Pagalbinės dujos yra viena didžiausių pluošto lazerio eksploatavimo išlaidų eilučių, ir daugelyje dirbtuvių jos nepastebimai viršija spindulį maitinančios elektros energijos sąnaudas. Todėl klausimas persikėlė nuo to, ar pneumatinis pjovimas veikia, prie to, kaip jį tinkamai nustatyti. Šiame vadove daugiausia dėmesio skiriama su oru susijusiems klausimams: kaip pneumatinis pjovimas veikia pjūvyje, kaip parinkti ir apdoroti suslėgtą orą, kaip jis veikia briaunų kokybę ir kiek jis iš tikrųjų kainuoja per valandą.
Kaip veikia oro pagalbinė sistema pjūvyje
Kiekvienam pluošto lazeriniam pjovimui reikalinga dujų srovė. Spindulys išlydo siaurą kanalą per lakštą, o iš antgalio išeinantis koaksialinis dujų srautas išpučia išlydytą metalą iš pjūvio apačios, kol jis dar nespėjo sukietėti. Be šios srovės pjūvis užsipildo už spindulio.
Oras sudarytas maždaug iš 78 procentų azoto ir 21 procento deguonies, todėl jis elgiasi kaip dviejų klasikinių dujų mišinys. Azoto frakcija atlieka didžiąją dalį mechaninio išstūmimo darbo, o nedidelė deguonies dalis prideda šiek tiek egzoterminės energijos ir palieka lengvą oksido sluoksnį ant pjūvio paviršiaus. Ant minkšto plieno ir cinkuotos skardos šis oksidas paprastai yra kosmetinis ir paruoštas dažymui; ant nerūdijančio plieno jis matomas kaip silpnas atspalvis.
Du dalykai leido orą pritaikyti praktiškai gamybos mastu. Didesnės galios šaltiniai į pjūvį tiekia pakankamai energijos, kad būtų galima greitai pjauti naudojant mažiau reaktyvias dujas, o dirbtuvės atrado, kad kompresorius, kurį jos montuoja, yra vienkartinis pirkinys, o ne mėnesinė sąskaita faktūra. Gamintojai, kurie perėjo prie jo Didelės galios pluošto lazerinio metalo pjovimo staklės dažnai praneša apie didžiausias degalų sąnaudas, nes didesnė galia reiškia greitesnį pjovimą ir mažiau dujų metrui.
Kurios medžiagos gerai pjaunamos oru
⦿ Mažas plienas, maždaug nuo 1 iki 6 mm: įprastas oro langas, paprastai prasidedantis nuo 8 iki 12 barų ir sureguliuotas iki žemiausio slėgio, kuris laiko briauną.
⦿ Cinkuota skarda: švariai pjaunama oru ir yra vienas iš tvirčiausių panaudojimo būdų ŠVOK ir korpusų darbams.
⦿ Plonas aliuminis: oras dažnai veikia taip pat gerai, kaip azotas, o kelios dirbtuvės praneša apie švaresnius aliuminio kraštus po pakeitimo.
⦿ Nerūdijantis plienas: greitai pjauna oru, bet tikėtinas oksido atspalvis; tinka paslėptoms arba dažytoms dalims, bet ne matomoms šlifuotoms apdailoms.
Operatoriai linkę klausti tiesiai šviesiai: ar mano 3 mm cinkuotos plokštės bus tokios pat švarios ant oro, kaip ir ant azoto? Daugumai korpusų ir ortakių dalių atsakymas yra „taip“. Azotas yra pateisinamas toms dalims, kurias klientas pamatys, suvirins be paruošimo arba apžiūrės ryškioje šviesoje. Tipiniai storio ir greičio apribojimai pagal šaltinio galią yra pateikti diagramoje. Pluošto lazeriu pjaustomo metalo storis, greitis ir galios gidas, kuris padeda nustatyti realius lūkesčius prieš derinant oro parametrus.
