Лазерный мир

Если бы фабрики были семьями, то CO2-лазер был бы как мама. Она довольно эффективна и очень надежна, но, по общему признанию, немного нуждается в техническом обслуживании, нуждаясь в регулярном TLC (технологическом жизненном цикле), чтобы продолжать идти. Тем не менее, она проделывает много работы, намного больше, чем другие члены семьи будут когда-либо ценить.

            И хотя мы не знали бы, что без нее делать, она немного дороже чтобы хранить. Папа скажет вам, что ее ежемесячные расходы съедают значительную часть семейного бюджета. Но она продолжает принимать все необходимые требования, как и в течение последних нескольких десятилетий.

            К сожалению, для СО2 в семье лазерной резки появилась новая сестра. Эта девушка работает за орехи и превосходит старую надежность  в значительном количестве — в среднем день она может выполнять в три-четыре раза больше работы. На самом деле, она так быстра и согласна быть рядом, что некоторые в семье думают, что пришло время отправить нашу усталую СО2 паковаться . Прости мама.

Важное значение имеет качество кромки: заготовку толщиной 1/2 дюйма сверху вырезали на CO2-лазере. Нижняя была разрезана на твердотельном лазере с использованием волоконной технологии BrightLine компании Trumpf.

            До свидания, статус-кво

            Какое имя новой девушки? Вы, наверное, уже слышали о ней. Это динамо для резки листового металла называется волоконным лазером, и оно застала многих из нас врасплох. Представленные менее десяти лет назад волоконные лазеры (некоторые относят их к твердотельные) поднялись по лестнице популярности лазеров, как пожарный в горящем здании, и теперь они составляют большинство продаж лазерных резаков по всей Северной Америке.

            «Если бы вы спросили меня о будущем CO2 в 2013 году, мой ответ был бы намного иным, чем сегодня», — говорит Стефан Колле, менеджер лазерных продуктов LVD Strippit. «Для многих моих коллег, а также для меня этот сдвиг в пользу волокна привел нас к удивлению. Когда я впервые познакомился с этой технологией, я не был уверен, действительно ли у нее была возможность побороться, но теперь я должен признать, что СО2 действительно умрет — в конце концов ».

            Когда это случится? Колле указывает, что это может быть скорее раньше, чем позже, в основном из-за того, что главное ограничение волокна — толщина материала — испарилось как слой благородного газа.

У волоконных лазеров мало трудностей с высокоотражающими материалами.

            «У первых волоконных лазеров не было фокусного расстояния, необходимого для обработки более толстых листов, области, в которой СО2 исторически доминировала», — говорит он. «Таким образом, оператор не прекращал делать операции на режущей головке, когда постоянно  изменилась толщина материала, что было непросто сделать».

            С тех пор технология  волоконных  головок для резки  резко улучшилась, продолжает он. «Мы не только можем корректировать фокусную точку вверх и вниз, но также можем сделать фокусное пятно более широким или меньшим, что, в свою очередь, влияет на ширину реза. Когда вы хотите обрабатывать более толстый материал и нуждаетесь в большей ширине реза для эвакуирования расплавленного материала или для регулировки ширины реза для материалов с более тонким калибром, теперь это очень легко сделать. Из-за этого практически ничего нельзя сделать с CO2-лазером, который не может быть выполнен быстрее или так же быстро на волоконной машине ». (? СПОРНО! Прим.)

            Наряду со скоростями резания в несколько раз больше, чем CO2 , волокно также является королем прошивки. Колле говорит, что нет никакого беспокойства по поводу фонтана расплавленного материала, летящего из отверстия и брызгающего, прилипающего или повреждающего сопло и заготовку; С точки зрения прошивки, оптоволоконные лазеры являются бомбой.

            «Недавно я работал с клиентом, который пробивал 1000 отверстий в серии стальных пластин, — отмечает Колле. «Они скономили около 15 секунд за отверстие над их старым CO2-лазером. Сделайте математику, и вы поймете важность волоконных лазеров ».

По сравнению с CO2, волоконные лазеры непревзойденны  при прошивке, излучение быстро проникает через материал без риска расплавленного выброса.

            Запишите меня

            Тем не менее, CO2-лазеры еще не следует обесценивать. Колле отмечает, что CO2 является лидером в некоторых отраслях промышленности, в первую очередь в области резки пластмасс и древесины, а некоторые лазерные эксперты считают, что CO2 производит немного лучшее качество кромок в нержавеющей стали больших толщин (хотя эта ситуация почти наверняка меняется по мере поступления новых источников энергии И как производители волоконных лазеров соответственно подстраивают свои системы). И для тех, кто ищет на рынке доступную  машину, есть много инвентаря, поскольку предприятия как магазины продают свои старые CO2-лазеры в пользу волокна.

