Може ли генератор азота да побољша брзину ласерског резања на индиректан начин?

Улога азота у квалитету и ефикасности ласерског сечења

Шта је принцип ласерског сечења?

Принцип ласерског сечења се креће око употребе кохерентног ласерског зрака високе интензитете за сечење кроз различите материјале. Ево детаљног разбора:

Ласерски генератор производи концентрисан сноп светлости, који се појачава да би постигао изузетно високу густину енергије. Затим се овај сноп усмерава кроз низ огледала или сочива како би се фокусовао у изузетно мали цртеж — често само неколико микрометара у пречнику — на површини циљног материјала.

Kada fokusirani laserski zrak pogodi materijal, njegova intenzivna energija apsorbuje se i brzo zagreva materijal na mestu kontakta na veoma visokim temperaturama (često preko nekoliko hiljada stepeni Celzijusovih). Ova ekstremna toplota uzrokuje da materijal prolazi kroz procese poput topljenja, isparavanja ili čak sagorevanja, u zavisnosti od vrste materijala (npr. metal, plastika, drvo) i parametara lasera (snaga, talasna dužina).

Da bi se postigao čist rez, često se mlaz gasa (kao što su kiseonik, azot ili komprimovani vazduh) usmerava uzduž laserskog zraka. Ovaj gas ima višestruku funkciju: uklanja rastopljeni ili ispareni materijal sa zone reza, sprečavajući da se ponovo zalepi za komad koji se obrađuje; u nekim slučajevima (kao što je rezanje metala kiseonikom), gas takođe može da reaguje sa materijalom i ubrza proces sagorevanja, povećavajući efikasnost rezanja.

Ласерски сноп и предмет обраде се крећу релативно једно у односу на друго (било кроз кретање снопа, предмета обраде или оба) дуж прецизног пута који контролишу системи рачунарске нумеричке контроле (CNC). Ово омогућава веома прецизне, комплексне резове са минималним губицима материјала, пошто уски ласерски сноп ствара веома мале ширине реза (ширина пресека).

Укратко, ласерско сецање комбинује концентрисану топлотну енергију ласера са прецизном контролом кретања како би се материјали одвојили локалним загревањем и уклањањем циљаног материјала.

Како азотни гас спречава оксидацију током ласерског сецања

Инертна природа азота помаже у уклањању кисеоника из зоне резања, чиме се зауставља оксидација која доводи до проблема са дисколорацијом и заправо чини материјале мање чврстим. Нерђајући челик је посебно осетљив у овом погледу, пошто има тенденцију да формира храпаве, неправилне ивице увек када је присутан кисеоник током операција ласерског сецања.

Чистоћа помоћног гаса и његов утицај на прецизност и брзину реза

Nivo čistoće azota zaista igra značajnu ulogu u performansama lasera. Na osnovu principa laserskog sečenja, različiti materijali zahtevaju različite nivoe čistoće pomoćnog gasa tokom procesa sečenja. Za nehrđajući čelik potreban je azot čistoće 99,99% kako bi se osigurala sjajna površina sečenja. Za čelik sa niskim sadržajem ugljenika i aluminijumski legure, potreban je azot niže čistoće zbog svojstava materijala. Prilagođavanjem čistoće azota u pomoćnom gasu, ove metalne materijale je moguće seći sa savršenom površinom i idealnom brzinom. Kod nehrđajućeg čelika, korišćenje azota visoke čistoće od oko 99,9% ili više čini ogromnu razliku. To pomaže u stvaranju stabilne putanje zraka potrebne za tačne dimenzije reza, a takođe smanjuje potrebu za naknadnim završnim radovima. Međutim, azot niže čistoće kao pomoćni gas omogućava brže sečenje i bez oštrice kod sečenja limova od čelika sa niskim sadržajem ugljenika, pocinčanih ploča i aluminijumskih legura.

Зашто је висок притисак азота важан за нерђајући челик и алуминијум

За резање нерђајућег челика и алуминијума, генерално је потребно око 16 до 20 бара притиска азота како би се избацио сви расплављени материјал из зоне реза. Када притисак падне испод тог нивоа, често остаје остатак који може довести до проблема као што су прегревање и изобличење делова током хлађења. У индустрији је утврђено да се при раду са алуминијумским лимовима дебљине 5 мм, повећањем притиска азота ивице постају правије за око 40%, према тестовима извршеним у фабрикама. То је изузетно важно за делове који се користе у авионима и аутомобилима, где и најмања одступања имају значај – спецификације често захтевају прецизност мерења у оквиру 0.1 мм или боље.

