วิธีการเลือกเครื่องอัดอากาศแบบสกรูพิเศษสำหรับเครื่องตัดเลเซอร์

วิธีการเลือกเครื่องอัดอากาศแบบสกรูพิเศษสำหรับเครื่องตัดเลเซอร์

การตัดด้วยเลเซอร์คือการใช้คุณสมบัติความหนาแน่นพลังงานสูงของลำแสงเลเซอร์ การบรรจบกันของแสงเลเซอร์ไปยังจุดเล็กๆ ของแสง วัสดุถูกทำให้ร้อนอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ถึงจุดเดือดหลังจากกลายเป็นไอเพื่อสร้างรู จากนั้นย้ายลำแสงเลเซอร์บน พื้นผิวของวัสดุเพื่อสร้างรอยแยกให้เสร็จสิ้นการตัดวัตถุการประมวลผล

การตัดด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในวิธีการตัดด้วยความร้อน ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นการตัดด้วยแก๊สซิฟิเคชันด้วยเลเซอร์ การตัดด้วยเลเซอร์ด้วยการหลอมเหลว การตัดด้วยเลเซอร์โดยใช้ออกซิเจนช่วยในการหลอม และการตัดการแตกหักแบบควบคุม

หลักการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์

เมื่อเทียบกับวิธีการตัดแบบอื่น การตัดด้วยเลเซอร์มีลักษณะพิเศษคือความเร็วในการตัดที่รวดเร็วและคุณภาพสูง สรุปเฉพาะด้านดังนี้

(1) รอยบากตัดด้วยเลเซอร์แคบ ทั้งสองด้านของรอยกรีดขนานกันและตั้งฉากกับพื้นผิวได้ดี

(2) คุณภาพการตัดที่ดี เนื่องจากจุดเลเซอร์มีขนาดเล็ก ความหนาแน่นของพลังงานสูง ความเร็วในการตัดจึงรวดเร็ว การตัดด้วยเลเซอร์จึงได้คุณภาพการตัดที่ดีขึ้น

(3) พื้นผิวการตัดเรียบและสวยงาม แม้เป็นกระบวนการแปรรูปสุดท้าย โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเชิงกล สามารถใช้ชิ้นส่วนได้โดยตรง

(4) ความเร็วในการตัด เช่น 2500W เลเซอร์ตัดแผ่นเหล็กคาร์บอนรีดเย็นหนา 1 มม. ความเร็วในการตัดสูงถึง 16-19m/min

(5) การตัดแบบไม่สัมผัส หัวตัดด้วยเลเซอร์ และชิ้นงานไม่มีการสัมผัส ไม่มีการสึกหรอของเครื่องมือ

(6) หลังจากการตัดด้วยเลเซอร์ ความกว้างของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็กมาก ประสิทธิภาพของวัสดุใกล้รอยกรีดแทบไม่ได้รับผลกระทบ และการเสียรูปของชิ้นงานมีขนาดเล็ก และความแม่นยำในการตัดสูง การตัดด้วยเลเซอร์และวิธีการตัดอื่นๆ ในการเปรียบเทียบความเร็วในการตัด ดูตารางด้านล่าง การตัดวัสดุสำหรับแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

การเปรียบเทียบความเร็วตัดของวิธีการตัดต่างๆ:

ขั้นแรกให้ก้าวไปในทิศทางที่มีกำลังสูง ความแม่นยำสูง และพื้นที่ขนาดใหญ่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีเครื่องตัดเลเซอร์ในประเทศมีการพัฒนาที่ก้าวล้ำ และมุ่งสู่ทิศทางของพลังงานสูง ความแม่นยำสูง พื้นที่ขนาดใหญ่ ในบริบทของการผลิตอัจฉริยะในประเทศจีน เขตอุตสาหกรรมได้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงจากการประมวลผลแบบดั้งเดิมไปสู่การผลิตระดับไฮเอนด์ และขนาดตลาดของการตัดด้วยเลเซอร์ในจีนมักจะรักษาแนวโน้มของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

