷射切割能力
CNC激光切割
數控 激光切割 技術使用強雷射光束將工件切割成所需的形狀。它是適用於多種材料的精密製造過程之一。它最適合低電導率的脆性材料， 鋼材雷射切割， 和碳鋼切割。
雷射以集中光束的形式發射光子，擊中切割位置，熔化工件，並形成堅固的接頭。
- 厚度能力
機械加工專案需要切割具有不同厚度的板材和其他工件。這 雷射切割應用適用於厚度為 0.5 至 12 毫米的零件。厚度範圍取決於雷射機的功能和材料類型。
增加力量 激光切割機 提高了切割最厚工件的能力。但不建議厚度超過 12 毫米。它降低了結果的品質。
| 雷射功率（W） | 課程教材 | 最大厚度（毫米） |
| 500W¯¯ | 碳素鋼 | 6 |
| 不銹鋼 | 3 | |
| 鋁 | 2 | |
| 銅 | 2 | |
| 1000W¯¯ | 碳素鋼 | 10 |
| 不銹鋼 | 5 | |
| 鋁 | 3 | |
| 銅 | 3 | |
| 200W | 碳素鋼 | 16 |
| 不銹鋼 | 8 | |
| 鋁 | 5 | |
| 銅 | 5 | |
| 3000W¯¯ | 碳素鋼 | 20 |
| 不銹鋼 | 10 | |
| 鋁 | 8 | |
| 銅 | 8 |
- 製造靈活性
鈑金切割 由於能夠使用多種材料進行複雜切割，因此使用雷射為設計人員提供了更多自由。
- 切割速度
雷射切割比其他傳統的基於刀片的切割方法更快，可達每分鐘 2 公尺（70 英吋），具體取決於複雜性、所需公差和材料類型。
- 精準能力
由於非接觸式切割，雷射切割即使是複雜且最小的切割也能提供高精度。 光纖激光切割 可以保持±0.001英吋的公差，而CO2雷射則保持±0.002英吋。
- 材質選擇
雷射切割適用於多種材料，例如不銹鋼、銅、鈦、鋁、黃銅、碳鋼、木材、壓克力等。然而，它不適合一些常見的製造材料，例如PVC、 ABS和玻璃纖維。
- 濕切能力
切割管子時，雷射可以到達內壁並造成熱損壞。然而，可以使用管內的水流（低，直徑<0.1英吋）來消除它。
閱讀更多： 雷射切割過程中常見的缺陷
今天讓我們開始一個新項目
水刀切割能力
水刀切割
水刀 使用高壓水刀切割材料。對於較硬的材料，水柱可能含有磨料顆粒，例如碳化矽、氧化鋁、沙子和花崗岩。當水柱以高壓（210-620 MPa）衝擊切割位置時，它會加速侵蝕直至切割邊緣。
水刀切割有兩種類型：純水和磨料水刀切割。純水噴射適用於較軟的材料，例如織物、塑膠和金屬箔。同時，磨料可用於切割不銹鋼、碳鋼、銅和其他金屬工件。
使用水刀對工件進行成型對於各種應用來說都是一種非常有效的方法，特別是在熱性能損壞會影響零件功能的情況下。
- 厚度能力
使用碳化矽等高磨蝕性材料，您可以切割厚達 30 公分（硬質材料）和厚達 100 公分（泡沫等軟質材料）的材料。因此，水刀切割是切割厚板的最佳方法。
當硬質材料顆粒與水混合時，切割較厚工件的能力會增強。此外，水刀壓力也會影響這一點。
| 材料類型 | 厚度限制 |
| 不銹鋼 | 最大18厘米，理想情況是10毫米 |
| 碳素鋼 | 10厘米 |
| 鋁 | 20cm |
| 銅 | 0.5至17厘米 |
- 精密
水刀切割提供的一般公差為±0.05毫米。切割精度取決於工件的厚度，隨著厚度的增加精度略有下降。然而，無論如何它都不會超過2.5毫米。
- 材質選擇
水刀切割幾乎適用於所有材料（鑽石除外）。它可以切割所有類型的金屬、合金、複合材料、塑膠等。軟質材料可以用純水刀切割，帶有磨料顆粒的水射流適用於硬質材料。
- 財產保留能力
熱切割金屬會影響切割位置的周圍（熱影響區）。熱損壞的部分會失去強度和其他機械性質。由於水刀切割使用強壓力而不是強熱，因此不會有任何熱影響區，並且會保留工件的所有性能。
- 切割速度
水刀切割的切割速度比雷射切割低。然而，比其他傳統的基於刀片的切割方法更快，速度可達每分鐘 50 公分（30 英吋），具體取決於工件的複雜性、磨料顆粒的硬度、所需的公差和硬度。
等離子切割能力
等離子切割工藝
通常等離子體是指物質的最高熱態；它位於固體、液體和氣體之後。氣體劇烈加熱後會得到等離子體。等離子切割使用氬氣、氮氣、壓縮空氣和其他氣體，透過加熱電弧將其轉化為等離子體。等離子溫度可達25000℃o C.
集中的等離子束創造了有效且精確的切割機制。此時，等離子撞擊材料表面並熔化切割位置，當等離子束沿著厚度端行進時，高壓氣體會將熔化的材料移除。
數控 等離子切割 在精度和重複性方面具有各種能力。它在使用導電材料時可產生最佳效果。能夠在水中工作是最大的優勢之一。
- 厚度能力
一般來說，等離子可以切割厚度達 50 毫米的工件，但先進的自動化等離子切割機可以切割厚度超過 100 毫米的工件。然而，這也取決於材料類型。例如，鋁材不建議超過40mm。其他影響厚板切割能力的因素包括等離子體溫度、光束濃度、額定輸出等。
- 精密
等離子弧切割的一般公差為±0.3至2.54mm。尖端設備（如海寶切割技術）可保持低至±0.015。此外，材料、厚度和切割機技術也會影響公差。
- 切割速度
切割速度範圍為350至800毫米/分鐘。然而，速度會受到操作員技能、機器的額定輸出、工件的厚度和硬度的影響。
- 材質選擇
等離子切割非常適合切割銅、鋼和黃銅等導電材料。然而，不銹鋼和鋁等其他材料也相當相容，因為它們的熔點較低，會導致火炬的反射。建議避免使用導電性差的材料（如錳、鉛、鎢和錫）進行等離子切割。
- 水下切割能力
等離子切割技術非常適合水下作業。切割厚度的極限取決於材料的種類和額定功率。例如，鋁、不銹鋼和碳鋼可在水下切割厚度達 2 英吋。
結論
非剪切切割技術可以創建更複雜的形狀。非剪切切割技術有多種功能。雷射光束可以高速精確地切割，等離子提供水下切割能力，水柱可以切割非常堅硬和厚的材料。每種非剪切切割技術也顯示出一些獨特的功能。雷射切割提供了設計靈活性，水柱對熱性能的損害為零，而等離子體可以為高熔點材料產生最佳效果。
不同的非剪切切割技術能力允許自由精確地切割任何材料。儘管如此，機器自動化、操作員技能和工程經驗都會影響最終結果的品質。
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常見問題解答
非剪切切割原理是什麼意思？
在不施加剪切力（或使用刀片機構）的情況下將原始工件切割或轉換成形狀稱為非剪切切割原理。它使用強熱、高壓或研磨介質。
哪種非剪切技術能夠產生嚴格的公差？
與其他非剪切技術相比，雷射切割技術具有更嚴格的公差。它可以輕鬆地與所有相容的材料板保持 ± 0.002 英吋的公差。此外，它還提供高切割速度。
使用非剪切切割技術有哪些優點？
它幾乎可以用於任何材料，切割高厚度工件，並提供精度和嚴格的公差，以及許多其他獨特的優勢。雷射光束提供高切割速度和精度，雷射切割具有水下切割能力，水柱可以切割非常堅韌和厚的材料。
非剪切方法的應用有哪些？
非剪切切割方法適用於汽車、建築、五金、電子、管道、航空航太、熱力和其他應用。
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