Hvad du behøver at vide om laserrørskæring

Fiber vs CO2 laserstråler

Nogle ting er ret mærkbare. Laser"generatoren" på en fiberlaser er meget mindre sammenlignet med en traditionel CO₂resonator. Faktisk er fiberlaseren skabt af en række dioder, der er sat sammen i et dokumentmappestørrelsesmodul, der kan variere i effekt fra 600 til 1.500 watt. Flere moduler splejses sammen for at skabe den endelige drevne resonator, som typisk er på størrelse med et lille arkivskab. Det genererede lys kanaliseres og forstærkes gennem fiberoptisk kabel. Når lyset forlader det fiberoptiske kabel, er det det samme, der blev genereret uden tab af strøm eller kvalitet. Derefter justeres og fokuseres den efter den type materiale, der skal skæres.

CO₂resonator er meget større og kræver mere energi, da elektricitet introduceres til en kombination af gasser for at producere laserstrålen. Spejle hjælper lyset med at få i intensitet, og forbereder det til at forlade resonatoren. Efter at have forladt resonatoren, skal strålen bevæge sig gennem en bane, der omfatter flere afkølede spejle, indtil den når linsen. Denne vandring forårsager tab af kraft og kvalitet i laserstrålen.

På grund af mængden af ​​strøm, der kræves for at skabe en CO₂laser, er den mindre effektiv og har en meget lavere vægstikeffektivitet sammenlignet med en fiberlaser. Det følger heraf, at de store kølere, der kræves til CO₂lasere har også brug for mere samlet kraft. I betragtning af fiberlaserresonatorens vægstikeffektivitet på mere end 40 procent, bruger du ikke kun mindre strøm, men også mindre af din efterspurgte gulvplads.

Nogle ting er ikke helt så tydelige, før man ser nærmere på en fiberlaser i drift. Fordi dens strålediameter ofte er en tredjedel af størrelsen af ​​en CO₂stråle, har en fiberlaser en større effekttæthed end en CO₂laserstråle. Dette giver ikke kun fiberen mulighed for at skære hurtigere, men det gør det også muligt at gennembore hurtigere. Denne mindre strålestørrelse giver også fiberen evnen til at skære indviklede former og efterlade skarpe kanter. Forestil dig at skære et firmalogo ud af et rør, når afstanden mellem logoets bogstaver er 0.035 tommer; en fiber kan lave det snit, mens en CO₂laser kan ikke.

Fiberlasere har en bølgelængde på 1,06 mikron, hvilket er 10 procent mindre end en CO₂laserstråle. Med sin meget mindre bølgelængde producerer fiberlaseren en stråle, der meget lettere absorberes af det reflekterende materiale; en CO₂laser er meget mere tilbøjelig til at reflektere fra overfladen af ​​disse materialer. På grund af dette kan fiberlaserskæremaskiner skære messing, kobber og andre reflekterende materialer. Det skal bemærkes, at en CO₂laserstråle, der reflekteres af materialet, kan ikke kun beskadige maskinens skærelinse, men også hele strålegangen. Brug af et fiberoptisk kabel til strålegangen fjerner denne risiko.

Fiberlaseren behøver naturligvis ikke så meget opmærksomhed i forhold til vedligeholdelse. Det kræver ikke spejlrensning, og bælgen tjekker, at en CO₂behov for laserskæremaskine. Så længe den får rent kølevand til afkøling, og luftfiltrene rutinemæssigt udskiftes, er selve fiberlaseren fri for forebyggende vedligeholdelse.

En anden overvejelse er fiberlaserens moduler i dokumentmappestørrelse - de tillader redundans. Hvis et modul har et problem, lukker resonatoren ikke helt ned. Fiberlaseren er redundant på en måde, så de andre moduler midlertidigt kan producere mere strøm for at understøtte down-modulet, indtil reparationer kan afsluttes - som i øvrigt kan udføres i marken. Andre gange kan fiberresonatoren fortsætte med at producere reduceret strøm, indtil reparationer kan udføres. Desværre, hvis en CO₂resonator har et problem, hele resonatoren er nede, ikke kun i en reduceret strømtilstand.

