Cięcie laserowe jest procesem termicznym o wielu zastosowaniach w świecie produkcji przemysłowej. Maszyny do cięcia laserowego są zdolne do szybkiego grawerowania i cięcia blach, nawet o najbardziej złożonych kształtach, oferując wysokiej jakości wykończenia.
W tym artykule wiki będziemy badać proces cięcia laserowego, techniki i gazy wspomagające, w tym azot, tlen, i sprężonego powietrza, aby pomóc ci zrozumieć, jak działa i jakie są jego zalety.
Czym jest cięcie laserowe?
Cięcie laserowe jest procesem, który wykorzystuje laser o dużej mocy kierowany przez komputerową kontrolę numeryczną (CNC) poprzez optykę do cięcia materiałów. Proces ten jest szeroko stosowany w różnych branżach, w tym w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, elektronicznym i medycznym, do cięcia materiałów takich jak metale, tworzywa sztuczne, ceramika, drewno, tkaniny, i papieru.
Cięcie laserowe polega na użyciu skoncentrowanej wiązki laserowej do stopienia materiału w zlokalizowanym obszarze, za pomocą współosiowego strumienia gazu i utworzenia szczeliny. Sama wiązka lasera pozostaje nienaruszona przez gaz, ale może skutecznie spalić, stopić lub odparować materiały, podczas gdy wszelkie powstałe zanieczyszczenia mogą być zdmuchane, zapewniając wysoką jakość gotowej krawędzi.
Cięcie laserowe może być również stosowane do spawania i trawienia. Trzy główne techniki cięcia laserowego to laser CO2, neodymowy (Nd) i neodymowy granat itrowo-aluminiowy (Nd: YAG). Rodzaj zastosowanego lasera może wpływać na wydajność lasera.Zalety cięcia laserowego obejmują precyzję, dokładność, zmniejszenie zanieczyszczenia i łatwiejsze przechowywanie. W szczególności lasery światłowodowe są znane ze swoich doskonałych możliwości precyzyjnego cięcia. Jedną z kluczowych zalet laserów światłowodowych jest ich zdolność do zapewnienia stałej jakości wiązki na długich dystansach, umożliwiając jednolite cięcie różnych materiałów i grubości. Taka konsystencja przyczynia się do najwyższej jakości krawędzi i minimalizuje potrzebę obróbki wtórnej.
Jak działa maszyna do cięcia laserowego?
Maszyny do cięcia laserowego działają poprzez skierowanie wiązki laserowej o dużej mocy przez optykę i na materiał, który ma być cięty.Wiązka lasera jest skupiona przez soczewkę i rzutowana na materiał, topiąc lub odparowując go w zlokalizowanym obszarze ze względu na szybki wzrost temperatury. Materiał jest następnie usuwany przez współosiowy strumień gazu, który wydmuchuje stopiony materiał i tworzy pęknięcie. Strumień gazu pomaga również schłodzić materiał i zapobiec jego wypaczeniu lub zniekształceniu. Maszyna do cięcia laserowego jest sterowana komputerowym systemem sterowania numerycznego (CNC), który zapewnia precyzję i dokładność w procesie cięcia.
Czym są gazy wspomagające w cięciu laserowym?
Gazy pomocnicze są stosowane w cięciu laserowym w celu poprawy jakości i wydajności procesu cięcia. Gaz pomocniczy pomaga zdmuchnąć stopiony materiał i zapobiec jego ponownemu zestaleniu na powierzchni materiału. Pomaga również schłodzić materiał i zapobiec jego wypaczeniu lub zniekształceniu. Najczęściej stosowanymi gazami pomocniczymi w cięciu laserowym są azot, tlen i sprężone powietrze.
