Lasersko rezanje i rezanje vodenim mlazom: dvije odlične tehnologije koje se kombiniraju? Ili su najbolje kada su solo? Kao i uvijek, odgovor ovisi o tome koji su poslovi u radnji, kojim materijalima se najčešće rukuje, nivou vještina operatera, i konačno raspoloživi budžet za opremu.
Prema istraživanju glavnih dobavljača svakog sistema, kratak odgovor je da su vodeni mlaznici jeftiniji i raznovrsniji od lasera u smislu materijala koji se mogu rezati. Od pjene do hrane, vodeni mlaznici pokazuju izuzetnu fleksibilnost. S druge strane Sa strane, laseri nude brzinu i preciznost bez premca kada proizvode velike količine tanjih metala do 25,4 mm debljine.
Što se tiče operativnih troškova, sistemi sa vodenim mlazom troše abrazivni materijal i zahtijevaju modifikacije pumpe. Fiber laseri imaju veće početne troškove, ali niže operativne troškove od njihovih starijih CO2 rođaka;oni također mogu zahtijevati više obuke operatera (iako moderna upravljačka sučelja skraćuju krivulju učenja). Daleko najčešće korišteni abraziv za vodeni mlaz je granat. U rijetkim slučajevima kada se koristi više abrazivnih tvari kao što je aluminij oksid, cijev za miješanje i mlaznica će se više habati .Sa granatom, komponente vodenog mlaza mogu se rezati 125 sati;sa glinicom mogu trajati samo oko 30 sati.
Na kraju krajeva, te dvije tehnologije treba posmatrati kao komplementarne, kaže Dustin Diehl, menadžer proizvoda za lasersko odjeljenje kompanije Amada America Inc. u Buena Parku, Kalifornija.
“Kada kupci imaju obje tehnologije, imaju veliku fleksibilnost u licitiranju,” objasnio je Diehl.” Oni mogu licitirati za bilo koju vrstu posla jer imaju ova dva različita, ali slična alata i mogu licitirati za cijeli projekat.”
Na primjer, kupac Amade sa dva sistema izvodi blanko na laseru. „Samo pored kočnice za presu je vodeni mlaz koji seče izolaciju otpornu na toplotu“, kaže Diehl.“ Kada se list savije, stavljaju izolaciju, savijaju ponovo i obavite porub ili pečat.To je uredna mala montažna linija.”
U drugim slučajevima, nastavio je Diehl, prodavnice su rekle da žele da kupe sistem za lasersko sečenje, ali nisu mislile da preuzimaju mnogo posla da opravdaju potrošnju.” Ako pravite sto delova, a potrebna vam je celina dana, daćemo im da pogledaju laser.Nanošenje lima možemo obaviti za nekoliko minuta umjesto sati.”
Tim Holcomb, specijalista za aplikacije u OMAX Corp. Kent, Washington, koji vodi radnju sa oko 14 lasera i vodenim mlazom, prisjeća se da je vidio sliku koju je vidio prije mnogo godina u kompaniji koja koristi lasere, vodene mlaznice i žičanu EDM.poster. Na posteru su navedeni najbolji materijali i debljine koje svaka vrsta mašine može da podnese – lista vodenih mlaza je patuljasta od ostalih.
Na kraju, „vidim lasere koji pokušavaju da se takmiče u svetu vodenih mlaznica i obrnuto, i oni neće pobediti van svojih polja“, objašnjava Holcomb. Takođe je primetio da pošto je vodeni mlaz sistem hladnog rezanja, „možemo iskoristite prednosti više medicinskih ili odbrambenih aplikacija jer nemamo zonu pod utjecajem topline (HAZ) – mi smo tehnologija mikromlaznica.Minijet mlaznica i mikromlazno rezanje” Zaista nam je krenulo.”
Dok laseri dominiraju rezanjem mekog crnog čelika, tehnologija vodenog mlaza je „zaista švicarski nož u industriji alatnih mašina“, tvrdi Tim Fabian, potpredsjednik marketinga i upravljanja proizvodima u Flow International Corp. u Kentu, Washington. Član Shape Technology Group. Njeni klijenti su Joe Gibbs Racing.
