Průvodce vzduchovou podporou a odváděním kouře: Výběr kompresorů, potrubí a filtrů

Průvodce vzduchovou podporou a odváděním kouře: Výběr kompresorů, potrubí a filtrů

Proč rozhodují vzduch a odvádění stejně jako laser o výstupu

Většina nákupních rozhodnutí se zaměřuje na laser: výkon trubice, velikost pracovní plochy, pohybový systém. Poté stroj dorazí, připojí se k jakémukoli kompresoru a potrubí, které se právě v budově nachází, a nikdy nedosáhne výkonu, jaký byl ukázán při demonstraci.

Laser je zdroj tepla. Pomocný vzduch a odvádění jsou řídící prvky procesu obklopující tento zdroj tepla a rozhodují o čtyřech věcech, které se projevují u každého úkolu:

• Kvalita okraje. Vzduch odstraňuje roztavený nebo odpařený materiál ze štěrbiny dříve, než se znovu ztuhne na součásti.
• Rychlost řezání. Čistý řez je rychlejší při stejné výkonové úrovni, protože svazek nepřehřívá vlastní odpad.
• Riziko požáru. Vzduch udržuje řeznou zónu pod teplotou vzplanutí u papíru, lepenky a pěny; odsávání odstraňuje kouř, který nese žhavé částečky.
• Životnost stroje. Kladný tlak na trysce brání usazování odpadu na čočce a odsávání ho udržuje mimo optickou dráhu.

Žádná z těchto součástí není v jakémkoli smysluplném ohledu volitelným vybavením. Laser s nedostatečným přívodem vzduchu a nedostatečným odsáváním pracuje jen zlomkem svého potenciálu a obsluha obvykle obviňuje stroj.

Co vzduchová podpora skutečně dělá a co nemůže napravit

Vzduchová podpora zároveň plní tři úkoly a je užitečné je oddělit, protože každý z nich má jiný způsob poruchy.

Vyčištění řezné štěrbiny. U akrylu se materiál odpařuje; u DTD a lepenky se uvolňuje jako saze a prach; u látek se taví. V každém případě musí proud vzduchu tento materiál vyvést z řezu, než se usadí. Slabý proud vzduchu zanechává na spodní straně znovuztuhlé kapky a kouřový okraj.

Chlazení řezného prostoru. U dřeva, papíru a lepenky vzduch snižuje sekundární hoření a udržuje uhlíkovou čáru úzkou. Proto stejné nastavení výkonu na jednom stroji vytvoří čistý řez, zatímco na jiném stroji vytvoří opálený řez: rozdíl je ve vzduchu.

Ochrana čočky. Tryska s přetlakem odvádí nečistoty od otvoru čočky. Zašpiněná čočka absorbuje energii, zahřívá se a nakonec selže – proto je kontaminace čočky často příznakem problému se vzduchem, nikoli problému s čištěním.

Rovněž je důležité vědět, co vzduch opravit nemůže. Nezkompenzuje špatně nastavený ohniskový bod, špatné nastavení výkonu, nerovný pracovní povrch, deformovaný materiál ani materiál, který na stroji vůbec neměl být. Přidání vzduchu k špatně nastavenému řezu pouze zlepší povrchový dojem řezu, ale neopraví jeho kvalitu.

Přebytečný vzduch má své vlastní náklady. Zvedá lehké materiály, jako jsou například látka nebo tenký papír, z pracovní plochy, ochlazuje řez tak, že řezná štěrbina se nedostatečně vyčistí, vytlačuje žhavé částečky do odsávacího potrubí a způsobuje turbulenci, která ukládá nečistoty na místa, která operátor nikdy nečistí.

Dimenzování přívodu vzduchu: tlak, průtok a střídavý provoz

Přívod vzduchu je oblastí, kde se dělají nejdražší chyby, protože dvě čísla, která vypadají podobně, ve skutečnosti představují odlišné požadavky.