Kompresoriaus dydžio nustatymas: slėgis, srautas ir džiovinimas
Kompresoriaus blokas lemia, ar pjovimas oru bus sėkmingas. Standartinis dirbtuvių kompresorius, veikiantis esant 7–8 barų slėgiui, yra skirtas įrankiams, o ne pjovimo antgaliui, o per maža sistema pasirodo kaip nuosėdos ir nevienodi kraštai dar gerokai prieš tai, kai kas nors įtaria oro tiekimą.
| Reikalavimas | Tipiškas tikslas | Kodėl tai svarbu | Matavimas |
|---|---|---|---|
| Pristatymo slėgis | Iki 16 barų klasė prie mašinos, 8–12 barų įprasta prie antgalio plonam mažaangliam plienui | Slėgis pašalina išlydytą metalą iš pjūvio; lašai sukelia nuodegų susidarymą | Manometrinis slėgis pjovimo galvutėje pilno antgalio pūtimo metu |
| Nemokamas oro pristatymas | Pritaikyta prie purkštuko ir galios; maždaug 0.5 m³/min. sunaudojimas dirbant vidutinio galingumo režimu | Per mažas srautas stokoja ilgų pjūvių ir didelių purkštukų | Išmatuotas suvartojimas, palyginti su vardiniu tiekimu esant darbiniam slėgiui |
| Sausai odai | Slėgio rasos taškas nuo –40 iki –60 °C | Dėl drėgmės apsauginis lęšis rasoja ir įtrūksta | Rasos taško rodmuo pasroviui nuo džiovyklės |
| Aliejus ir dalelės | Be aliejaus arba aliejus pašalintas koalescencijos ir anglies filtravimo būdu | Alyvos garai pridega prie optikos ir užteršia kraštus | Filtro diferencinio slėgio ir lęšio patikros intervalas |
| Buferinė saugykla | Priėmimo bako dydis pritaikytas poreikio šuoliams absorbuoti | Lazeriniai valdikliai nemėgsta slėgio svyravimų | Slėgio svyravimai praduriant ir greiti kontūro pokyčiai |
Slėgis ir srautas
Nurodykite kompresorių, kurio slėgis reikalingas purkštukui, pridėjus nuostolius per džiovintuvus, filtrus ir vamzdynus. Srautas priklauso nuo purkštuko skersmens ir nuo to, kiek minučių per valandą įjungtas spindulys. Kaip atskaitos taškas, vienoje paskelbtoje sąrankoje suporuojamas 16 barų kompresorius, tiekiantis apie 1.27 m³/min., kurio įvesties galia yra 13.4 kW, o faktinės pjovimo sąnaudos yra apie 0.5 m³/min., paliekant vietos pradurti ir didesniems purkštukams.
Džiovinimas ir filtravimas
Tai yra etapas, kurį dirbtuvės praleidžia ir dėl kurio vėliau gailisi. Suslėgtas oras perneša drėgmę ir alyvos garus, kurie abu patenka ant apsauginio lęšio pjovimo galvutėje. Aprūkęs arba užterštas lęšis išsklaido spindulį, susilpnina pjovimą ir gali įtrūkti dėl karščio. Oro valymo įrenginių tiekėjai paprastai nurodo slėgio rasos tašką nuo –40 iki –60 °C, o tai reiškia, kad po kompresoriaus reikia naudoti sausiklį arba didelio našumo džiovintuvą, o po jo – koalescencinius ir aktyvuotos anglies filtrus. Supratimas, kur apsauginis lęšis yra galvutėje, aprašytas vadove. pluošto lazerinio pjovimo staklių pagrindinės dalys, tampa akivaizdu, kodėl oro kokybė apsaugo brangiausias sistemos eksploatacines medžiagas.
Vamzdynų tiesimas, išdėstymas ir priežiūra
Kompresorių pastatykite arti lazerio, kad aukšto slėgio linija būtų trumpa, ir naudokite vamzdynus, skirtus visam darbiniam slėgiui, o ne įprastas dirbtuvių linijas. Kiekviena alkūnė, greitoji jungtis ir ilga žarna mažina slėgį antgalyje, todėl daugelyje įrenginių pjovimo galvutei skiriama atskira aukšto slėgio linija, o reguliatorius tiekia žemesnio slėgio orą likusiai dirbtuvių daliai.