            В некоторых отраслях, где CO2-лазеры по-прежнему имеют яркое будущее, включают в себя рекламные вывески, гравировку и маркировку деталей. Например, Kern Laser Systems Inc. производит различные широкоформатные лазерные режущие и гравировальные системы. Его самая большая — это машина в стиле порталов, имеющая 2 х 3 м. Скорости движения и травления до 3,8 метра в секунду. Кроме того, он хорошо подходит для акриловых, металлических материалов, дерева, пены и даже камня. Компания также предлагает свою линию Micro — самую маленькую с рабочей зоной площадью всего 0,6 м, а также Z12, предназначенную для каменного офорта камня (что вы желаете на своей надгробной плите?).

            Поскольку эти машины не предназначены для крупносерийного производства деталей из листового металла, мощность лазера низка — самая мощная машина Kern составляет 400 Вт, что на одну десятую от типичного мощного волоконного лазера. Тем не менее, они обладают некоторыми из тех же характеристик, что и их кузены промышленного класса, в том числе охлаждение лазерной головки, вакуумные системы для удаления дыма , а также возможность использования кислорода или  азота  давления .

Держите глаза и кожу защищенными. Волоконные лазеры используют короткую длину волны, которая потенциально опасна для человека.

            Светлое будущее

            Бретт Томпсон, инженер по продажам в Trumpf Inc., согласен с тем, что волоконная технология продолжит экспоненциальный рост. «В нашем подразделении станков продажи постоянно переходят к твердотельникам  до такой степени, что теперь это почти эксклюзивная технология», — говорит он. «На рынке США это было в течение некоторого времени, но мы начинаем видеть, как остальная часть мира движется в одном направлении».

            Томпсон отмечает, что CO2 продолжает играть важную роль в других подразделениях Trumpf, особенно для лазерной сварки трансмиссий и других тяжелых компонентов, где она лучше работает, чем волокно при глубоком проникновении, необходимом для сильных сварных швов.

            Он приписывает успех волокна — по крайней мере, на Trumpf — для волоконной технологии BrightLine компании. «Мы можем значительно изменить диаметр луча прямо в середине перетяжки, где происходит фокусировка. Это обеспечивает превосходное качество кромок при сохранении очень стабильного процесса, что позволяет нам очень эффективно удалять материал ».

            Как и другие компании, опрошенные в этой статье, Trumpf, таким образом, может эффективно обрабатывать фактический стандарт лазерной резки, сталь толщиной 1 дюйм, со скоростью, сравнимой с CO2, а в некоторых случаях намного выше. Но лазерная операция больше, чем то, как быстро можно провести плуг через кусок углеродистой стали или молнию вокруг какого-то тонкого алюминия. Существует также лазерная жизнь и обслуживание.

            «Это одно из ключевых преимуществ волоконной технологии, — говорит он. «По сравнению с CO2-лазерами твердотельники, которые в нашем случае называются дисковыми лазерами, идеально подходят для промышленной среды. Они просто невероятно стабильные. Ничего из  фотопотемнения, к которому привыкли владельцы волоконных лазеров, и что вызывает постоянную потерю мощности лазера во времени. Дисковый лазер, который вы покупаете сегодня, будет обеспечивать такое же количество мощности, плюс или минус гарантированный один процент, через 10 лет ».

            Безумие обслуживания

            Большинство также согласны с тем, что объем обслуживания в течение этого десятилетия будет незначительным. Вместо того, чтобы для «кучи зеркал и оптики» поддерживать чистоту и выравнивание, волоконный лазер имеет гораздо меньше компонентов, что приводит к отсутствию падения мощности, когда луч проходит через систему доставки. Конечным результатом являются эксплуатационные расходы примерно в два раза ниже, чем у CO2-лазеров.

            «Опыт владения, который приходит с волокном, феноменальный, — говорит Томпсон. «Вы не тратите деньги на обслуживание системы, и вам больше не нужно настраивать параметры резки, чтобы компенсировать непрерывную потерю мощности».

            Не все были удивлены успехом волокна. Президент Salvagnini America Inc. Билл Боссард говорит, что компания увидела запись на стене в 2008 году, когда представила свой первый волоконный лазер.