สอง ตลาดอุปกรณ์เลเซอร์ตัดด้วยเลเซอร์คิดเป็น 39%

ในปี 2562 แม้ว่าตลาดเลเซอร์จะเติบโตขึ้น แต่อัตราการเติบโตก็เริ่มชะลอตัวลงเมื่อเทียบกับสองปีก่อนหน้า รายได้จากการขายอุปกรณ์เลเซอร์ในทุกสาขา (รวมถึงการนำเข้า) อยู่ที่ 65,800 ล้านหยวน เพิ่มขึ้น 8.8% เมื่อเทียบเป็นรายปี ได้รับผลกระทบจากความไม่แน่นอนของแนวโน้มเศรษฐกิจโลก คาดว่ารายได้จากการขายโดยรวมของตลาดอุปกรณ์เลเซอร์ของจีนในปี 2563 จะอยู่ที่ 64,500 ล้านหยวน และจะมีการเติบโตติดลบเป็นครั้งแรกในรอบเกือบทศวรรษ แต่แนวโน้มยังกว้างไกล และจำนวนไม่น้อยแน่นอน

ในตลาดอุปกรณ์เลเซอร์อุตสาหกรรม การตัดด้วยเลเซอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด โดยคิดเป็น 39% ส่วนการมาร์กและการเชื่อมเป็นอันดับสองและสาม คิดเป็น 19% และ 12% ตามลำดับ

สาม อากาศอัดในด้านการตัดด้วยเลเซอร์

เครื่องตัดเลเซอร์สามารถรับมือกับความต้องการในการตัดวัสดุและรูปทรงที่ซับซ้อนได้หลากหลาย นอกจากความจำเป็นในการจัดหาเลเซอร์พลังงานสูงแล้ว ก๊าซเสริมยังเป็นวัสดุที่จำเป็นสำหรับกระบวนการตัดที่สมบูรณ์ ก๊าซเสริมสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่เป็นออกซิเจน (O2) ไนโตรเจน (N2) และอากาศอัด (อากาศอัด) สาม อากาศอัดหาได้ง่ายกว่าออกซิเจนและไนโตรเจน มีราคาถูกมากเมื่อเทียบกับออกซิเจนและไนโตรเจน และการใช้อากาศอัดเป็นก๊าซเสริมในการตัดเป็นเรื่องปกติมาก

คุณภาพอากาศอัดมีผลโดยตรงอย่างมากต่อคุณภาพของการตัดด้วยเลเซอร์โลหะ ขนาดและความเสถียรของแรงดันแก๊สจะส่งผลต่อผลกระทบของการตัด สนับสนุนเครื่องตัดเลเซอร์เป็นขนาดข้อกำหนดของเครื่องอัดอากาศก๊าซเสริม ส่วนใหญ่ควรขึ้นอยู่กับเครื่องตัดเลเซอร์ที่ใช้โดยการออกแบบหัวตัดเลเซอร์แรงดันก๊าซเสริมและขนาดหัวฉีดเพื่อตรวจสอบ เพื่อให้คุณได้รับอากาศที่ดีที่สุด การจับคู่คอมเพรสเซอร์และเครื่องตัดเลเซอร์

การเปรียบเทียบการตัดด้วยเลเซอร์กับก๊าซเสริมต่างๆ

การตัดด้วยเลเซอร์ ตามวัสดุที่แตกต่างกันของแผ่นตัด เพื่อเลือกก๊าซตัดที่แตกต่างกัน การตัดแก๊สและการเลือกแรงดัน คุณภาพการตัดด้วยเลเซอร์มีผลอย่างมาก

การตัดด้วยเลเซอร์มักใช้ก๊าซเสริม (O2) ไนโตรเจน (N2) และลมอัด (Compressed Air) บางครั้งก็ใช้อาร์กอน (Ar) ตามความดันก๊าซสามารถแบ่งออกเป็นก๊าซความดันสูงและก๊าซความดันต่ำ