Su oro paketu elkitės kaip su lazerio dalimi, o ne kaip su pastato inžinerinėmis sistemomis. Kasdien išleiskite vandenį iš imtuvo ir tikrinkite automatinius išleidimo angas, kas savaitę registruokite rasos tašką ir keiskite filtro elementus pagal slėgio skirtumą, o ne spėliodami. Vienas šlapias rytas po praleisto išleidimo gali kainuoti daugiau apsauginių lęšių nei filtro elementų metai.
Krašto kokybės kompromisai
Pjovimas oru nėra nemokamas mainai; tai sąmoningas mainai tarp dujų kainos ir briaunos išvaizdos. Pramonės atvejų ataskaitose nurodoma, kad daugelio dalių briaunos kokybė, pjaustyta oru, yra artima deguonies ar azoto kokybei, tačiau išliekantis skirtumas yra nuspėjamas:
⦿ Mažaanglis plienas: lengvas oksidas pjūvio paviršiuje, paprastai tinkamas dažymui ir milteliniam dažymui po įprasto išankstinio apdorojimo.
⦿ Nerūdijantis plienas: nuo šviesiai gelsvo iki pilko atspalvio ir mažiau blizgus paviršius nei azotas; prieš suvirinimą ar poliravimą gali reikėti valyti.
⦿ Aliuminis: ploname lakšte dažnai prilygsta azoto poveikiui arba yra geresnis, o sureguliuojant slėgį susidaro mažai šlako.
⦿ Storesnės sekcijos: šlako rizika didėja didėjant storiui, todėl azotas arba deguonis paprastai grįžta į programą.
Pradurimas nusipelno atskiro dėmesio. Daugelis oro sistemų praduria mažesniu slėgiu, o tada padidina slėgį pjovimui, nes viso slėgio srovė praduriant gali taškyti išsilydžiusį metalą atgal link purkštuko. Leiskite valdikliui valdyti tą slėgio jungiklį, o ne leisti vieną fiksuotą vertę visame kontūre.
Praktinė taisyklė – rūšiuoti užsakymų knygą pagal tai, ką mato klientas. Paslėpti laikikliai, dažytos plokštės ir kt. plieno gamybos dalys dengimui skirtos dujos idealiai tinka orui. Architektūrinės nerūdijančio plieno ir maistui skirtos dalys paprastai veikiamos azoto, todėl abi dujos tiekiamos į lazerinio pjovimo mašina leidžia pjovimo programai pasirinkti kiekvieną užduotį.
Perjungimas paprastai reiškia pakartotinį derinimą, o ne tik dujų linijos pakeitimą. Tikėkitės pakoreguoti purkštuko dydį, fokusavimo padėtį ir slėgį kiekvienai medžiagai ir storiui, o tada išsaugoti oro parametrus kaip savo pjovimo biblioteką. Dauguma dirbtuvių savaitę bando atliekamus bandymus su atliekomis, prieš perkeldamos tiesioginius darbus, ir ta savaitė paprastai atsako į briaunų kokybės klausimą geriau nei bet kuris specifikacijų lapas.
Valandos kaina, palyginti su azotu
Degalų sąnaudos priklauso nuo spindulio įjungimo laiko, purkštuko dydžio ir slėgio, o azoto sąnaudos staigiai kyla su kiekvienu papildomu baru. Oras keičia sąskaitos struktūrą: užuot mokėjusi už kiekvieną pristatytą kubinį metrą, dirbtuvės vieną kartą sumoka už kompresorių, o vėliau daugiausia už elektrą jam veikti. Dirbant dviem pamainomis, šis skirtumas greitai išauga.