Tlak a průtok nejsou zaměnitelné. Kompresor může dodávat vysoký tlak malým otvorem a přesto přesunout velmi málo vzduchu. Tryska potřebuje konkrétní průtok při konkrétním tlaku; obě hodnoty jsou určeny průměrem otvoru trysky a materiálem, který se řeže. Stroj určený pro řezání silného MDF vyžaduje větší vyfukovací kapacitu než stroj řežoucí papír, i když oba používají stejnou hlavu.

Technické údaje pocházejí ze stroje, nikoli z katalogu kompresoru. Začněte u trysky a doporučeného přívodu uvedeného v dokumentaci stroje, poté ověřte tyto hodnoty u trysky pomocí průtokoměru. Měření na výstupu kompresoru neposkytuje žádné informace o tom, jaké množství vzduchu skutečně dosáhne místa řezu.

Střídavý provoz rozhoduje o tom, zda kompresor vydrží průmyslovou výrobu. Kompresory jsou klasifikovány podle toho, zda jsou určeny pro přerušovaný nebo nepřetržitý provoz. Malý dílenský kompresor, který je vhodný pro koníček, se přehřeje a vypne se uprostřed výrobní směny. Pro výrobní řezání je nutný kompresor vyhodnocený pro nepřetržitý provoz nebo ventilátor navržený pro tento účel.

Objem přijímače vyrovnává požadavky na spotřebu. Nádrž není určena k ukládání vzduchu na celý den; slouží k tlumení okamžiku, kdy se tryska otevře a spotřeba náhle stoupne. Nedostatečně velká nádrž způsobuje neustálé spínání kompresoru, jeho přehřívání a zkracuje jeho životnost.

Vyberte rozměr podle současného odběru. Dvě hlavy, druhý stroj nebo také použití vzduchu pro čištění a odvádění všech dohromady zvyšují celkovou potřebu. Dimenzujte dodávku podle součtu všech těchto požadavků, nikoli jen podle jedné trysky.

Suchý, olejový vzduch je součástí technické specifikace. Voda a olej se pohybují spolu se vzduchem, dosáhnou trysky a usadí se na čočce i v řezu. Filtračně-regulační jednotka u stroje, sušička umístěná před ním a vypouštěná nádrž nejsou doplňky – jsou to právě tyto prvky, které činí specifikaci tlaku smysluplnou.

Jedno praktické pravidlo pokrývá většinu této části: měřte u trysky a dimenzujte pro nejvyšší současnou potřebu, nikoli pro průměrnou.

Návrh potrubí: část, ve které se všichni dopouštějí chyby

Odstraňování selhává častěji kvůli špatnému návrhu potrubí než kvůli slabému ventilátoru. Ventilátor může přečerpat pouze to, co mu potrubí umožní.

Zachycení přímo u zdroje. Odstraňování funguje tehdy, když zachytí kouř přímo u jeho zdroje, nikoli tehdy, když později vyčistí prostor. Dobře přizpůsobený kryt u trysky a krátká trasa k ventilátoru dosáhnou lepšího výkonu než mnohem větší ventilátor nasávající přes dlouhé a netěsné potrubí.

Průměr potrubí určuje rychlost proudění a rychlost proudění rozhoduje o tom, zda se prach usazuje. Příliš malý průměr potrubí způsobuje vysokou rychlost proudění, ale nízký průtok a hlučný, přetížený ventilátor. Příliš velký průměr potrubí naopak snižuje rychlost proudění, čímž se materiál, který je odsáván — prach ze dřevotřískových desek (MDF), prach z lepenky, piliny z látky — usazuje na dně potrubí a postupně se tam hromadí. Rychlost proudění v potrubí musí zůstat nad tzv. usazovací rychlostí pro daný materiál, a proto stejné potrubí může fungovat pro jeden typ materiálu, zatímco u jiného se bude ucpávat.

Každý oblouk stojí peníze. Kolena, dlouhé vodorovné úseky a flexibilní žebrované hadice všechny zvyšují odpor. Flexibilní hadice jsou výhodné u připojení k zařízení, avšak dlouhý flexibilní úsek zachycuje nečistoty a výrazně snižuje průtok. Udržujte délku potrubí co nejkratší, používejte mírné oblouky namísto ostrých kolene a vodorovné úseky podpírejte, aby se neprůsvitně prohýbaly a netvořily pasti.