"Ako razmislite o tome, proizvođač trkaćih automobila kao što je Joe Gibbs Racing ima manje pristupa laserskim mašinama jer često režu ograničen broj dijelova od mnogo različitih materijala, uključujući titan, aluminij i karbonska vlakna", objasnio je Fabian ceste. "Jedan od potreba koje su nam objasnili je da mašina koju koriste mora biti veoma laka za programiranje.Ponekad operater može napraviti dio od ¼” [6,35 mm] aluminija i montirati ga na trkaći automobil, ali onda odluči da bi dio trebao biti izrađen od titanijuma, debljeg lima od karbonskih vlakana ili tanjeg aluminijumskog lima. ”
Na tradicionalnom CNC obradnom centru, nastavio je, "ove su promjene značajne."Pokušaj mijenjanja zupčanika od materijala do materijala i od dijela do dijela znači promjenu glava rezača, brzine vretena, brzina pomaka i programa.
“Jedna od stvari koje su nas zaista natjerale da koristimo vodeni mlaz je bila da napravimo biblioteku različitih materijala koje su koristili, tako da je sve što su morali da urade bilo da izvedu nekoliko klikova mišem i da ih prebace sa ¼” aluminijuma na ½” [12.7 mm] karbonskih vlakana,” nastavio je Fabian.”Još jedan klik, prelaze sa ½” karbonskih vlakana na 1/8″ [3,18 mm] titanijum.”Joe Gibbs Racing „koristi mnogo egzotičnih legura i stvari koje obično ne vidite da koriste redoviti kupci.Tako da smo mnogo vremena proveli radeći s njima na stvaranju biblioteka sa ovim naprednim materijalima.Sa stotinama materijala u našoj bazi podataka, postoji jednostavan proces za klijente da dodaju svoje jedinstvene materijale i dalje proširuju ovu bazu podataka.”
Još jedan vrhunski korisnik Flow waterjet je SpaceX Elona Muska.” Imamo dosta mašina u SpaceX-u za izradu dijelova za raketne brodove”, rekao je Fabian. Drugi proizvođač za istraživanje svemira, Blue Origin, također koristi Flow mašinu.” Oni ne zarađujem 10.000 ni od čega;prave jedan od njih, njih pet, njih četiri.”
Za tipičnu prodavnicu, „Kad god imate posao i treba vam 5.000 ¼” nečega od čelika, laser će biti teško nadmašiti“, ističe Fabian.“Ali ako su vam potrebna dva čelična dijela, tri aluminijska dijela, proizvedena dijela ili četiri najlonska dijela, vjerojatno ne biste razmišljali o korišćenju lasera umjesto vodenog mlaza. Sa vodenim mlazom možete rezati bilo koji materijal, od tankog čelika do 6″ do 8″ [15,24 do 20,32 cm] metala.
Sa svojim odjeljenjima za lasere i alatne strojeve, Trumpf ima jasno uporište u laserskom i konvencionalnom CNC-u.
U uskom prozoru gde se vodeni mlaz i laser najverovatnije preklapaju – debljina metala je nešto više od 25,4 mm – vodeni mlaz održava oštru ivicu.
„Za veoma, veoma debele metale — 1,5 inča [38,1 mm] ili više — ne samo da vam vodeni mlaz može dati bolji kvalitet, već i laser možda neće moći da obradi metal“, rekao je Brett Thompson, menadžer laserske tehnologije i prodaje Konsultacije .Nakon toga, razlika je jasna: nemetali će se najvjerovatnije obrađivati na vodenom mlazu, dok za bilo koji metal debljine 1″ ili tanji, laser je jednostavan. Lasersko sečenje je mnogo brže, posebno u tanjim i/ili tvrđi materijali – na primjer, nehrđajući čelik u odnosu na aluminij.”
Što se tiče završne obrade dijelova, posebno kvaliteta rubova, kako materijal postaje deblji i unos topline postaje faktor, vodeni mlaz ponovo dobiva prednost.
