Kada biste trebali odabrati CO2 vs. laserski rezač vlakana?

Izbor između CO2 i vlakana laserski rezac je jedna od najvažnijih odluka o opremi s kojom se suočava tvornica, proizvođač ili industrijski kupac. Dvije tehnologije dijele isto temeljno načelo korištenje usmjerenog zraka svjetlosti za rezanje materijala, ali se naglo razlikuju u pogledu valne dužine, učinkovitosti, kompatibilnosti materijala, operativnih troškova i dugoročnog povratnog ulaganja. Pogrešan izbor može značiti godine nedovoljne proizvodnje, prekomjerne troškove održavanja ili nemogućnost obrade materijala koje su vašim kupcima zapravo potrebne.

Ovaj članak namjerava vam pomoći da to odlučite. Umjesto da nudi opći pregled tehnologije, provodi se kroz specifične uvjete, zahtjeve za materijalom, proizvodne količine i poslovne kontekste koji čine jedan tip laserskog rezača boljim pogodnim od drugog. Bilo da uspostavljate novu proizvodnu liniju, nadograđujete zastarelu opremu ili se širite u nove kategorije materijala, razumijevanje kada je svaka tehnologija prava poziv će vam uštedjeti značajno vrijeme i kapital.

Razumijevanje temeljne tehnološke razlike

Kako laserski rezači CO2 stvaraju i isporučuju svoj zrak

Laserskim rezačem CO2 stvara se zrak uzbuđenjem plinove ugljikov dioksid koristeći električni pražnjenje. Rezultat je da zrake rade na talasnoj dužini od oko 10,6 mikrometara, što ih stavlja u daljinski infracrveni spektar. Ova valna dužina je vrlo apsorbirana od strane organskih i nemetaličkih materijala, što je upravo razlog zašto su CO2 sustavi dominirali industrijama poput znakova, drvosječa, akrilne proizvodnje i rezanja tekstila desetljećima.

Izvorni izvor: izvori iz zrcala i objektiv. Ova putanja reflektirajućeg zraka zahtijeva redovito poravnanje i osjetljiva je na kontaminaciju, što doprinosi većim zahtjevima održavanja u usporedbi s sustavima vlakana. Sam rezonator plinova cijev ima ograničen životni vijek i na kraju mora biti zamijenjen ili ponovno punjen, što je predvidljivo, ali značajno dugoročno troškove vlasništva.

Uprkos tim razmatranjima održavanja, tehnologija CO2 ostaje vrlo sposobna za svoje ciljne primjene. Kvalitet zraka na debljim nemetaličnim materijalima teško se može usporediti, a završetak rezne ivice na materijalima poput drveta, akrila i kože često je glatkiji od onoga što rezač vlaknenih lasera može postići na istim podlogama.

Kako rade laserski rezači vlakana i zašto su bolji od metala

Vlakno laserski rezac stvara svoj zrak prolaženjem svjetlosti kroz dopirano optičko vlakno, obično koristeći iterbijum kao aktivni medij. Rezultat je valna dužina od oko 1,06 mikrometara, što je otprilike deset puta kraće od zraka CO2. Ova kraća valna dužina je mnogo lakše apsorbirana od strane metala, što je osnovni razlog zbog kojeg su vlakneni sustavi postali dominantna tehnologija laserskog rezanja u proizvodnji metala u posljednjoj desetini godina.

Budući da se zrake isporučuju kroz fleksibilni optički kabl, a ne kroz zrcalo, laserskim rezačima vlakna potrebno je znatno manje optičkog poravnanja i održavanja. Nema zamjene cijevi za plin, nema održavanja programa čišćenja ogledala, a cjelokupna arhitektura sustava je robusnija u zahtjevnim industrijskim okruženjima. Efektivnost ventilacije je također znatno veća sustavima s vlaknima obično se električna energija pretvara u lasersku snagu s dva do tri puta većom efikasnošću od sustava s CO2.

Na reflektornim metalima poput bakra, mesinga i aluminija, kraća valna duljina laserskog rezalaca vlakana pruža odlučujuću prednost. CO2 zrake se u velikoj mjeri odražavaju na tim površinama, što otežava rezanje i potencijalno šteti optici. Fiberni sustavi čisti su i brzi, otvarajući kategorije primjene koje jednostavno nisu održivne uz pomoć tehnologije CO2.

Kada je CO2 pravi laserski rezač za vašu primjenu

Proizvodnja ne-metalnih i organskih materijala

Ako je primarna proizvodnja ne-metalnih materijala drvo, MDF, akril, guma, pena, tkanina, koža ili papir gotovo je uvijek prikladniji izbor laserski rezač CO2. Talasna dužina od 10,6 mikrometara optimalno se apsorbira od strane tih materijala, što rezultira čistim rezovima, glatkim rubovima i preciznim graviranjem bez ugljenjenja ili grube obrade koja se može dogoditi prilikom korištenja sustava vlakana na istim podlogama.

