Оптични влакна срещу CO2 лазерни лъчи
Някои неща са доста забележими. Лазерният "генератор" на оптичен лазер е много по-малък в сравнение с традиционния CO2резонатор. Всъщност оптичният лазер е създаден от банки от диоди, които са събрани в модул с размер на куфарче, чиято мощност може да варира от 600 до 1500 вата. Множество модули се снаждат заедно, за да се създаде крайният захранван резонатор, който обикновено е с размерите на малък шкаф за документи. Генерираната светлина се насочва и усилва чрез оптичен кабел. Когато светлината излезе от оптичния кабел, тя е същата, каквато е била при генерирането, без загуба на мощност или качество. След това се настройва и фокусира за вида на материала, който ще се реже.
CO2резонаторът е много по-голям и изисква повече енергия, тъй като електричеството се въвежда в комбинация от газове, за да се произведе лазерният лъч. Огледалата помагат на светлината да придобие интензитет, подготвяйки я да излезе от резонатора. След като излезе от резонатора, лъчът трябва да премине през път, включващ няколко охладени огледала, докато достигне лещата. Това движение причинява загуба на мощност и качество на лазерния лъч.
Поради количеството енергия, необходимо за създаване на CO2лазер, той е по-малко ефективен и има много по-ниска ефективност на щепсела в сравнение с фибролазера. От това следва, че големите охладители, необходими за CO2лазерите също се нуждаят от повече обща мощност. Като се има предвид ефективността на щепсела на фибролазерния резонатор от повече от 40 процента, вие не само използвате по-малко енергия, но и по-малко от вашето подово пространство с голямо търсене.
Някои неща не са толкова очевидни, докато не разгледате по-отблизо работещия лазер с влакна. Тъй като неговият диаметър на лъча често е една трета от размера на CO2лъч, оптичният лазер има по-голяма плътност на мощността от CO2лазерен лъч. Това не само позволява на влакното да се реже по-бързо, но също така му позволява да пробие по-бързо. Този по-малък размер на лъча също дава способността на влакното да изрязва сложни форми и да оставя остри ръбове. Представете си изрязване на фирмено лого от тръба, когато разстоянието между буквите на логото е 0.035 инча; влакно може да направи този разрез, докато CO2лазерът не може.
Влакнестите лазери имат дължина на вълната от 1,06 микрона, което е с 10 процента по-малко от тази на CO2лазерен лъч. Със своята много по-малка дължина на вълната фибролазерът произвежда лъч, който се абсорбира много по-лесно от отразяващия материал; CO2лазерът е много по-вероятно да се отрази от повърхността на тези материали. Поради това машините за лазерно рязане с влакна могат да режат месинг, мед и други отразяващи материали. Трябва да се отбележи, че CO2лазерният лъч, който се отразява от материала, може не само да повреди режещата леща на машината, но и целия път на лъча. Използването на оптичен кабел за пътя на лъча премахва този риск.
Разбира се, фибролазерът не се нуждае от толкова много внимание по отношение на поддръжката. Не изисква почистване на огледалото и проверки на маншона, че CO2нуждите на машината за лазерно рязане. Докато получава чиста охладителна вода за охлаждане и въздушните филтри се сменят рутинно, самият фибролазер не изисква превантивна поддръжка.
Друго съображение са модулите с размер на куфарче на оптичния лазер - те позволяват резервиране. Ако един модул има проблем, резонаторът не се изключва напълно. Оптичният лазер е излишен по начин, по който другите модули могат временно да произвеждат повече мощност, за да поддържат модула надолу, докато ремонтът може да бъде завършен - което между другото може да се направи на място. Друг път влакнестият резонатор може да продължи да произвежда намалена мощност, докато не бъде извършен ремонт. За съжаление, ако CO2резонаторът има проблем, целият резонатор не работи, а не само в режим на намалена мощност.
Дебелото и тънкото на лазерното рязане на вана
По едно време мнозина смятаха, че влакнестите лазери могат да се използват само за тънки материали. CO2, със своята по-голяма дължина на вълната, създаде достатъчно прорез по време на рязане на дебели материали, така че да се остави достатъчно пространство за отстраняване на материала; фибролазерът не може да произведе същия прорез или резултати с по-дебели материали. Но това беше разгледано през последните години с колимираща технология, която може да произведе по-широк влакнест лазерно генериран лъч, който създава разделяне на материалите и място за отстраняване на материал в дебели материали. И тъй като ширината на лъча може да се превключва, машината може да използва по-тесния лъч за обработка на тънки материали, което позволява по-бърза обработка на различни по размер материали на една и съща машина за лазерно рязане с влакна.
Машините за лазерно рязане на листове вече се продават с технология за лазерно генериране, способна да достави до 12 kW мощност. Машината за лазерно рязане на тръби обикновено достига максимална мощност от 5 kW, тъй като повече мощност би срязала едновременно противоположната страна на тръбата.
Може би сте забелязали, че все още не сме обсъждали скоростта на рязане. Възможно е да се режат до 500 инча в минута на тръба, но това не винаги е реалистично. При лазерното рязане на тръби истинският фокус трябва да бъде върху това колко време отнема зареждането на тръбата, индексирането й, така че да е в правилната позиция за рязане, пробиването и срязването й и разтоварването на частта. Става въпрос повече за времето за частична обработка с машини за лазерно рязане на тръби, а не за скоростта на рязане.