| Veiksnys | Suspaustas oras | Azotas | Matavimas |
|---|---|---|---|
| Degalų kaina už pjovimo minutę | Apie 0.01–0.03 USD, daugiausia už elektrą | Maždaug 0.20–0.40 USD, daugiau esant aukštam slėgiui | Degalų sąnaudos, padalytos iš įjungimo minučių skaičiaus |
| Kaina už kubinį metrą | Pradinis | Bent 3 kartus didesnis nei oras, kai kuriuose regionuose – daugiau nei dešimt kartų | Pristatymo kaina už m³, įskaitant nuomą ir pristatymą |
| Tiekimo logistika | Sukurta vietoje, pagal poreikį | Buteliai, diuaro indai arba birios talpos su garavimo nuostoliais | Prastovos valandos laukiant dujų pristatymo |
| Išankstinė investicija | Aukšto slėgio kompresorius, džiovintuvas, filtrai, surinktuvas | Cisternos arba generatoriaus nuoma ir nuolatinis dujų tiekimas | Oro paketo atsipirkimo mėnesiai |
| Krašto rezultatas ant nerūdijančio plieno | Nedidelis oksido atspalvis kraštuose | Ryškus, be oksido kraštas | Ar detalę reikia valyti po pjovimo |
Atvejų analizės pateikia konkrečius skaičius:
⦿ Vienas Australijos gamintojas išleido daugiau nei $91 000 per mėnesį su balioniniu azotu įrengė 22 kW, 16 barų kompresorių ir pranešė apie $96 000 eurų per metus sutaupyta, net ir atskaičius eksploatavimo bei aptarnavimo išlaidas.
⦿ Padėklų gamintojas pranešė maždaug $4Sutaupoma 2 000 per metus, o suspausto oro sistema atsiperka per metus.
⦿ JAV sutartinis gamintojas sumažino pluošto lazerio eksploatavimo sąnaudas žemiau $4 per valandą, maždaug 90 procentų pigiau nei azoto bazinė vertė, tuo pačiu sumažinant didžiąją dalį nerūdijančio plieno gamyboje naudojamo oro.
Jūsų pačių atsipirkimo skaičiavimui reikalingi 3 skaičiai: dabartinės mėnesinės azoto sąnaudos, įjungimo valandų skaičius per mėnesį ir tinkamo dydžio kompresoriaus bei apdorojimo įrenginio įrengimo kaina. Iš azoto sąskaitos atimkite kompresoriaus elektros energijos ir aptarnavimo sąnaudas, o likęs skaičius parodys, per kiek mėnesių įrenginys atsiperka. Dirbtuvės daugiausia pjausto dengtą mažaanglį plieną ir... aliuminio dalys linkę gauti greičiausią grąžą, nes oksido kompromisas jiems nieko nekainuoja.
Kontrolinis sąrašas prieš perjungimą
✔ Išsaugokite dvylikos mėnesių azoto sąskaitas faktūras, įskaitant bako nuomos ir pristatymo mokesčius.
✔ Rūšiuokite detalių mišinį į matomą nerūdijantį, dengtą plieną, cinkuotą ir aliuminį ir įvertinkite, kiek oro gali sugerti.
✔ Nurodykite kompresorių pagal purkštuko slėgį ir linijos nuostolius, o srautą priderinkite prie didžiausio jūsų purkštuko.
✔ Džiovintuvą, koalescencinį ir anglies filtrus bei surinkimo baką įtraukite į komplektą, o ne kaip priedus.
✔ Matomų nerūdijančio plieno ir storų profilių pjovimo dujoms laikyti paruoštą azotą ir leisti pjovimo programai pačiai pasirinkti dujas kiekvienam darbui.
Konfigūruokite savo pluošto lazerį pjovimui oru
Palyginkite galios lygius ir lovų dydžius visame diapazone pluošto lazerio pjovimo staklėsir paprašykite nemokamos kainos pasiūlymo, į kurį įeina jūsų medžiagoms pritaikytas aukšto slėgio kompresorius ir oro apdorojimo paketas.