Dodatečný přívod vzduchu není volitelný. Stroj v uzavřené místnosti nemůže odsávat, protože není k dispozici náhradní vzduch pro přítok. Pokud musí být dveře kvůli hluku uzavřeny, je nutné pro místnost zajistit samostatnou přívodní trasu čerstvého vzduchu; jinak ztratí odsávání účinnost okamžitě po zavření dveří.

Je důležité, kam se vzduch odvádí. Výfukový vzduch nesmí být vypouštěn vedle okna, nasávacího otvoru nebo přívodu čerstvého vzduchu sousedního zařízení. Před určením polohy výfukového otvoru ověřte místní požadavky.

Vyčistěte potrubí. V potrubí se hromadí saze, prach a kondenzované výpary; takové usazeniny představují nejen riziko požáru, ale také omezení průtoku. Potrubí, které nikdy nebylo otevřeno, je potrubí, jehož stav nikdo nezná.

Filtrace: Když nelze větrat ven

Recirkulační filtrace řeší skutečný problém – stroj v místnosti bez vnější stěny – ale funguje pouze tehdy, pokud se sada filtrů shoduje s materiálem.

Prach ze dřeva a MDF vyžaduje mechanickou filtraci a velkou kapacitu pro prach. Předfiltr se rychle zanesuje a zanesený předfiltr je obvyklou příčinou toho, že „fungující“ systém přestane odstraňovat kouř.

Kouř z plastů není prach. Ukládá se na chladných površích, proto potřebuje filtr, který udrží kondenzát, aniž by se zhroutil, a navíc chemickou fázi pro odstranění pachů a těkavých látek. Pouhý filtr pro prach nepovede k odstranění pachu a zanesení bude nerovnoměrné.

Kůže a pryž vytvářejí hustý kouř se silným pachem, což je spíše problém chemické fáze než částicového znečištění.

Prach ze skla a keramiky je vhodný a dráždivý. Rychle zatěžuje filtry a je lepší jej odvádět, než recirkulovat.

Potahované a laminované materiály mohou uvolňovat sloučeniny, pro které byl filtr nikdy navržen. To je další důvod, proč identifikace materiálu patří před práci, nikoli až po ní.

Praktický filtr má několik stupňů: hrubý předfiltr k ochraně ostatních částí, hlavní jemný filtr, chemický nebo uhlíkový stupeň pro odstraňování pachů a těkavých látek a konečný filtr, pokud se vzduch vrací do místnosti. Přesné pořadí závisí na směsi materiálů, a proto systém zakoupený pro dřevní prach často podvýkonuje v okamžiku, kdy dílna začne řezat plast.

Měňte filtry podle tlaku, nikoli podle kalendáře. Rozdílový manometr na filtru upozorní obsluhu na zanesení filtru. Bez něj se filtry vyměňují buď příliš pozdě, kdy už došlo k prudkému poklesu průtoku a špatná kvalita řezu byla připisována laseru, nebo příliš brzy, což znamená zbytečné náklady. Pokud není manometr nainstalován, je nejlepším následujícím ukazatelem jednoduchá kontrola průtoku na hlavici na začátku každé směny.

Nikdy nepřivádějte výpary z materiálu uvedeného na seznamu materiálů, které se nesmí řezat. V praxi k tomu nikdy nedojde, protože takový materiál by neměl být na stroji; návrh filtrace však užitečně připomíná důvod, proč tato pravidla existují.

Přizpůsobení přívodu a odsávání materiálu

Stejný stroj může ráno řezat dřevo, odpoledne akryl a večer textil, a každý materiál vyžaduje jinou rovnováhu. Tato tabulka je vhodné mít vedle ovládacího panelu.