บทบาทของก๊าซเสริมในการตัดด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย: การเผาไหม้และการกระจายความร้อน การเป่าคราบที่หลอมละลายในการตัดออกทันเวลา ป้องกันไม่ให้คราบการหลอมในการตัดกระเด็นกลับเข้าไปในหัวฉีด ปกป้องเลนส์โฟกัส ฯลฯ ตามวัสดุการตัดที่แตกต่างกัน รวมกับ พลังของเครื่องตัดเลเซอร์ เลือกกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ที่แตกต่างกัน ทางเลือกของก๊าซเสริมไม่เหมือนกัน ลักษณะ การใช้งาน และขอบเขตการใช้งานของแก๊สเสริมชนิดต่างๆ มีดังนี้

(1) ออกซิเจน (O2) ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตัดวัสดุเหล็กกล้าคาร์บอน ความร้อนจากปฏิกิริยาเคมีของออกซิเจนและเหล็กช่วยส่งเสริมการหลอมละลายของโลหะดูดความร้อน ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดได้อย่างมาก บรรลุการตัดวัสดุที่หนาขึ้น และปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปของเครื่องตัดเลเซอร์อย่างมีนัยสำคัญ แต่ในขณะเดียวกัน เนื่องจากการมีอยู่ของออกซิเจน จะมีฟิล์มออกไซด์ที่เห็นได้ชัดที่ส่วนท้ายของรอยบาก และจะมีผลต่อการดับบนวัสดุรอบ ๆ พื้นผิวการตัด ปรับปรุงความแข็งของส่วนนี้ของ วัสดุและมีผลกระทบต่อการประมวลผลที่ตามมา วัสดุตัดอ๊อกซิเจน ปลายตัด หน้าดำหรือเหลืองเข้ม แผ่นเหล็กคาร์บอนทั่วไปที่ใช้การตัดด้วยออกซิเจน, การเจาะแรงดันต่ำ, การตัดแรงดันต่ำ

(2) อาร์กอน (Ar) อาร์กอนเป็นก๊าซเฉื่อย ซึ่งสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันและไนไตรดิ้งในการตัดด้วยเลเซอร์ และยังสามารถใช้ในการละลายได้อีกด้วย แต่ก๊าซอาร์กอนมีราคาสูงกว่าไนโตรเจน การตัดด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปที่ใช้ก๊าซอาร์กอนนั้นไม่คุ้มทุน การตัดด้วยอาร์กอนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียม ปลายตัดอาร์กอนเป็นสีขาว

(3) อากาศอัด (อากาศอัด) อากาศอัดสามารถจัดหาได้โดยตรงจากเครื่องอัดอากาศ เมื่อเทียบกับออกซิเจนและไนโตรเจน หาได้ง่ายและราคาถูกมาก แม้ว่าอากาศจะมีออกซิเจนเพียง 20% แต่ประสิทธิภาพการตัดนั้นน้อยกว่าการตัดด้วยออกซิเจนมาก แต่ความสามารถในการตัดนั้นใกล้เคียงกับไนโตรเจน ประสิทธิภาพการตัดด้วยอากาศจะสูงกว่าการตัดด้วยไนโตรเจนเล็กน้อย หน้าปลายแอร์คัตเป็นสีเหลือง เมื่อไม่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับสีผิวของการตัดวัสดุ อากาศอัดจึงเป็นทางเลือกที่ประหยัดที่สุดและใช้งานได้จริงแทนการตัดด้วยไนโตรเจน

