Fiber vs CO2 laserstråler
Noen ting er ganske merkbare. Laser"generatoren" på en fiberlaser er mye mindre sammenlignet med en tradisjonell CO2resonator. Faktisk er fiberlaseren skapt av en rekke dioder som er satt sammen i en koffertstørrelsesmodul som kan variere i kraft fra 600 til 1500 watt. Flere moduler er skjøtet sammen for å lage den endelige drevne resonatoren, som vanligvis er på størrelse med et lite arkivskap. Lyset som genereres kanaliseres og forsterkes gjennom fiberoptisk kabel. Når lyset går ut av den fiberoptiske kabelen, er det det samme som ble generert uten tap av strøm eller kvalitet. Den blir deretter justert og fokusert for typen materiale som skal kuttes.
CO2resonator er mye større og krever mer energi, ettersom elektrisitet introduseres til en kombinasjon av gasser for å produsere laserstrålen. Speil hjelper lyset å øke i intensitet, og forbereder det til å gå ut av resonatoren. Etter å ha gått ut av resonatoren, må strålen bevege seg gjennom en bane som består av flere avkjølte speil til den når linsen. Denne vandringen forårsaker tap av kraft og kvalitet i laserstrålen.
På grunn av mengden kraft som kreves for å lage en CO2laser, er den mindre effektiv og har en mye lavere veggpluggeffektivitet sammenlignet med en fiberlaser. Det følger at de store kjølerne som kreves for CO2lasere trenger også mer total kraft. Gitt fiberlaserresonatorens veggpluggeffektivitet på mer enn 40 prosent, bruker du ikke bare mindre strøm, men også mindre av den etterspurte gulvplassen.
Noen ting er ikke fullt så tydelige før du ser nærmere på en fiberlaser i drift. Fordi strålediameteren ofte er en tredjedel av størrelsen på en CO2stråle, har en fiberlaser en større effekttetthet enn en CO2laserstråle. Ikke bare gjør dette at fiberen kan kutte raskere, men det lar den også stikke hull raskere. Denne mindre bjelkestørrelsen gir også fiberen muligheten til å kutte intrikate former og etterlate skarpe kanter. Tenk deg å kutte en firmalogo ut av et rør når avstanden mellom logoens bokstaver er 0.035 tommer; en fiber kan lage det kuttet, mens en CO2laser kan ikke.
Fiberlasere har en bølgelengde på 1,06 mikron, som er 10 prosent mindre enn en CO2laserstråle. Med sin mye mindre bølgelengde produserer fiberlaseren en stråle som mye lettere absorberes av det reflekterende materialet; en CO2laser er mye mer sannsynlig å reflektere fra overflaten av disse materialene. På grunn av dette kan fiberlaserskjæremaskiner kutte messing, kobber og andre reflekterende materialer. Det skal bemerkes at en CO2laserstråle som reflekteres fra materialet kan ikke bare skade maskinens skjærelinse, men også hele strålebanen. Bruk av en fiberoptisk kabel for strålebanen fjerner denne risikoen.
Fiberlaseren trenger selvfølgelig ikke så mye oppmerksomhet med tanke på vedlikehold. Den krever ikke speilrengjøring og belgen sjekker at en CO2behov for laserskjæremaskiner. Så lenge den får rent kjølevann til kjøling og luftfiltrene skiftes rutinemessig, er selve fiberlaseren fri for forebyggende vedlikehold.
En annen vurdering er fiberlaserens moduler på størrelse med kofferten – de tillater redundans. Hvis en modul har et problem, slår ikke resonatoren seg helt av. Fiberlaseren er overflødig på en måte som gjør at de andre modulene kan produsere mer strøm midlertidig for å støtte nedmodulen inntil reparasjoner kan fullføres - som forresten kan gjøres i felten. Andre ganger kan fiberresonatoren fortsette å produsere redusert effekt inntil reparasjoner kan utføres. Dessverre, hvis en CO2resonator har et problem, hele resonatoren er nede, ikke bare i en redusert strømmodus.
Det tykke og tynne ved laserskjæring
En gang trodde mange at fiberlasere kun kunne brukes til tynne materialer. CO2, med sin større bølgelengde, skapte nok snitt under kutting av tykke materialer til at nok plass ble tillatt for materialfjerning; fiberlaseren kunne ikke produsere samme snitt eller resultater med tykkere materialer. Men det har blitt tatt tak i de siste årene med kollimeringsteknologi som kan produsere en bredere fiberlasergenerert stråle som skaper materialseparasjon og rom for materialfjerning i tykke materialer. Og siden strålebredden kan byttes, kan maskinen bruke den smalere strålen til å behandle tynne materialer, noe som muliggjør raskere prosessering av materialer i forskjellige størrelser på samme fiberlaser-skjæremaskin.
Arklaserskjæremaskiner selges nå med lasergenererende teknologi som kan levere så mye som 12 kW kraft. En laserrørskjæremaskin topper vanligvis ved 5 kW fordi mer kraft samtidig vil kutte gjennom motsatt side av røret.
Du har kanskje lagt merke til at vi ikke har diskutert kuttehastighet ennå. Det er mulig å kutte opptil 500 tommer per minutt på et rør, men det er ikke alltid realistisk. Ved laserskjæring bør det virkelige fokuset være på hvor lang tid det tar å laste et rør, indeksere det slik at det er i riktig posisjon for å kutte, gjennombore og kutte det, og losse delen. Det handler mer om delbehandlingstid med laserrørskjæremaskiner, ikke skjærehastighet.
Materiale til skjæring av laserrør
En laserskjæremaskin som skjærer metallplater kan skifte ut en plate på sekunder. Det samme kan gjøres på en laserrørskjæremaskin, men det er en helt annen historie om hvordan det gjøres.