Zastosowanie azotu w cięciu laserowym
Azot jest najczęściej stosowanym gazem wspomagającym w cięciu laserowym, dzięki swoim właściwościom obojętnym. Służy do zapewnienia wysokiej jakości działania lasera, zwłaszcza gdy wymagane jest cięcie wysokiej jakości. Azot eliminuje tlen w powietrzu, a tym samym zapobiega jego reakcji z gorącym metalem, co skutkuje doskonałym, błyszczącym cięciem, bez wpływu na kolor materiału (zależy to od czystości zastosowanego azotu). Gaz azotowy, będąc obojętny, utrzymuje krawędź tnącą przed utlenianiem, umożliwiając laser pracę w środowisku wolnym od tlenu. Azot jest również niezbędny dla niższych kosztów, wyższej prędkości cięcia, wyższej wydajności, lepszej kontroli, najwyższej wydajności, azot na żądanie oraz rozwiązanie typu plug-and-play.
2. Wykorzystanie tlenu w cięciu laserowym
Tlen jest stosowany w cięciu laserowym do cięcia materiałów, które są trudne do cięcia innymi metodami. Tlen jest gazem wysoce reaktywnym i powoduje reakcję egzotermiczną poprzez pomnożenie mocy wiązki lasera, umożliwiając cięcie grubszych materiałów. Tlen reaguje z ciętym materiałem, tworząc reakcję chemiczną, która pomaga stopić i odparować materiał. W zależności od materiału, tlen jest również wykorzystywany do zwiększenia prędkości cięcia i zmniejszenia kosztów procesu cięcia. Jednak tlen może powodować utlenianie, co może powodować powstawanie warstwy węglowej na krawędzi cięcia, co powoduje słabe wykończenie produktu i problemy z przyczepnością dla każdej powłoki lub farby nałożonej na utlenioną powierzchnię. Ze względu na wysoką reaktywność tlenu nie można uzyskać bardzo cienkich plastrów.
3. Wykorzystanie sprężonego powietrza w cięciu laserowym
Sprężone powietrze może być również wykorzystywane jako gaz pomocniczy w cięciu laserowym i może być szybsze i bardziej opłacalne w cięciu laserowym. Jednak nie pozwala na uzyskanie części o bardzo czystych cięciach, ponieważ powietrze ma w swoim składzie 21% tlenu (zwykle części te muszą być usunięte przed następnym procesem, który wymaga dodatkowej pracy). Cięcia te są ważne w częściach, które będą później malowane lub spawane, w których kolor krawędzi tnącej nie ma znaczenia.
Jakie są typowe środki czystości gazów pomocniczych?
Czystość gazu pomocniczego będzie zależeć od wymagań klienta w odniesieniu do produktu końcowego, chociaż musimy wziąć pod uwagę, że:
Jeśli używamy powietrza atmosferycznego , czystość powietrza nie może być zmieniona, będziemy mieli 78% azotu i około 21% tlenu.
Jeśli używamy tlenu, zwykle będziemy mieć czystość powyżej 99.5%.
A jeśli używamy azotu, to zależy od materiału do cięcia, czy materiał ma być następnie poddany obróbce, znaczenie koloru krawędzi tnącej itp.
Mając na uwadze, że poprzez zmniejszenie czystości azotu znacznie obniżymy koszty.
Czy gaz pomocniczy, taki jak azot, może być wytwarzany w zakładzie?
Tak, możliwe jest wygenerowanie własnego gazu pomocniczego, takiego jak azot w terenie zakładu. Dzięki zintegrowaniu systemu wytwarzania gazu pod wysokim ciśnieniem w obiekcie, firmy mogą zapewnić ciągłą dostawę gazu, dostępnego całodobowo, 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Takie podejście nie tylko zmniejsza koszty operacyjne, ale także zapewnia pełną kontrolę nad zużyciem gazu. Ponadto, eliminując potrzebę transportu ciężarówek, firmy mogą znacznie zmniejszyć emisję co 2, przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju środowiska.