Обезбеђење непрекидне испоруке азота помоћу генератора по захтеву

Како генератори азота производе висококвалитетан гас на локацији

Savremeni generatori azota koriste tehnologiju adsorpcije na promenljivom pritisku (PSA) ili membransku tehnologiju za odvajanje azota iz komprimovanog vazduha, postižući čistoću do 99,99% - što premašuje zahteve za većinu primena kod laserskog sečenja. Ovi sistemi automatski prilagođavaju izlaz u skladu sa trenutnim zahtevima, održavajući optimalnu kvalitet gasa bez potrebe za ručnim uplitanjem. Raysoar je razvijao različite serije PSA generatora azota kako bi ispunio različite zahteve klijenata u primeni sečenja.

Uklanjanje vremena zaustavljanja zbog zamene boca i kašnjenja u isporuci

Стари начини добијања азота само стварају проблеме за већину биљака. Објекти који наставе са системима у цилиндрима заврше губећи око 12 до 18 сати сваког месеца у возњама и организовању испорука. Производња азота на самом месту елиминише све те прекиде јер постоји практично неограничен извор кад год је неопходан. Разлика заиста има значаја када се ради са сјајним металима као што је алуминијум. Свако ко је покушао ласерско сечење зна да неправилан проток гаса током процеса може да поквари све. Зато су многе радионице које праве прецизне делове недавно прешле на генераторе азота на месту инсталације.

Купац Казус студија: уштеда од 200 евра дневно

Произвођач намештаја из северне Европе је купио систем за генерисање азота серије BCP од компаније Raysoar.

Ласерска машинa за сечење: равни сечење 4кВ 1 јединица / сечење цеви 3кВ 1 јединица

Материјал за сечење: нерђајући челик / угљенични челик / алуминијумска легура

Дебљина материјала: 1,5 мм / 3 мм

Трошкови цилиндра гаса, укључујући транспорт: 350 евра/паковање (8 комада) х 2 паковања/недељах х 45 недеља = 31500 евра/година

Инвестирајући у Раисоар-ов на локацији генератор азота БЦП40, клијент ће добити повраћај прихода у року од 12 месеци.

У поређењу са цилиндричним гасом, генератор азота на месту троши само електричну енергију која кошта око 0,06/kwh евра, 15 евра дневно, 3348 евра годишње. Осим тога, трошкови рада за замену цилиндра за гас радницима довољни су да надокнаде трошкове одржавања генератора азота, а можда их чак и превазиђу.

Како сталност процеса повећава ефективну брзину сечења ласером

Стабилан притисак и проток гаса за поуздан рад сечења

Генератори азота одржавају стабилан притисак гаса у оквиру око 2% током посла расецања ласером, чиме се елиминишу досадни флуктуације које доводе до лоших резова или неуређеног наноса шљаке. Захваљујући овако сталном притиску, радници могу да раде на максималној брзини резања без сталног мануелног подешавања. То је посебно важно за материјале као што су нерђајући челик и алуминијум, где чак и мали промени у протоку гаса могу да имају велики утицај. Говоримо о повећању ширине реза чак 15% када притисак гаса није стабилан, према недавним подацима из Извештаја о ефикасности фабрикације објављеном прошле године. Стога, одржавање прецизног контроле испоруке азота није само пожељно, већ је кључно за квалитетан рад.

Смањене прекиди повећавају укупну искоришћеност опреме

Ласерски системи који користе азот који се производи на локацији постижу 92% доступности у раду у поређењу са 76% код система заснованих на цилиндрима. Ова 16% разлика произлази из елиминације промене гасова и чекања испоруке—фактора који у супротном изазивају 6–8 дневних застоја у раду у фабрикама са великим обимом производње.

Већа квалитетна исецина минимизира радове на поправци и секундарним операцијама

Континуална чистоћа азота изнад 99,95% смањује недостатке узроковане оксидацијом за 40%, према студији трајања од 12 месеци која је обухватила 47 фабрика за обраду метала. То директно доводи до смањења радних сати за брусење и полирање за 29%—радњи које у супротном негирају очигледне добитке у брзини резања изазване нестабилним снабдевањем гасом.

Генератори азота у поређењу са традиционалним снабдевањем гасом: трошкови, поузданост и могућност проширења

Упоређивање производње азота на локацији са течним азотом и цилиндрима

Прелазак на генераторе азота значајно може да смањи трошкове за рад ласерских радњи јер више није неопходно стално куповати и чуати гас. Традиционални системи са тенковима и цилиндрима са течним азотом захтевају стално надопуњавање, што обично кошта између 1,50 и 4 долара по сваких 100 кубних стопа утрошеног гаса. Међутим, када компаније инсталирају своје системе за производњу азота на локацији, трошкови производње обично опадну испод 30 центи по 100 кубних стопа након што се почетни уговор измири, што траје између 9 и 24 месеца. Поред уштеде новца, ови системи такође елиминишу проблеме који настају када цилиндри недостају у критичним тренуцима. Многе фабрике које и даље зависе од спољашњих достављача губе око 12 до 18 сати годишње само чекајући испоруке, према индустријским извештајима. За радње које покушавају да остану конкурентне, избегавање оваквих непланираних застоја чини велику разлику у испуњењу рока и задржавању задовољних клијената.