Det finnes ingen standard materialtårn med laserrørskjæremaskin. Buntlastere, den mest effektive av alternativene for håndtering av rørmateriale, mater ett rør om gangen fra bunten inn i rørlaseren via et singulariseringssystem. Denne typen fôringsmekanisme fungerer ikke med åpne profiler, for eksempel vinkler eller kanaler, fordi de låses sammen mens de er i en bunt og ikke så lett løsner. For åpne profiler brukes trinnlastere, som sekvenserer en seksjon en om gangen inn i maskinen samtidig som den holder den riktige orienteringen til den seksjonen.
Disse rørene er ikke små. I USA er standardlengder 24 fot. Noen på vestkysten jobber vanligvis med 20-ft. lengder som standardstørrelser.
Variasjon er realiteten til enhver jobbbutikk, og det samme gjelder de som bruker en rørlaser. Det er ikke uvanlig å se deler av forskjellige størrelser komme fra ett rør. Maskinen må kunne losse laserkuttede deler som kan være så små som 2 tommer og så lange som 15 fot, rett etter hverandre. Den må også kunne losse disse delene uten å skade dem, noe som kan være en utfordring med mykere metaller som aluminium.
Selve naturen til et rør forhindrer behovet for en maskin med en svært kraftig laser. Mens flate laserskjæremaskiner nå er tilgjengelige med lasergeneratorer så kraftige som 12 kW, krever rørlaserskjæremaskiner vanligvis bare maksimalt 5 kW effekt. Med et rør må du alltid tenke på motsatt side av røret du skjærer. En kraftigere laser vil ganske enkelt blåse gjennom den andre siden av røret under kutting. (Selvfølgelig, hvis du behandler en stråle eller en kanal på rørlaseren, trenger du ikke å bekymre deg for en annen side.)
En annen vurdering ved rørskjæring er sveisesømmen. Dette materialet er rulleformet og sveiset sammen. Dette bringer opp to punkter som vanligvis må tas opp:
Plasseringen av rørets sveisesøm må tas i betraktning ved laserskjæring. Sveisesømmen må ikke forstyrre pinner eller hull, og for estetiske bruksområder, som for eksempel møbler, må sveisesømmene skjules så mye som mulig. I et konvensjonelt laserrørskjæresystem brukes en optisk sensor for å skanne røret for å se etter sveisesømmen. Ofte er rør dekket av olje eller rust, og sveisesømmen kan være vanskelig å skille fra andre overflateområder med forurensninger. På rustfritt eller galvanisert kan sveisesømmen kun være synlig innvendig. Det har ført til at noen produsenter har innlemmet kameraer i systemene sine som lar maskinene ikke bare skanne utsiden av røret, men også internt. Dette gjør at maskinen kan oppdage den skjulte sveisesømmen og plassere delene riktig i forhold til den.
Sveisesømmene er også av forskjellige sammensetninger og kuttes annerledes enn resten av røret ditt. Tradisjonelt måtte operatører bremse eller øke kraften på alle operasjoner som skjedde på et rør for å ta hensyn til sveisesømmen. I dag har noen OEM-er utviklet sin kontrollteknologi og parametre for å tillate maskinen å skille ut en sveisesøm og justere kun disse seksjonene. Dette lar maskinen behandle disse delene på den raskeste måten. Kontrollen justerer automatisk kraften, frekvensen og driftssyklusen når laseren jobber seg gjennom røret og sveisesømmen. Operatøren trenger ikke å lage perfekte parametere; han kan fokusere på å få materiale inn og ut av maskinen.
Ingenting er perfekt med rørlaserskjæring
Husk at det ikke finnes et perfekt rør. De har buer. Sveisesømmer kan stikke ut ikke bare på utsiden, men også på innsiden av røret. Det er en reell utfordring å behandle dette materialet konsekvent og raskt når slike inkonsekvenser eksisterer fra ett produkt som kjøres til et annet.
Tenk deg å måtte plassere et gjennomgående hull sentrert på et rør. Det må være sentrert til den faktiske dimensjonen, ikke bare én side av røret. Hvis røret er bøyd, vil det gjøre ting vanskeligere. Det er livet til rørfabrikasjon.
Hvordan kompenserer du for det? Tradisjonelt skal du komme ned og berøre ansiktet med en sensor som markerer kontaktpunktet. Røret roteres deretter, og den motsatte siden av røret berøres. Det gir kontrollen en ide om hvor bøyd røret er. Denne metoden er nøyaktig og kan sikre at de gjennomgående hullene fungerer for applikasjonen. Men husk at hver gang en rotasjon av røret skjer, reduseres evnen til å levere svært høye toleranser.
Den andre faktoren å huske på er at den tradisjonelle metoden for å sjekke for buer og vendinger i røret kan ta opptil fem eller syv sekunder før skjæringen starter. Med de tradisjonelle virkemidlene for berøringsføling, må du bytte produktivitet mot nøyaktighet. Igjen, i fiberlaserskjæringens tidsalder kan dette virke som en levetid, men å jobbe med rør er ikke så enkelt som å jobbe med metallplater.
For å lukke tidsgapet når det gjelder rørkontroller, bruker noen maskinprodusenter kameraer til disse kontrollene. De reduserer kvalitetskontrollen til omtrent et halvt sekund og reduserer også antall rotasjoner som kreves. Dette gjør at maskinen kan beholde produktiviteten og nøyaktigheten.
Realiteten er at innkjøpsavdelingen alltid kommer til å forfølge det rimeligere alternativet. Det betyr at slangen som kommer fra fabrikken en uke sannsynligvis ikke vil være den samme uken etter. En produsent må lære å håndtere denne variasjonen.