Lasereffekt och materialtyp

Att titta på fiberlaserskärningsprocessen är en fantastisk upplevelse, eftersom skärmaskiner ofta arbetar med så höga hastigheter att de liknar skrivare mer än metallskärmaskiner. Detta har blivit möjligt eftersom moderna tekniska lösningar som används i matningssystemen gör att skärmaskiner kan röra sig med hastigheter som ofta överstiger 250 m/min.

Men matningshastigheten i sig översätts inte direkt till maskinens effektivitet. Den senare beror på andra faktorer - till exempel laserkraften. Om den är för låg kommer skärningshastigheten helt enkelt att vara liten. Å andra sidan kommer låg skärmaskinsdynamik att förhindra snabb projektgenomförande även med hög laserkraft, och manuell plåtborttagning kommer att innebära att en kraftfull och snabb skärmaskin kommer att vara inaktiv och vänta på nästa skärningsprocesser.

Laserkraft

Den högsta kraften hos för närvarande tillgängliga fiberlasrar når 15 kW, medan det bara för några år sedan var 6 kW. Kraftnivåerna är mycket höga och skulle verka nå gränsvärden. Men från ett rent tekniskt perspektiv finns en sådan gräns inte - kraften hos moderna fiberlasersvetsystem kan överstiga 100 kW [1]. Så det handlar inte bara om kraft. Problemet för närvarande är laserstrålens leveranssystem. Fiberoptiska skärhuvuden med kraft från 1 till 6 kW klarar inte energitätheten hos ultrahögkraftslasrar bra, och många tillverkare har stora problem med huvudets hållbarhet vid krafter som överstiger 6 kW.

Å andra sidan kan endast de fiberlasertillverkare som har investerat betydande belopp i utveckling och forskning, optimerat fiberoptiska strålleveranssystem och också säkerställt frånvaron av optisk kontamination erbjuda maskiner som arbetar med kraft på 8, 10, 12 eller 15 kW och garanterar den tillförlitlighet och drifttid som behövs för att arbeta i produktionsanläggningar. Men deras maskiner är av uppenbara skäl mycket dyrare än skärmaskiner som arbetar vid lägre krafter.

Av denna anledning erbjuder de flesta system som finns på marknaden krafter som sträcker sig från 1 till 6 kW.

Laserkraft och materialtyp

När man väljer en fiberlaser ska dess kraft anpassas till den specifika applikationen, dvs. bestämma vilken typ av arbete den kommer att utföra och vilken typ av material som ska bearbetas. Laserskärmaskiner kan användas för att skära, stansning och gravera ett brett utbud av material, såsom: metaller, aluminium, glas, trä, plast, akryl och många andra.

En annan parameter att överväga är - förutom storleken på metallplåten eller delen, som helt enkelt måste passa i skärmaskinen - tjockleken och typen av material som skärs. Den allmänna regeln gäller här att ju tjockare och tätare materialet är, desto större laserkraft behövs för att skära igenom det.

Materialtjocklek är faktiskt den enda begränsningen för laserteknik - fiberlasrar är oöverträffade när det gäller att skära tunna material. Tyvärr, för material med en tjocklek över 25 mm bör man överväga en annan teknik eller köpa en maskin med en kraft större än 6 kW.

Som en grov riktlinje kan man anta att en laserskärmaskin med en kraft av:

Tillåter skärning av material med en tjocklek av:

Naturligtvis kan denna data skilja sig åt för specifika lösningar, och av denna anledning är det bäst att kontakta tillverkaren av den valda laserskärmaskinen innan man köper den.

Låt oss också komma ihåg att laserkraft påverkar inte bara tjockleken på materialet som skärs och hastigheten på skärningsprocessen. Högkrafts laserskärmaskiner erbjuder också bättre kvalitet och repeterbarhet av skärningsprocessen och tillåter att ignorera små avvikelser i materialstrukturen.

Slutligen är valet av en fiberlaser med specifik kraft förknippad med en annan grundläggande, om inte den viktigaste, aspekten av företaget, vilket är lönsamheten i produktionen.

Produktionskostnader

Genom att välja en högkrafts laser får vi inte bara högre effektivitet utan också en betydande ökning av produktionskostnaderna förknippade med det höga priset på själva maskinen och den högre kostnaden för dess drift - att fördubbla kraften ökar kostnaden för att driva lasern med 20 till 30 procent.

Men dessa kostnader kanske inte är så betydande om den extra kraften tillåter en betydande minskning av skärningsprocessen och ökad effektivitet, eftersom de fortfarande representerar en bråkdel av de fasta kostnaderna, som inkluderar bland annat: operatörslöner, programmeringskostnader, infrastrukturkostnader, skatter, utrustningsavskrivning (leasingavbetalningar), frakt, allmänna och administrativa kostnader, och naturligtvis råmaterialkostnader.

I de flesta produktionsanläggningar överstiger dessa utgifter långt kostnaden för laserdrift, eftersom, medan kostnaderna för att köpa en laserskärmaskin är höga, förändras situationen radikalt när maskinen börjar arbeta. Kostnaderna för laserskärning är relativt låga.

När man väljer en laserskärmaskin bör man välja en maskin som kommer att möta produktionsbehoven inte bara för närvarande utan också i nära framtid. Och eftersom laserteknik har utvecklats mycket snabbt under de senaste åren är det nödvändigt att inte bara undersöka marknadens utbud och lära sig om de senaste lösningarna utan också diskutera eventuella tvivel med specialister. Ett sådant tillvägagångssätt kommer att tillåta att välja den bästa maskinen, undvika onödiga kostnader och, viktigare, öka företagets konkurrensfördel.

Med hänsyn till laserkraft och maskindynamik är det värt att komma ihåg att högre kraft tillåter snabbare skärning, särskilt av tjockare material, och större maskindynamik tillåter större arbets effektivitet, särskilt i fallet med tunnare material. När det gäller materialladdning och lossning kan produktion inte utföras under dessa operationer. Så ju snabbare de är, desto bättre.

Därför, när man väljer en fiber skärmaskin, bör man fokusera på de tre viktigaste faktorerna som påverkar effektiviteten hos en fiberlaser - laserkraft, maskindynamik och hastigheten på materialladdnings-/lossningsoperationer. Och laserkraften bör lämpligen anpassas till applikationerna och bearbetade material.

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