Det tykke og tynde ved laserskæring

På et tidspunkt troede mange, at fiberlasere kun kunne bruges til tynde materialer. CO₂, med sin større bølgelængde, skabte nok skær under skæringen af ​​tykke materialer til, at der var tilstrækkelig plads til materialefjernelse; fiberlaseren kunne ikke producere den samme snit eller resultater med tykkere materialer. Men det er blevet løst i de senere år med kollimerende teknologi, der kan producere en bredere fiber lasergenereret stråle, der skaber materialeadskillelse og plads til materialefjernelse i tykke materialer. Og da strålebredden er omskiftelig, kan maskinen bruge den smallere stråle til at bearbejde tynde materialer, hvilket giver mulighed for hurtigere bearbejdning af materialer af forskellig størrelse på den samme fiberlaserskæremaskine.

Pladelaserskæremaskiner sælges nu med lasergenererende teknologi, der er i stand til at levere så meget som 12 kW effekt. En laserrørskæremaskine topper typisk ved 5 kW, fordi mere strøm samtidig skærer gennem den modsatte side af røret.

Du har måske bemærket, at vi endnu ikke har diskuteret skærehastighed. Det er muligt at skære op til 500 tommer i minuttet på et rør, men det er ikke altid realistisk. Ved laserskæring bør det reelle fokus være på, hvor lang tid det tager at indlæse et rør, indeksere det, så det er i den rigtige position til at skære, gennembore og skære det af og aflæsse delen. Det handler mere om delbehandlingstid med laserrørskæremaskiner, ikke skærehastighed.

Materiale til skæring af laserrør

En laserskæremaskine, der skærer metalplader, kan udskifte en plade på få sekunder. Det samme kan gøres på en laserrørskæremaskine, men det er en helt anden historie om, hvordan det gøres.

Der er ingen standard materialetårne ​​med en laserrørskæremaskine. Bundle loaders, den mest effektive af mulighederne for håndtering af rørmateriale, tilfører et rør ad gangen fra bundtet ind i rørlaseren via et singulariseringssystem. Denne type fodringsmekanisme fungerer ikke med åbne profiler, såsom vinkler eller kanaler, fordi de låser sammen, mens de er i et bundt og ikke let kommer fri. Til åbne profiler bruges trinlæssere, som sekvenserer en sektion en ad gangen ind i maskinen, mens den holder den korrekte orientering af den sektion.

Disse rør er ikke små. I USA er standardlængderne 24 fod. Nogle på vestkysten arbejder typisk med 20-ft. længder som standardstørrelser.

Variation er virkeligheden i enhver jobbutik, og det samme gælder for dem, der betjener en rørlaser. Det er ikke usædvanligt at se dele af forskellige størrelser komme fra ét rør. Maskinen skal være i stand til at losse laserskårne dele, der kan være så små som 2 tommer og så lange som 15 fod, lige efter hinanden. Det skal også være i stand til at losse disse dele uden at beskadige dem, hvilket kan være en udfordring med blødere metaller såsom aluminium.

Selve naturen af ​​et rør forhindrer behovet for en maskine med en meget kraftig laser. Hvor flade laserskæremaskiner nu er tilgængelige med lasergeneratorer så kraftige som 12 kW, kræver rørlaserskæremaskiner normalt kun en maksimal effekt på 5 kW. Med et rør skal du altid tænke på den modsatte side af det rør, du skærer. En mere kraftfuld laser ville simpelthen blæse gennem den anden side af røret under skæring. (Selvfølgelig, hvis du behandler en stråle eller en kanal på rørlaseren, behøver du ikke at bekymre dig om en anden side.)

