Laserkraft og materialetype

At overvære fiberlaserens skæreproces er en fantastisk oplevelse, da skærere ofte arbejder med så høje hastigheder, at de mere ligner printere end metalskæremaskiner. Dette er blevet muligt, fordi moderne teknologiske løsninger, der anvendes i fremføringssystemer, gør det muligt for skærere at bevæge sig med hastigheder, der ofte overstiger 250 m/min.

Imidlertid omsættes fremføringshastigheden ikke direkte til enhedens effektivitet. Sidstnævnte afhænger af andre faktorer - for eksempel laserens effekt. Hvis den er for lav, vil skærehastigheden simpelthen være lille. På den anden side vil lav skæredynamik forhindre hurtig projektimplementering selv med høj lasereffekt, og manuel udskiftning af plader vil betyde, at en kraftfuld og hurtig skærer vil stå stille og vente på de næste skæreprocesser.

Lasereffekt

Den højeste effekt af de nuværende tilgængelige fiberlasere når op på 15 kW, mens det for bare få år siden var 6 kW. Effektniveauerne er meget høje og synes at nærme sig grænseværdier. Fra et rent teknologisk synspunkt eksisterer en sådan grænse dog ikke - effekten af moderne fiberlasersvejsesystemer kan overstige 100 kW [1]. Så det handler ikke kun om effekt. Problemet er i øjeblikket laserstrålens leveringssystem. Fiberoptiske skærehoveder med effekt fra 1 til 6 kW håndterer ikke energitætheden af ultrahøje effektlasere særlig godt, og mange producenter har store problemer med hovedets holdbarhed ved effekter over 6 kW.

På den anden side kan enheder, der opererer med en effekt på 8, 10, 12 eller 15 kW og garanterer den pålidelighed og driftstid, der er nødvendig for at arbejde i produktionsanlæg, kun tilbydes af de fiberlaser-producenter, der har investeret betydelige beløb i udvikling og forskning, optimeret fiberoptiske stråleleveringssystemer og også sikret fravær af optisk forurening. Deres maskiner er dog af indlysende årsager meget dyrere end skærere, der opererer med lavere effekt.

Af denne grund tilbyder de fleste systemer på markedet effekter fra 1 til 6 kW.

Lasereffekt og materialetype

Ved valg af en fiberlaser bør dens effekt tilpasses den specifikke anvendelse, dvs. fastlægge, hvilken type arbejde den skal udføre, og hvilken type materiale der skal bearbejdes. Laserskærere kan bruges til skæring, udstansning og gravering af en bred vifte af materialer, såsom: metaller, aluminium, glas, træ, plastik, akryl og mange andre.

En anden parameter, der skal tages i betragtning, er - ud over størrelsen af metalpladen eller delen, som simpelthen skal passe i skæreren - tykkelsen og typen af det materiale, der skæres. Den generelle regel gælder her, at jo tykkere og tættere materialet er, jo større lasereffekt er nødvendig for at skære igennem det.

Materialets tykkelse er faktisk den eneste begrænsning for laserteknologi - fiberlasere er uovertrufne, når det kommer til at skære tynde materialer. Desværre bør man for materialer med en tykkelse over 25 mm overveje en anden teknologi eller købe en maskine med en effekt større end 6 kW.

Som en grov vejledning kan det antages, at en laserskærer med en effekt på:

Tillader skæring af materialer med en tykkelse på:

Selvfølgelig kan disse data variere for specifikke løsninger, og af denne grund er det bedst at kontakte producenten af den valgte laserskærer før køb.

Lad os også huske, at lasereffekten ikke kun påvirker tykkelsen af det materiale, der skæres, og hastigheden af skæreprocessen. Højeffekts-laserskærere tilbyder også bedre kvalitet og gentagelighed af skæreprocessen og giver mulighed for at ignorere små afvigelser i materialestrukturen.

Endelig er valget af en fiberlaser med specifik effekt forbundet med et andet grundlæggende, om ikke det vigtigste, aspekt af virksomheden, som er produktionens rentabilitet.

Produktionsomkostninger

Ved at vælge en højeffekts-laser får vi ikke kun højere effektivitet, men også en betydelig stigning i produktionsomkostningerne forbundet med den høje pris på selve enheden og de højere omkostninger ved dens drift - fordobling af effekten øger omkostningerne ved drift af laseren med 20 til 30 procent.

Disse omkostninger er dog måske ikke så betydelige, hvis den ekstra effekt giver mulighed for en betydelig reduktion i skæreprocessen og øget effektivitet, da de stadig udgør en brøkdel af de faste omkostninger, som blandt andet omfatter: operatørlønninger, programmeringsomkostninger, infrastrukturomkostninger, skatter, udstyrsafskrivninger (leasingydelser), forsendelse, generelle og administrative omkostninger og selvfølgelig råvareomkostninger.

I de fleste produktionsanlæg overstiger disse udgifter langt omkostningerne ved laserdrift, fordi, mens omkostningerne ved køb af en laserskærer er høje, ændrer situationen sig radikalt, når maskinen begynder at arbejde. Omkostningerne ved laserskæring er relativt lave.

Ved valg af en laserskærer bør man vælge en enhed, der vil opfylde produktionsbehovene ikke kun i øjeblikket, men også i den nærmeste fremtid. Og fordi laserskæringsteknologien har udviklet sig meget hurtigt i de seneste år, er det nødvendigt ikke kun at undersøge markedets tilbud og lære om de nyeste løsninger, men også at diskutere eventuelle tvivl med specialister. En sådan tilgang vil gøre det muligt at vælge den bedste enhed, undgå unødvendige omkostninger og, hvad der er vigtigere, øge virksomhedens konkurrencefordel.

Når man tager højde for lasereffekt og maskinens dynamik, er det værd at huske, at højere effekt giver mulighed for hurtigere skæring, især af tykkere materialer, og større maskindynamik giver større arbejdseffektivitet, især i tilfælde af tyndere materialer. Med hensyn til materialeindlæsning og -udtagning kan produktionen ikke udføres under disse operationer. Så jo hurtigere de er, jo bedre.

Derfor bør man ved valg af en fiberskærer fokusere på de tre vigtigste faktorer, der påvirker effektiviteten af en fiberlaser - lasereffekt, maskindynamik og hastigheden af materialeindlæsnings-/udtagningsoperationer. Og lasereffekten bør være passende tilpasset anvendelserne og de bearbejdede materialer.

[1] https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-43-19-4667