“Ovdje bi mlaz vode mogao imati prednost,” priznao je Thompson. “Raspon debljina i materijala premašuje onaj kod lasera s manjom zonom utjecaja topline.Iako je proces sporiji od lasera, vodeni mlaz također pruža konstantno dobar kvalitet rubova.Takođe imate tendenciju da dobijete veoma dobru pravougaonost kada koristite vodeni mlaz — čak i debljinu u inčima, i uopšte nema neravnina.”
Thompson je dodao da je prednost automatizacije u smislu integracije u proširene proizvodne linije laser.
„Sa laserom je moguća potpuna integracija: ubacite materijal na jednu stranu, a izlaz sa druge strane integrisanog sistema za sečenje i savijanje, i dobijate gotov rez i savijeni deo.U ovom slučaju, vodeni mlaz i dalje može biti loš izbor – čak i uz dobar sistem upravljanja materijalom – jer se dijelovi režu mnogo sporije i očito se morate nositi s vodom.”
Thompson tvrdi da su laseri jeftiniji za rad i održavanje jer je “potrošni materijal koji se koristi relativno ograničen, posebno laseri s vlaknima”.Međutim, „ukupni indirektni troškovi vodenih mlaznica vjerovatno će biti niži zbog manje snage i relativne jednostavnosti mašine.Zaista ovisi o tome koliko su dva uređaja dizajnirana i održavana.”
On se priseća da je, kada je OMAX-ov Holcomb vodio radnju 1990-ih, „Kad god sam imao deo ili nacrt na svom stolu, moja početna misao je bila: 'Mogu li to da uradim na laseru?'“ Ali pre nego što sam znao Ranije, bili smo mi bili. dobijanje sve više projekata posvećenih vodenim mlaznicama. To su deblji materijali i određeni tipovi delova, ne možemo da uđemo u veoma tesan ugao zbog zone uticaja lasera toplotom;duva iz ugla, tako da bismo se sklonili vodenim mlazovima – čak i ono što laseri obično rade. Isto važi i za debljinu materijala.”
Dok su pojedinačni listovi brži na laseru, listovi složeni u četiri sloja su brži na vodenom mlazu.
„Kada bih isekao krug 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] od 1/4″ [6,35 mm] mekog čelika, verovatno bih više voleo laser zbog njegove brzine i tačnosti.Završna obrada – kontura bočnog rezanja – više će biti staklena, vrlo glatka.”
Ali da bi laser radio na ovom nivou preciznosti, dodao je, „morate biti stručnjak za frekvenciju i snagu.Vrlo smo dobri u tome, ali morate to birati vrlo čvrsto;sa vodenim mlaznicama, po prvi put, Prvi pokušaj.Sada sve naše mašine imaju ugrađen CAD sistem. Mogu da dizajniram deo direktno na mašini.”Ovo je odlično za izradu prototipa, dodaje on. „Mogu programirati direktno na vodenom mlazu, što olakšava promjenu debljine materijala i postavki.“Postavke posla i prijelazi su „uporedivi;Vidio sam neke prelaze za vodene mlaznice koji su vrlo slični laserima.”
Sada, za manje poslove, izradu prototipa ili obrazovnu upotrebu – čak i za hobi radnju ili garažu – OMAX-ov ProtoMAX dolazi sa pumpom i stolom sa kotačićima za jednostavno premještanje. Materijal radnog komada je potopljen pod vodom za tiho sečenje.
Što se tiče održavanja, „Obično mogu nekoga obučiti za dan ili dva i vrlo brzo ga poslati na teren“, tvrdi Holcomb.
OMAX-ove EnduroMAX pumpe su dizajnirane da smanje potrošnju vode i omogućavaju brzu obnovu. Trenutna verzija ima tri dinamička zaptivke.” I dalje govorim ljudima da budu oprezni u održavanju bilo koje pumpe, ne samo moje.To je pumpa visokog pritiska, pa uzmite si vremena i prođite odgovarajuću obuku.”