Материал за лазерно рязане на тръби
Машина за лазерно рязане, която реже ламарина, може да смени лист за секунди. Същото може да се направи на лазерна машина за рязане на тръби, но е съвсем различна история за това как се прави.
Няма стандартни кули за материали с машина за лазерно рязане на тръби. Товарачите на снопове, най-ефективните от опциите за обработка на тръбния материал, подават една по една тръба от снопа в тръбния лазер чрез система за отделяне. Този тип механизъм за подаване не работи с отворени профили, като ъгли или канали, защото те се блокират, докато са в пакет и не се освобождават лесно. За отворени профили се използват стъпаловидни зареждащи устройства, които подреждат секция една по една в машината, като запазват правилната ориентация на тази секция.
Тези тръби не са малки. В САЩ стандартните дължини са 24 фута. Някои на Западното крайбрежие обикновено работят с 20-ft. дължини като стандартни размери.
Разнообразието е реалността на всеки магазин за работа и същото важи и за тези, които работят с тръбен лазер. Не е необичайно да видите части с различни размери да идват от една тръба. Машината трябва да може да разтоварва лазерно изрязани части, които могат да бъдат толкова малки, колкото 2 инча и дълги до 15 фута, една след друга. Той също така трябва да може да разтовари тези части, без да ги повреди, което може да бъде предизвикателство с по-меки метали като алуминия.
Самото естество на тръбата предотвратява необходимостта от машина с много мощен лазер. Докато машините за лазерно рязане на плоски листове сега се предлагат с лазерни генератори с мощност до 12 kW, машините за лазерно рязане на тръби обикновено изискват максимум 5 kW мощност. С тръба винаги трябва да мислите за противоположната страна на тръбата, която режете. По-мощен лазер просто ще духне през другата страна на тръбата по време на рязане. (Разбира се, ако обработвате лъч или канал на тръбния лазер, не е нужно да се притеснявате за друга страна.)
Друго съображение при рязане на тръби е заваръчният шев. Този материал е валцуван и заварен заедно. Това води до две точки, които обикновено трябва да бъдат разгледани:
Позиционирането на заваръчния шев на тръбата трябва да се вземе предвид при лазерно рязане. Заваръчният шев не трябва да пречи на щифтове или дупки, а за естетически приложения, като мебели, заваръчните шевове трябва да бъдат скрити колкото е възможно повече. В конвенционалната лазерна система за рязане на тръби се използва оптичен сензор за сканиране на тръбата, за да се търси заваръчният шев. Често тръбите са покрити с масло или ръжда и може трудно да се разграничи заваръчният шев от други повърхностни зони със замърсители. При неръждаема или поцинкована повърхност заваръчният шев може да се вижда само отвътре. Това накара някои производители да включат камери в своите системи, които позволяват на машините да сканират не само външната страна на тръбата, но и вътрешността й. Това позволява на машината да открие затъмнения заваръчен шев и да позиционира правилно частите спрямо него.
Заваръчните шевове също са с различен състав и се режат по различен начин от останалата част от вашата тръба. Традиционно операторите трябваше да забавят или да увеличат мощността на всички операции, които се извършват върху тръбата, за да отчетат заваръчния шев. Днес някои OEM производители са разработили своя технология за управление и параметри, за да позволят на машината да отдели заваръчен шев и да коригира само тези секции. Това позволява на машината да обработва тези части по най-бързия начин. Контролът автоматично регулира мощността, честотата и работния цикъл, докато лазерът си проправя път през тръбата и нейния заваръчен шев. Операторът не трябва да създава перфектни параметри; той може да се съсредоточи върху вкарването и извеждането на материал от машината.
Нищо не е перфектно с лазерното рязане на тръби
Имайте предвид, че няма такова нещо като перфектна тръба. Имат лъкове. Заваръчните шевове могат да изпъкнат не само отвън, но и отвътре на тръбата. Истинско предизвикателство е да се обработва този материал последователно и бързо, когато такива несъответствия съществуват от един продукт в друг.
Представете си, че трябва да поставите проходен отвор, центриран върху тръба. Тя трябва да бъде центрирана спрямо действителния размер, а не само към една страна на тръбата. Ако тръбата е извита, това ще затрудни нещата. Това е животът на производството на тръби.
Как компенсирате това? Традиционно ще слезете и ще докоснете лицето със сензор, който маркира контактната точка. След това тръбата се завърта и противоположната страна на тръбата се докосва. Това дава на управлението представа колко извита е тръбата. Този метод е точен и може да гарантира, че тези проходни отвори работят за приложението. Но имайте предвид, че всеки път, когато се случи завъртане на тръбата, способността за доставяне на много високи толеранси се намалява.
Другият фактор, който трябва да имате предвид, е, че традиционният метод за проверка за извивки и усуквания в тръбата може да отнеме до пет или седем секунди, преди да започне рязането. С традиционните средства за разпознаване на докосване трябва да замените производителността с точност. Отново, в ерата на лазерното рязане с влакна, това може да изглежда като цял живот, но работата с тръба не е толкова проста, колкото работата с ламарина.
За да се намали разликата във времето, когато става въпрос за проверки на тръби, някои производители на машини използват камери за тези проверки. Те намаляват проверката на качеството до около половин секунда и също така намаляват броя на завъртанията, които са необходими. Това позволява на машината да запази производителността, както и точността.
Реалността е, че отделът за покупки винаги ще преследва по-евтиния вариант. Това означава, че тръбите, които идват от мелницата една седмица, няма вероятност да бъдат същите следващата седмица. Производителят трябва да се научи да управлява това разнообразие.