En anden overvejelse ved rørskæring er svejsesømmen. Dette materiale er rulleformet og svejset sammen. Dette bringer to punkter frem, som typisk skal behandles:

Placeringen af ​​rørets svejsesøm skal tages i betragtning ved laserskæring. Svejsesømmen må ikke forstyrre stifter eller huller, og til æstetiske formål, såsom møbler, skal svejsesømmene skjules så meget som muligt. I et konventionelt laserrørsskæresystem bruges en optisk sensor til at scanne røret for at lede efter svejsesømmen. Ofte er rør dækket af olie eller rust, og svejsesømmen kan være svær at skelne fra andre overfladeområder med forurenende stoffer. På rustfri eller galvaniseret må svejsesømmen kun være synlig indvendigt. Det har fået nogle producenter til at inkorporere kameraer i deres systemer, der gør det muligt for maskinerne ikke kun at scanne ydersiden af ​​røret, men også internt. Dette gør det muligt for maskinen at registrere den tilslørede svejsesøm og placere delene korrekt i forhold til den.

Svejsesømmene er også af forskellige sammensætninger og skæres anderledes end resten af ​​dit rør. Traditionelt var operatørerne nødt til at bremse eller øge kraften på alle operationer, der fandt sted på et rør for at tage højde for svejsesømmen. I dag har nogle OEM'er udviklet deres styringsteknologi og -parametre, så maskinen kan udskille en svejsesøm og kun justere disse sektioner. Dette lader maskinen behandle disse dele på den hurtigste måde. Styringen justerer automatisk effekt, frekvens og driftscyklus, når laseren arbejder sig vej gennem røret og dets svejsesøm. Operatøren behøver ikke at skabe perfekte parametre; han kan fokusere på at få materiale ind og ud af maskinen.

Intet er perfekt med rørlaserskæring

Husk, at der ikke findes et perfekt rør. De har sløjfer. Svejsesømme kan rage ikke kun ud på ydersiden, men også på det indre af røret. Det er en reel udfordring at behandle dette materiale konsekvent og hurtigt, når sådanne uoverensstemmelser eksisterer fra et produkt, der kører til et andet.

Forestil dig at skulle placere et gennemgående hul centreret på et rør. Det skal centreres til den faktiske dimension, ikke kun den ene side af røret. Hvis røret er bøjet, vil det gøre tingene sværere. Det er livet for rørfabrikation.

Hvordan kompenserer du for det? Traditionelt vil du komme ned og røre ved ansigtet med en sensor, der markerer kontaktpunktet. Røret roteres derefter, og den modsatte side af røret berøres. Det giver kontrollen en idé om, hvor bøjet røret er. Denne metode er nøjagtig og kan sikre, at de gennemgående huller fungerer til applikationen. Men husk, at hver gang der sker en rotation af røret, reduceres evnen til at levere meget høje tolerancer.

Den anden faktor at huske på er, at den traditionelle metode til at kontrollere for buer og snoninger i røret kan tage op til fem eller syv sekunder, før skæringen begynder. Med de traditionelle midler til berøringsføling skal du bytte produktivitet for nøjagtighed. Igen, i fiberlaserskæringens tidsalder kan dette virke som et helt liv, men at arbejde med rør er ikke så simpelt som at arbejde med metalplader.

For at lukke tidsgabet, når det kommer til rørtjek, bruger nogle maskinfabrikanter kameraer til disse tjek. De reducerer kvalitetskontrollen til omkring et halvt sekund og reducerer også antallet af omdrejninger, der kræves. Dette gør det muligt for maskinen at bevare produktiviteten samt nøjagtigheden.

Virkeligheden er, at indkøbsafdelingen altid vil forfølge den billigere løsning. Det betyder, at slangen, der kommer fra møllen en uge, sandsynligvis ikke vil være den samme den følgende uge. En fabrikant skal lære at håndtere denne variation.