            «Мы сразу поняли потенциал волоконной технологии и решили выйти из рынка CO2 одновременно», — говорит он. «Многие люди, вероятно, скептически относились к нашему решению, но мы знали, что это правильное решение для нас и наших клиентов. СО2, вероятно, будет еще некоторое время дольше, но на самом деле не так много того, что волоконный лазер не может делать сегодня. Дайте им еще пять лет, и они станут единственной игрой в городе.

            Дастин Диль соглашается. Менеджер продукта для лазерного подразделения Amada America Inc. Diehl говорит, что волоконные лазеры составляют примерно 5 процентов от продаж, когда Amada представила свою первую волоконную машину на Fabtech 2011. Пять лет спустя волокно владеет самой большой частью лазерного резки, имеющей более 80 процентов рынка.

            «Для нас это был очень быстрый переход», — отмечает он. «И мы недавно добавили волокна к нашим комбинациям с пресс / лазером, поэтому мы определенно ожидаем, что тенденция продолжится».

            Диль считает, что машины с CO2 — в Соединенных Штатах, по крайней мере, скоро будут делаться только на заказ, а не на на склад.

            Перепрыгнуть  барьер

            Как и другие машиностроители, представленные здесь, Amada разработала свои собственные запатентованные технологии, которые позволяют его волоконным машинам резать весь спектр материалов, которые были  ранее на территории только CO2. Эти патенты включают уникальные конструкции резонатора, которые обеспечивают точную настройку диаметра луча,  и в случае Amada, возможность расширения технологического диапазона, что позволяет машине эффективно резать латунь, медь, титан и другие материалы, которые трудно обрабатывать на машине с CO2.

            Убеждены? Большинство владельцев jod-shop и менеджмента Да!. Но не так быстро: волоконные лазеры работают во многом так же, как машины с CO2 (хотя и с гораздо меньшим уровнем обслуживания и большей общей эффективностью), но перед тем, как прыгать, нужно рассмотреть некоторые вещи.

           Во-первых, большинство продавцов согласны: размер имеет значение. Хотя, может быть, не так много, как вы думаете. Все здесь могут продать вам самый большой, самый плохой волоконный лазер в линейке продуктов, но Diehl предупреждает, что это может не обеспечить наибольшую рентабельность инвестиций.

            «Мы предлагаем 2-кВт-волокно, которое может вырезать 1 Дюйм мягкой стали и превосходит 4-кВт CO2 », объясняет он. «Конечно, он не будет вырезать более толстые материалы так быстро, как 6-килоВаттное волокно, но вам нужно подумать о том, как часто вы будете обрабатывать эти более толстые материалы и в каких количествах. Это может означать разницу между расходами 400 000 и 1 миллион долларов ».

            Безопасность — еще одна проблема. Поскольку СО2 работает на длине волны 10 микрон, его свет по своей сути более безопасен, чем более короткая длина волны 1 мкм  волоконного лазера. «И что, — говорите вы, — все здесь следуют правилам безопасности. Кроме того, машины имеют защиту ».

            Что хорошо то хорошо, но просто признайте, что любой пробел в защите из-за неправильного обслуживания или неосторожности со стороны оператора, который комфортно относится к относительно мягкому свету, поступающему из СО2, может нанести непоправимый глазной урон оператору и любому поблизости , всегда выполняйте безопасную резку с помощью волоконного лазера.

            Рассмотрите также газы. Волоконный лазер лучше всего работает с азотом. Рассматривали ли вы, как вы собираетесь поставлять этот явно не дешевый газ? Сообщение здесь состоит в том, что если вы собираетесь играть в игру с лазерным волокном, примите участие в установке и обслуживании большого Дьюара для хранения азота. Еще лучше инвестируйте в свой собственный генератор азота.

            Наконец, как насчет производительности? Может показаться ужасно захватывающим, чтобы безнаказанно масштабировать легкую сталь и алюминий безвоздушным образом, но какая польза для него, если лазерные заготовки накапливаются перед последующим прессовым тормозом или сварочными работами? Будь то волокно или CO2, лазерные резаки — всего лишь один из аспектов производительности любого job-shopа. Прежде чем инвестировать в что-либо, убедитесь, что остальная часть ваших машин соответствует задаче.

Amada America Inc.

LVD Strippit

Salvagnini America Inc.

Trumpf Inc.

Источник: http://www.shopfloorlasers.com/laser-cutting/co2/369-the-future-of-co2