Za industrije poput prilagođenih znakova, izrade arhitektonskih modela, proizvodnje namještaja i proizvodnje promocijskih proizvoda, CO2 laserski rezač ima desetljeća dokazane performanse. Sposobnost da se ureže i reže i to s finim detaljima na organskim površinama čini ga svestranim radnim konjem za trgovine koje se uglavnom bave nemetaličnim materijalima.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. Akrilni listovi, na primjer, postižu kvalitetu polirane ivice kad se režu CO2 laserskim rezačem koji je vrlo cijenjen u proizvodnji prikaza i maloprodajnih pribora. Ova kvaliteta ivice je izravni rezultat interakcije valne dužine s materijalom i nije replicirana s vlaknim sustavom.

Proizvodi za mješovite materijale s ograničenim volumnom metala

CO2 laserski rezač može rezati tanak blag čelik i nehrđajući čelik kada je opremljen sustavom za pomoć u plinu, iako to čini manje učinkovito od sustava vlakana na istim mjeriteljima. U slučaju radionica koje pretežno obrađuju nemetalne materijale, ali povremeno moraju rezati tanak list metala, sustav CO2 može ponuditi dovoljnu sposobnost rezanja metala bez potrebe za ulaganjem druge strojeve.

Pražnjice odlučivanja ovdje su zapremina i debljina. Ako se rezanje metala čini malim dijelom vašeg opterećenja i radite s mjeriteljima manjim od 3 mm, CO2 laserski rezač može nositi cijeli raspon vaših proizvodnih potreba. Kad se količina metala poveća ili zahtjevi za debljinu povećaju, razlika u učinkovitosti s tehnologijom vlakana postaje prevelika da bi se zanemarila.

Kada je vlakno pravi laserski rezač za vašu primjenu

S druge strane, u skladu s člankom 77. stavkom 1.

Za svaku operaciju u kojoj je rezanje metala primarna ili značajna sekundarna djelatnost, laserski rezač vlaknima je pravi izbor u gotovo svakom scenariju. Korisnik može koristiti sustav s vlaknima za rezanje tankog plina brzinom nekoliko puta bržom od CO2 strojeva s ekvivalentnom snagom. To se izravno pretvara u veću proizvodnju, niže troškove po dijelovima i veću upotrebu kapaciteta.

Kako se debljina materijala povećava, prednost laserskog rezača vlakana postaje još izraženija. Visokojačinski vlakni u rasponu od 6 kW, 10 kW, 15 kW i više mogu rezati kroz debeli strukturni čelik, nehrđajući materijal i aluminij brzinama i kvalitetu koja tehnologija CO2 ne može dosegnuti. Za radionice, proizvođače i OEM proizvođače koji rade s širokim spektrom metalnih mjerila, vlakna su jedina tehnologija koja se učinkovito skala.

Provozni troškovi su još jedan odlučujući čimbenik. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, radi se o proizvodnji električne energije koja se koristi za proizvodnju električne energije. U kombinaciji s uklanjanjem troškova zamjene plinske cijevi i smanjenjem optičkog održavanja, ukupne troškove vlasništva u razdoblju od pet do deset godina znatno su niži od usporednog sustava CO2 koji se koristi za rezanje metala.

Odrazne metale i specijalne legure

Bakr, mesing i aluminij su vrlo reflektativni na valnoj dužini CO2, što ih čini problematičnim i u nekim slučajevima opasnim za obradu CO2 laserskim rezačem. Odražena energija može oštetiti optiku i rezonatora. Tehnologija vlakana, s kraćom valnom dužinom, efikasno se apsorbira od strane tih materijala, što omogućuje čisto, brzo sečenje bez rizika od reflektivnosti.

Za proizvođače koji rade u HVAC-u, električnim komponentama, dekorativnom metalnom radu ili preciznom inženjerstvu gdje su bakar i mesing uobičajeni materijali, laserski rezač vlakana nije samo poželjan, već je u biti obavezan. Pokušaj obrade tih materijala na sustavu CO2 predstavlja problem pouzdanosti i sigurnosti koji nijedno proizvodno okruženje ne bi smjelo prihvatiti.

Specijalne legure koje se koriste u zrakoplovstvu, proizvodnji medicinskih uređaja i automobilskoj industriji također imaju tendenciju da bolje reagiraju na obradu vlakana. Točnost, brzina i karakteristike zone na koju utječe toplina laserskog rezača vlakana dobro se usklađuju s tesnim tolerancijama i zahtjevima za integritet materijala tih industrija.