Wytwarzanie azotu do cięcia laserem
Generatory azotu są niezbędne do optymalizacji operacji cięcia laserowego, oferując szereg praktycznych korzyści. Istnieją dwa rodzaje generatorów azotu, membranowe igeneratory azotu PSA ( Pressure Swing Adsorption ), które umożliwiają osiągnięcie bardzo wysokiego poziomu czystości.
Firmy, które wykorzystują azot w cięciu laserowym, mogą znacznie obniżyć koszty, generując własne dostawy azotu, eliminując potrzebę zakupów zewnętrznych. Ta wewnętrzna produkcja zapewnia również większą kontrolę nad czystością azotu, gwarantując stałą jakość bez zależności od zewnętrznych dostawców.
Ponadto, produkując azot na miejscu, przedsiębiorstwa przyczyniają się do zrównoważonego rozwoju środowiska poprzez redukcję emisji z transportu i minimalizację polegania na tradycyjnych metodach produkcji azotu. Ogólnie rzecz biorąc, stosowanie generatorów azotu jest pragmatycznym wyborem dla firm, które chcą zwiększyć wydajność i odpowiedzialność za środowisko w procesach cięcia laserowego.
Sprężarki wysokociśnieniowe i boostery do cięcia laserowego
Maszyny do cięcia laserowego często polegają na sprężonym powietrzu lub gazach do różnych funkcji, w tym zasilania samego lasera. Wysokociśnieniowe sprężarki i boostery dostarczają niezbędne sprężone powietrze lub gazy pomocnicze, takie jak azot, do procesu cięcia laserowego. Zapewniają spójne i niezawodne źródło zasilania dla lasera, przyczyniając się do stabilnego i precyzyjnego cięcia. Sprężarki wysokociśnieniowe są używane do sprężania gazów, takich jak azot lub tlen, w celu wspomaganego cięcia laserowego. Zwiększanie ciśnienia gazów pomocniczych usprawnia proces cięcia laserowego i ułatwia dostarczanie gazów pod wysokim ciśnieniem do głowicy tnącej w celu uzyskania optymalnej wydajności.
Systemy cięcia laserowego często zawierają kompresory wysokociśnieniowe lub booster jako część zintegrowanego rozwiązania dla usprawnionego i wydajnego ustawienia dla zastosowań cięcia laserowego. Integracja sprężarek wysokociśnieniowych z systemami cięcia laserowego stanowi kompleksowe rozwiązanie dla potrzeb przemysłu.
Skontaktuj się z nami już dziś
Firma Atlas Copco oferuje szeroką gamę niezawodnych generatorów gazu o wysokiej czystości i wysokociśnieniowych systemów wytwarzania gazu , które spełniają wszystkie potrzeby związane z azotem i tlenem w zakresie cięcia laserowego.
Jeśli masz jakieś pytania lub chcesz dowiedzieć się więcej na temat cięcia laserowego i naszych rozwiązań azotowych i wysokociśnieniowych, skontaktuj się z nami już dziś. Nasz zespół ekspertów jest zawsze gotowy, aby pomóc Ci znaleźć najlepsze rozwiązanie dla Twoich potrzeb.
Z tego e-booka dowiesz się wszystkiego, co trzeba wiedzieć o gazach przemysłowych i rozwiązaniach w zakresie sprężonego powietrza do cięcia laserem. Niezależnie od tego, czy do cięcia laserem potrzebny jest azot czy sprężone powietrze, firma Atlas Copco oferuje szeroką gamę energooszczędnych sprężarek VSD, generatorów tlenu i azotu, doprężaczy, zbiorników powietrza, rozwiązań filtracyjnych i instalacji rurowych, a także serwis, obsługę gwarancyjną i systemy centralnego sterowania.
Azot odgrywa ważną rolę w różnych zastosowaniach przemysłowych. Ten e-book pomoże Ci zrozumieć rosnącą popularność wytwarzania azotu w zakładzie i korzyści, jakie mogą z tego wynikać dla Twojej firmy.