Еколошке и оперативне предности снабдевања азотом у кући

Производња азота на месту може смањити отпечатак угљеника за око 30 одсто јер елиминише потребу за транспортом цилиндара гаса или организовањем испоруке течног азота широм града. Безбедност на радном месту се такође побољшава, према неколико недавних студија које показују да је на радним местима било око 65% мање несрећа везаних за руковање гасом након што су прешли на генераторске системе. Ниво чистоће остаје изнад 99,95% већину времена, што значи да се материјали не оксидују толико током обраде. Ово је веома важно у индустријама попут авијације где чак и ситне нечистоће могу да униште компоненте, и слично је важно за производњу медицинских уређаја који захтевају апсолутну прецизност у њиховој конструкцији.

Скалабилност за растуће захтеве за ласерским сечењем и производњом

Модуларни генератори азота прилично добро се носе са промјеном производних потреба, дозвољавајући биљкама да повећају производњу било где од око 40 до можда чак 200 одсто без потребе за замену постојеће опреме. Ова врста флексибилности заиста помаже у тим великим операцијама које се одвијају круглогодишно, као што су фабрике за производњу метала којима је потребна константна снабдевање. Традиционални гасни системи једноставно не могу да се придржавају када проток прелази око 50 кубних метара на сат. Дизајн који се може проширити на терену значи да се ове јединице могу повезати са додатним ласерским резачима по потреби, што смањује трошкове инфраструктуре прилично у поређењу са оним што би коштало инсталирање или надоградња резервоара за складиштење течног азота касније.

Дугорочни добици производње и трендови усвајања индустрије

Одржена ефикасност у сменама и операцијама великих количина

Ласерске резалице остају продуктивније дуже када користе генераторе азота уместо традиционалних цилиндра. Непрекидан проток гаса значи да машине не морају да се заустављају често, што је посебно важно за фабрике које раде круглогодишно. У продавницама које су се преобразиле, забележено је око 12 одсто мање варијација притиска током смена, што чини велику разлику у одржавању квалитета резања било да је то први дан или трећа ноћ. Оно што је заиста важно је колико времена се губи чекајући за промене гаса. Са генераторима, нема потребе да се зауставља производња сваких неколико сати због тих досадних замена цилиндра који обично трају између двадесет до четрдесет минута. За произвођаче који се баве великим количинама неhrđaјућег челика и алуминијумских делова, ова врста поузданости директно се претвара у штедњу прихода.

Све већа употреба азотних генератора у прецизној производњи

Најновији извештај о индустријским ласерским апликацијама за 2024. показује нешто занимљиво: употреба генератора азота је скочила за 22% годишње у ваздухопловству и сектору производње медицинских уређаја. Зашто се то дешава? Па, у основи зато што делови направљени са ласерима морају бити супер прецизни ових дана. Већина прецизних произвођача (говоримо о 94% њих) се више неће задовољити ничим испод 99,95% чистог гаса. Аутомобилска индустрија је такође видела стварне користи од свега тога. Погледајте једног главног добављача нивоа 1 који је прешао на производњу сопственог азота на месту. Њихови резултати су били прилично невероватни - добили су до 98% перви путног извода при резању тих деликатних компоненти батерије за ЕВ. Има смисла када размишљаш о томе, зар не?

Често постављене питања

Зашто се у ласерском сечилу користи азот?

Azot se koristi kod laserskog sečenja kako bi se sprečila oksidacija, koja može oslabiti materijale i uticati na kvalitet završne površine. Korišćenje azota pomaže u očuvanju čvrstoće materijala i postizanju preciznijih rezova.

Koja je važnost čistoće azota kod laserskog sečenja?

Čistoća azota je važna jer utiče na preciznost i brzinu laserskog sečenja. Visoka čistoća (oko 99,9%) obezbeđuje bolju brzinu i tačnost sečenja smanjujući stvaranje mulja i rasipanje energije.

Kako visoki pritisak azota utiče na lasersko sečenje?

Azot pod visokim pritiskom (16 do 20 bara) je ključan za učinkovito uklanjanje rastopljenog materijala, osiguravajući čiste reze bez ostataka koji mogu izazvati nakupljanje toplote ili izvitoperenje.

Које су предности производње азота на локацији?

Намесна производња азота нуди континуирано снабдевање, смањује оперативне прекиде због промене цилиндра, смањује трошкове и побољшава безбедност на радном месту елиминисањем несрећа са обрадом гаса.