Vynikají dva vzory. Materiály, které vytvářejí prach, vyžadují objem odváděného vzduchu a rychlost proudění ve výfukovém potrubí; materiály, které vytvářejí páru, vyžadují vhodnou chemii filtrů a čištění optiky. Dílna, která řeže oba typy materiálů, potřebuje systém navržený pro oba účely – nikoli systém dimenzovaný pouze podle toho, který materiál byl zpracováván jako první.

Nejčastější chyby při řízení vzduchu a odvádění

Většina těchto rozhodnutí je jednorázový technický zásah plus zvyk údržby. Nejdražší jsou první a poslední krok: odhad množství dodávaného vzduchu a nikdy nezaznamenat, co fungovalo.

Výběr správného stroje pro dodávku vzduchu a odsávání

Dodávka vzduchu a odsávání patří do specifikace stroje, proto by měly být součástí rozhodování o nákupu, nikoli doplňkem po zakoupení.

Dvě číselné hodnoty, které je třeba požadovat. Specifikace trysky nebo vzduchové podpory a průměr odsávacího otvoru s doporučeným průtokem. Tyto dvě hodnoty určují kompresor, potrubí a filtr – a jejich pozdější změna je mnohem obtížnější než změna laserové trubice.

Změna rozměru pracovní plochy mění návrh odsávání. Větší pracovní plocha má větší otevřenou plochu, proto je zachycení vzduchu u hlavy důležitější a zónování se ukazuje jako užitečné: extrakce pouze používané zóny udržuje vysokou rychlost tam, kde je potřeba, místo aby se rozptýlila po celé široké ploše stolu. U formátů 1325 a 1610 je třeba věnovat zónování a návrhu krytu stejnou pozornost jako výkonu ventilátoru; u formátu 6090 je obvykle dostačující dobře přizpůsobený jednobodový kryt.

Konfigurace výkonu není omezujícím faktorem. Konfigurace pro platformy 6090, 1390 a 1610 jsou nabízeny v rozsahu od 100 W do 150 W; požadavky na přívod vzduchu a jeho odvod rostou s typem materiálu a tryskou, nikoli s výkonem. Stroj s vyšším výkonem řežoucí silnou desku MDF bude potřebovat větší kapacitu odvodu než stroj s nižším výkonem řežoucí papír, ale to je otázka materiálů, nikoli otázka výkonu.

Dvojhlavové konfigurace a konfigurace s kamerou zvyšují nároky na přívod vzduchu a komplikují potrubní systém. Dva hlavní bloky znamenají dva tryskovače, které pracují současně, a kamerový systém přidává další důvod, proč udržovat optickou dráhu čistou. Dimenzujte dodávku vzduchu podle nainstalované konfigurace, nikoli podle základního stroje.

Zeptejte se, co je součástí balení. Některá balení zahrnují kompresor a výfukový ventilátor; jiná obsahují pouze regulátor a přípojku pro potrubí. Vědomí toho, které součásti jsou v krabici, zabrání běžné situaci, kdy je stroj nainstalován a vzduchový systém je improvizován z toho, co se právě v dílně nachází.

Závěr

Vzduchový a odsávací systém je nejméně atraktivní částí instalace laseru, ale zároveň nejspolehlivějším ukazatelem toho, zda stroj dosahuje svých technických specifikací.

Pravidla jsou jednoduchá a lze je ověřit během jednoho odpoledne. Měřte vzduch u trysky a dimenzujte kompresor pro nepřetržitý provoz suchého, olejově čistého vzduchu. Navrhněte potrubí tak, aby zachycovalo prach přímo u zdroje, s dostatečnou rychlostí, aby se materiál neusazoval, a zajistěte v místnosti přívod náhradního vzduchu. Vyberte filtr podle zpracovávaného materiálu, nikoli podle prvního prachu, který při řezání vznikne, a vyměňujte filtry na základě tlakového úbytku, nikoli podle kalendářního plánu. Zaznamenejte nastavení průtoku vzduchu pro každý materiál, protože další obsluha ho neuhodne správně.

Uděláte-li to, bude laser fungovat stejně jako během ukázky. Vynecháte-li to, bude za problém, jehož kořen leží u kompresoru, obviňována každá další součást procesu – optika, zaměření, výkon i pohyb.