Hoàn thiện cạnh cắt laser sợi quang
Từng là một công nghệ mới và không quen thuộc trong ngành chế tạo kim loại tấm, laser sợi quang hiện được coi là một phương pháp đã được chứng minh và đáng tin cậy đối với các hoạt động bao hình.
Một lợi ích của việc sử dụng laser sợi quang để thực hiện tẩy trống là cạnh sạch, không có oxit mà bạn có thể thu được bằng cách sử dụng khí hỗ trợ nitơ đi kèm với nó. Việc không có quá trình oxy hóa giúp cải thiện các quy trình tiếp theo như sơn tĩnh điện và hàn vì có thể đạt được độ bám dính và khả năng hàn tốt hơn.
Bạn có thể cải thiện cạnh cắt của máy đột laser sợi quang bằng cách tối ưu hóa khí hỗ trợ và công nghệ vòi phun.
Độ tinh khiết nitơ
Mức độ tinh khiết của nitơ đóng một vai trò lớn trong chất lượng cạnh và bộ phận. Hiểu những gì mong đợi từ mức độ tinh khiết có thể giúp bạn đạt được chất lượng bộ phận mong muốn và các mục tiêu cuối cùng khác như độ bám dính của lớp sơn tĩnh điện hoặc khả năng hàn. Nếu muốn có lớp hoàn thiện màu bạc sáng cho các ngành công nghiệp như thiết bị cấp thực phẩm và y tế, thì mức độ tinh khiết cần phải là 99,9 phần trăm (xem Hình 1 ).
Nếu thị trường bạn cung cấp là dụng cụ nông nghiệp và độ bám dính của sơn tĩnh điện và các bộ phận mỗi ngày là lĩnh vực trọng tâm chính của bạn, mức độ tinh khiết nitơ thấp hơn như 98 hoặc 99 phần trăm có thể đạt được kết quả cần thiết. Hiểu được mức độ nào là cần thiết là điều quan trọng trong việc định cỡ trước máy tạo nitơ của bạn để tránh những thất vọng về chất lượng cạnh hoặc hiệu suất máy sau thực tế.
Tiêu thụ Nitơ cao hơn, Chi phí
Cho dù máy laser sợi quang là máy tẩy laser đầu tiên của bạn hay bạn đã chuyển đổi từ máy laser CO2, mức tiêu thụ khí hỗ trợ của bạn, đặc biệt là nitơ, sẽ cao hơn. Mức tiêu thụ nitơ tăng này là do một số yếu tố.
Với công nghệ sợi có xếp hạng công suất cao hơn nhiều so với máy cắt laser CO2, giờ đây bạn có thể xử lý các vật liệu mà trước đây phải cắt bằng oxy. Tia laser CO2 của bạn có thể bị giới hạn trong việc cắt thép nhẹ bằng khí hỗ trợ nitơ ở độ dày 3/16 inch hoặc vật liệu 7 thước. Với công suất công suất cao hơn của laser sợi quang, phạm vi xử lý nitơ thép nhẹ có thể được mở rộng đến độ dày 3/8 inch hoặc thậm chí ½ inch.
Bởi vì phạm vi xử lý của laser sợi quang rộng hơn, nên mức tiêu thụ khí nitơ cũng sẽ lớn hơn. Khả năng cắt vật liệu dày hơn bằng nitơ rõ ràng sẽ làm tăng mức tiêu thụ nitơ của bạn vì tốc độ dòng chảy cao hơn là cần thiết.
Ví dụ: laser CO2 4 kilowatt có thể đã sử dụng 1.700 feet khối tiêu chuẩn mỗi giờ (SCFH) để cắt 3/16-in.-dày hoặc 7-ga. thép nhẹ. Việc cắt vật liệu dày 3/8 inch sẽ tăng gấp đôi lượng khí tiêu thụ lên 3.400 SCFH.
Cắt giảm tiêu thụ nitơ, tăng cường cạnh cắt
Có một số cách để chống lại nhu cầu nitơ gia tăng này: trộn khí, công nghệ vòi phun và hệ thống tạo nitơ. Tất cả những điều này cũng có thể giúp cải thiện chất lượng cạnh.
Hình 1 Độ tinh khiết của khí nitơ càng cao thì lớp hoàn thiện càng sáng.
Trộn khí. Hệ thống trộn cho phép bạn đưa lượng oxy đã điều chỉnh vào quy trình cắt của mình, giảm lượng nitơ tiêu thụ. Điều này thực sự dẫn đến chất lượng cạnh tốt hơn và tăng tốc độ nạp trong nhiều vật liệu.
Khi hệ thống phân phối nitơ của bạn đã được xác định, một tùy chọn để xem xét để cải thiện chất lượng cạnh là thêm một bộ trộn khí. Phần thiết bị bổ sung không tốn kém, có diện tích nhỏ và có thể được thêm vào hầu hết mọi loại laser sợi quang.
Nếu bạn đã từng phải cắt nhôm bằng tia la-de bằng khí hỗ trợ nitơ, thì bạn đã chứng kiến vết gờ và cặn thường xuất hiện. Bằng cách thêm bộ trộn khí vào thiết lập của mình, bạn có thể đưa một lượng nhỏ oxy vào quy trình cắt của mình để giảm hoặc loại bỏ các vệt đó. Bộ trộn khí được nối với cả đường cung cấp nitơ và oxy, và có thể chọn các mức độ tinh khiết khác nhau cho mỗi ứng dụng.
Cũng có những lợi ích khi trộn khí khi cắt thép nhẹ. Điều này được thực hiện theo cách tương tự bằng cách thêm một lượng nhỏ oxy vào vết cắt. Điều này sẽ dẫn đến chất lượng cạnh tốt hơn, tỷ lệ thức ăn tăng và mức tiêu thụ nitơ thấp hơn.
Các ứng dụng trộn khí thường được kết hợp với một số công nghệ vòi phun mới nhất cho phép bạn cắt với áp suất khí và tốc độ dòng chảy thấp hơn nhiều. Giảm áp lực cũng có thể làm giảm chi phí của bạn cho mỗi bộ phận.
Công nghệ đầu cắt và laser. Các công nghệ vòi phun khác nhau đã phát triển để giảm mức tiêu thụ nitơ và thậm chí cải thiện chất lượng cạnh. Một số máy laser sợi quang cho phép bạn áp dụng các thay đổi chế độ chùm tia và tính năng chuẩn trực tự động (xem Hình 2 ). Laser sợi quang có chế độ chùm tia với mật độ điểm năng lượng rất cao. Được gọi là chế độ Tem00, đây là chế độ tuyệt vời để cắt tốc độ cao trên các vật liệu khổ.
Việc cắt các tấm dày đòi hỏi rãnh cắt lớn hơn để cho phép loại bỏ nhiều vật liệu hơn. Chế độ tối ưu cho ứng dụng này sẽ là Tem01. Chọn một loại laser có thể tự động thực hiện các thay đổi chế độ này sẽ giúp bạn cải thiện chất lượng cạnh trong toàn bộ phạm vi vật liệu bạn đang cắt. Bạn có thể cải thiện chất lượng cạnh cắt hơn nữa bằng cách thay đổi độ sâu trường ảnh và đường kính chùm tia bằng chức năng chuẩn trực tự động.
Hệ thống tạo nitơ. Các hệ thống này giảm chi phí nitơ và loại bỏ các hợp đồng cung cấp khí đốt. Bằng cách mua hệ thống tạo nitơ của riêng mình, bạn có thể tận dụng khấu hao thiết bị vốn, tăng tốc lợi tức đầu tư.
Vậy nitơ được tạo ra như thế nào? Nó được thực hiện bằng cách tách không khí thành nitơ, oxy, argon và các loại khí khác. Bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng không khí mà chúng ta hít thở có 78% nitơ, 21% oxy, 0,9% argon, và một lượng nhỏ CO2 và các loại khí khác.
Khi nào bạn nên xem xét nitơ được tạo ra? Nó luôn là một lựa chọn tốt, đặc biệt nếu bạn đang chạy nhiều ca hoặc nhiều tia laser hoặc nếu hỗn hợp nguyên liệu sản phẩm của bạn yêu cầu điều kiện cắt nitơ.
Hình 2 Sử dụng chế độ tia tối ưu cho vật liệu giúp cải thiện chất lượng vết cắt.
Ba loại hệ thống phân tách thường được sử dụng: màng, hấp phụ xoay áp suất và chưng cất phân đoạn không khí lỏng (hệ thống nitơ số lượng lớn).
1. Hệ thống màng bao gồm các màng sợi rỗng được sử dụng để tạo ra quá trình cơ học để tách không khí. Điều này đạt được là do phương sai kích thước phân tử của các phân tử nitơ và oxy. Polyme màng được thiết kế để cho phép các phân tử hơi nước và oxy chuyển động nhanh khuếch tán qua màng và thu giữ nitơ dưới dạng khí sản phẩm (xem Hình 3 ). Các hệ thống này được thiết kế để phân phối 205 pound mỗi inch vuông (PSI) và được khuyên dùng cho các vật liệu đo. Họ có cài đặt đơn giản và một dấu chân nhỏ. Các hệ thống này thường được sử dụng trên cơ sở một đối một với máy laser lõi.
2. Khi yêu cầu áp suất phân phối và tốc độ dòng chảy cao hơn hệ thống màng có thể tạo ra, nên sử dụng hệ thống hấp phụ dao động áp suất. Loại hệ thống này cũng được khuyến nghị cho nhiều máy hoặc nếu muốn mở rộng trong tương lai. Hệ thống hấp phụ dao động áp suất sử dụng sàng phân tử carbon làm phương pháp hấp phụ các phân tử oxy và cung cấp khí hỗ trợ nitơ mong muốn. Hệ thống có thể cung cấp áp suất khí cao hơn nhiều cũng như tốc độ dòng SCFH cao hơn. Nó cũng có thể tạo ra mức độ tinh khiết nitơ cao hơn.
3. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng bằng phương pháp đông lạnh là quá trình tách khí ra khỏi không khí bằng cách làm lạnh khí cho đến khi hóa lỏng. Đây là những hệ thống thùng chứa số lượng lớn thường được sử dụng để cung cấp khí hỗ trợ cho tia laser. Chúng có thể mang lại mức độ tinh khiết cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng.
Việc tạo ra nitơ trong nhà của riêng bạn có khả năng đẩy nhanh lợi tức đầu tư của bạn. Trong hầu hết các trường hợp, ROI có thể đạt được trong vòng chưa đầy hai năm. Ở những cửa hàng có nhiều ca trực hoặc đang sử dụng nhiều máy thì việc đổi trả lại càng sớm hơn. Sau khi đạt được ROI, khoản tiết kiệm dài hạn sẽ tích lũy, do loại bỏ phí vận chuyển khí đốt số lượng lớn hàng tháng, phí thuê thiết bị và tổn thất bay hơi.
Bù đắp chi phí
Đánh giá một khoản đầu tư vốn lớn mới như laser sợi quang có thể là một trải nghiệm dài và khó khăn. Thường chỉ kiểm tra tỷ lệ nguồn cấp hoặc xếp hạng công suất, nhưng khi các khía cạnh khác được xem xét, đề xuất chi phí thực sự có thể được nhìn thấy rõ nhất.
Nếu bạn đã chuyển đổi từ công nghệ laze CO2 sang công nghệ laze sợi quang, có thể bạn đã nhận được những lợi ích. Có lẽ một trong những điều đáng chú ý nhất là việc thiếu hệ thống quang học, điều đó có nghĩa là việc vệ sinh, căn chỉnh và thay thế hệ thống quang học đã là dĩ vãng.
Ngoài ra, mức tiết kiệm điện tiêu thụ của việc tạo chùm tia trạng thái rắn giúp giảm chi phí vận hành hàng giờ của bạn.
Do phạm vi xử lý vật liệu được mở rộng để bao gồm đồng, đồng thau, titan, nhôm dày hơn và thép không gỉ, nên bạn có thể mở rộng cơ sở khách hàng của mình hoặc loại bỏ các thiết bị cắt và tẩy trống thay thế trước đây cần thiết để tẩy trống các vật liệu này.
Tất cả những lợi thế về chi phí này có thể bù đắp chi phí cao hơn do tiêu thụ nhiều khí nitơ hơn.