„Vodeni mlaznici su sjajna odskočna daska u čišćenju i proizvodnji, a možda će vaš sljedeći korak biti laser,“ predlaže on.“ Omogućava ljudima da seku dijelove.A pres kočnice su prilično pristupačne, tako da ih mogu rezati i savijati.U proizvodnom okruženju možda ćete biti skloni upotrijebiti laser.”
Dok laseri sa vlaknima nude fleksibilnost za rezanje nečelika (bakar, mesing, titan), vodeni mlaznici mogu rezati materijale zaptivki i plastiku zbog nedostatka HAZ-a.
Rukovanje trenutnom generacijom sistema za lasersko rezanje vlakana „sada je vrlo intuitivno, a lokacija proizvodnje se može odrediti programom“, rekao je Diehl. „Operator samo učitava radni komad i pokreće.Ja sam iz trgovine i u CO2 eri optika počinje stariti i propadati, kvalitet rezanja pati, a ako možete dijagnosticirati te probleme, smatrate se odličnim operaterom.Današnji sistemi od vlakana su rezači kolačića, nemaju te potrošne materijale, pa se mogu uključiti ili isključiti – sjeći dijelove ili ne.Potrebno je malo zahteva za veštim operaterom.Naime, mislim da će prijelaz sa vodenog mlaza na laser biti lagan i lak.”
Diehl procjenjuje da tipični laserski sistem sa vlaknima može raditi 2 do 3 USD po satu, dok vodeni mlaznici rade oko 50 do 75 USD po satu, uzimajući u obzir potrošnju abraziva (npr. granat) i planiranu rekonstrukciju pumpe.
Kako kilovatna snaga sistema za lasersko sečenje nastavlja da raste, oni sve više postaju alternativa vodenim mlaznicama u materijalima kao što je aluminijum.
„U prošlosti, da se koristio debeli aluminij, vodeni mlaz bi imao prednost“, objašnjava Diehl.“ Laser nema sposobnost da prođe kroz nešto poput 1″ aluminija. U svijetu lasera, nismo imali t zeznuti u tom svijetu jako dugo, ali sada s optičkim vlaknima veće snage i napretkom u laserskoj tehnologiji, 1″ aluminij više nije problem.Ako ste napravili poređenje troškova, za početno ulaganje u mašinu, vodeni mlaznici mogu biti jeftiniji.Laserski rezanih dijelova može biti 10 puta više, ali morate biti u okruženju velike količine da biste povećali troškove.Kako pokrećete više mješovitih dijelova male zapremine, mogu postojati neke prednosti vodenog mlaza, ali svakako ne u proizvodnom okruženju.Ako se nalazite u bilo kojoj vrsti okruženja u kojem trebate pokrenuti stotine ili hiljade dijelova, to nije aplikacija za vodeni mlaz.”
Ilustrujući povećanje dostupne snage lasera, Amadina ENSIS tehnologija je povećana sa 2 kW na 12 kW kada je lansirana 2013. Na drugom kraju skale, Amadina VENTIS mašina (predstavljena na Fabtech 2019) omogućava širi spektar obrade materijala sa snopom koji se kreće duž prečnika mlaznice.
“Možemo izvoditi različite tehnike pomicanjem naprijed-nazad, gore-dolje, jedna na drugu ili osmica,” rekao je Diehl za VENTIS. “Jedna od stvari koje smo naučili iz ENSIS tehnologije je da svaki materijal ima slatko spot – način na koji voli da seče.To radimo koristeći različite vrste uzoraka i oblikovanje greda.Sa VENTIS-om idemo naprijed-nazad gotovo kao pila;kako se glava kreće, snop se pomiče naprijed-nazad, tako da dobijate vrlo glatke pruge, odličan kvalitet rubova, a ponekad i brzinu.”
Kao i OMAX-ov mali ProtoMAX sistem vodenih mlaznica, Amada priprema “sistem vlakana vrlo malog otiska” za male radionice ili “radionice za istraživanje i razvoj prototipova” koje ne žele da provale u svoj proizvodni odjel kada treba da naprave samo nekoliko prototipova.dijela. ”
Vrijeme objave: Feb-09-2022