Činjenice koje utječu na odluku osim vrste materijala

Udio proizvodnje i korištenje smjena

Čak i kada vrsta materijala ukazuje na jednu tehnologiju, proizvodni volumen može pomaknuti izračun. U malom prodavnici za rezanje akrila i drveta može se dogoditi da CO2 laserski rezač udobno zadovolji sve svoje potrebe. Međutim, u slučaju velike količine rezanja istih materijala u više smjena može se ispostaviti da brže brzine obrade i manje vremena zastoja modernog laserskog rezača vlakana čak i na nemetaličnim materijalima opravdavaju ulaganje.

U posljednjih nekoliko godina laserski rezači vlaknima proširili su svoje nemetalne mogućnosti, a neke konfiguracije mogu adekvatno obrađivati određene nemetalne materijale. Međutim, za većinu nemetalskih primjena CO2 ostaje referentna vrijednost za kvalitetu. Pitanje količine zapravo je o tome jesu li operativne prednosti vlakna uptime, učinkovitost, manje prekida održavanja nadmašuju prednost kvalitete CO2 za vaš specifičan proizvodni kontekst.

Ukupni troškovi vlasništva tijekom životnog ciklusa opreme

U skladu s člankom 3. stavkom 1. Troškovi održavanja, trošak potrošnje, potrošnja energije i očekivano vrijeme rada sve su faktori koji utječu na stvarne troškove vlasništva. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Europska komisija je odlučila o izmjeni Uredbe (EU) br. 528/2012 Europskog parlamenta i Vijeća. U mnogim konfiguracijama vlakneni sustavi imaju višu početnu cijenu, ali niže tekuće troškove.

Za metalnu operaciju s laserskim sečnikom u dvije ili tri smjene, ušteda energije samo prelaskom na vlakna može biti značajna u razdoblju od pet godina. Uzimajući u obzir smanjene troškove održavanja i potrošnje, ukupni troškovi vlasništva često favoriziraju vlakna čak i kada je upfrontni kapitalni iznos veći. U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. Tehnologija laserskih rezača vlakana zabilježila je brz napredak i snažno prihvaćanje tržišta, što podupire zdrave vrijednosti preprodaje i robusni ekosistem pružatelja usluga, rezervnih dijelova i mogućnosti integracije softvera. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 1303/2013 Komisija je odlučila da se odredi da se u skladu s člankom 3. stavkom 1.

Često se javljaju pitanja

Može li se laserskim rezačem vlakana zamijeniti laserskim rezačem CO2 za sve primjene?

-Ne baš. Laserski rezač vlaknima izvrsno se ponaša na metalima i jasan je izbor za proizvodnju metala, ali ne može replicirati kvalitetu ruba koju sustav CO2 postiže na materijalima poput akrila, drveta i kože. Za radnje koje rade isključivo ili uglavnom s nemetaličnim materijalima, CO2 laserski rezač ostaje prikladniji alat. U slučaju proizvodnje mješovitih materijala, možda će biti potrebno procijeniti može li jedna tehnologija pokriti dovoljno njihovog opterećenja ili su li opravdane dvije strojeve.

Koju debljinu metala može nositi laserski rezač CO2 u usporedbi s vlaknima?

CO2 laserski rezač može rezati blagi čelik do približno 2025 mm s dovoljnom snagom, ali to radi na sporijim brzinama i većim operativnim troškovima od sustava vlakana. Na tankom plinu ispod 3 mm, razlika u brzini između CO2 i vlakana već je značajna. Kako debljina raste, prednost vlakana raste. Za većinu primjena u proizvodnji metala, vlakna su učinkovitiji i ekonomičniji izbor laserskih rezača u cijelom rasponu debljine.

Je li laserski rezač vlakana skuplji za kupnju od sustava za ugljični dioksid?

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. Međutim, industrijski razred laserskih rezača vlakana postaju sve konkurentniji po cijeni kako tehnologija sazrijeva. Kada se uzima u obzir ukupni trošak vlasništva uključujući energiju, održavanje i potrošne materijale tijekom životnog ciklusa opreme vlakneni sustavi često se pokazuju ekonomičnijim za operacije usredotočene na metal unatoč potencijalno većoj početnoj investiciji.

Kako da odlučim treba li mi u radnji laser za rezanje CO2 ili vlakana?

Počnite sa svojim materijalom. Ako više od 50% vašeg zapremine rezanja uključuje metale, laserskim rezačem vlaknima gotovo je sigurno pravi izbor. Ako je vaš rad pretežno nemetalni, CO2 je vjerojatno bolji. Onda uzmite u obzir proizvodni volumen, korištenje smjena i projekciju troškova vlasništva za pet godina. Za radove na granici rezanje i metala i nemetala u značajnim količinama savjetovanje sa stručnjakom za laserski rezač kako bi se modelirali oba scenarija prema stvarnim proizvodnim podacima najpouzdaniji je put ka dobroj odluci.