(4) (4) ไนโตรเจน (N2) เมื่อใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซเสริมในการตัด ไนโตรเจนจะสร้างบรรยากาศป้องกันรอบๆ โลหะที่หลอมเหลวเพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุถูกออกซิไดซ์ หลีกเลี่ยงการเกิดฟิล์มออกซิเดชัน และไม่สามารถตัดออกซิเดชันได้ แต่ในขณะเดียวกันเนื่องจากไนโตรเจนไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีกับโลหะ จึงไม่เกิดปฏิกิริยาความร้อน ความสามารถในการตัดไม่ดีเท่าออกซิเจน และการใช้ไนโตรเจนในการตัดไนโตรเจนนั้นมากกว่าออกซิเจนหลายเท่า ต้นทุนการตัดจึงสูงกว่าออกซิเจน ตัด. ไม่มีพื้นผิวการตัดออกซิเดชั่นที่สามารถหลอมรวมโดยตรง, ทา, ต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งและลักษณะอื่น ๆ, หน้าตัดสีขาว โดยทั่วไปใช้ไนโตรเจนในการตัดเหล็กกล้าไร้สนิม แผ่นสังกะสี อะลูมิเนียมและแผ่นโลหะผสมอะลูมิเนียม ทองเหลือง และวัสดุอื่นๆ ด้วยการเจาะด้วยแรงดันต่ำ และการตัดด้วยแรงดันสูง เมื่อทำการตัดด้วยไนโตรเจน การเปลี่ยนแปลงของการไหลของก๊าซมีผลกระทบอย่างมากต่อการตัด ในกรณีที่ต้องการแรงดันในการตัดแก๊ส จำเป็นต้องแน่ใจว่ามีการไหลของแก๊สเพียงพอ

ปัจจุบัน ไนโตรเจนเหลวในตลาดอยู่ที่ประมาณ 1,400 หยวน/ตัน และไนโตรเจนเหลวที่ใช้สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องใช้ในถัง Duva โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 120 กก. ต่อถัง และราคา 1 กก. มากกว่า 3 หยวน ลองคำนวณด้วย 1,400 หยวน/ตัน

120X1.4 = 168 หยวน และความถ่วงจำเพาะของไนโตรเจนในสถานะมาตรฐานคือ 1.25 กก./ลบ.ม. ดังนั้นการใช้ไนโตรเจนเหลวสูงสุดในถัง Dewar หนึ่งถังคือประมาณ 120/1.25 = 96Nm3 และต้นทุนของไนโตรเจนต่อ Nm3 คือ 168/96=1.75 หยวน/Nm3

หากใช้เครื่องอัดอากาศยี่ห้อในประเทศเพื่อผลิตอากาศอัด 16 บาร์และ 1.27 ลบ.ม. ต่อนาที กำลังไฟฟ้าเข้าเต็มกำลังของเครื่องอัดอากาศประเภทนี้คือ 13.4kW

ไฟฟ้าอุตสาหกรรมคำนวณที่ 1.0 หยวน/องศา จากนั้นต้นทุนอากาศต่อลูกบาศก์เมตรคือ: 13.4x1.0/(1.27x60)=0.176 หยวน/ลูกบาศก์เมตร ตามปริมาณการใช้จริงของก๊าซ 0.5 ลบ.ม. ต่อนาที เครื่องตัดเลเซอร์ทำงาน 8 ชั่วโมงต่อวัน ค่าใช้จ่ายรายวันที่ประหยัดได้จากการตัดด้วยอากาศเมื่อเทียบกับการตัดด้วยไนโตรเจนคือ: (1.75 0.176) x8x60x0 5 = 378 ดอลลาร์ หากเครื่องตัดเลเซอร์ทำงาน 300 วันต่อปี จะประหยัดค่าน้ำมันได้ 1 ปี: 378x300=113,400 หยวน ดังนั้นการใช้ลมอัดแทนการตัดด้วยไนโตรเจนจึงประหยัดและใช้งานได้จริง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีเครื่องตัดเลเซอร์ในประเทศมีการพัฒนาที่ก้าวล้ำ และมุ่งสู่ทิศทางของพลังงานสูง ความแม่นยำสูง พื้นที่ขนาดใหญ่ ภายใต้เบื้องหลังของการผลิตอัจฉริยะในประเทศจีน สาขาอุตสาหกรรมได้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงจากการประมวลผลแบบดั้งเดิมไปสู่การผลิตระดับไฮเอนด์ ขนาดตลาดของการตัดด้วยเลเซอร์ในประเทศจีนมักจะรักษาแนวโน้มของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้ตลาดมีการเติบโตอย่างมากสำหรับเครื่องอัดอากาศด้วยเลเซอร์

วิธีการเลือกเครื่องอัดอากาศแบบสกรูพิเศษตัดด้วยเลเซอร์ที่ดีเป็นสิ่งสำคัญมาก สำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพ การประหยัดต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญมาก