Veiledning for luftstøtte og røykutslipp: Dimensjonering av kompressorer, kanaler og filtre

Veiledning for luftstøtte og røykutslipp: Dimensjonering av kompressorer, kanaler og filtre

Hvorfor luftstøtte og utslipp påvirker produksjonen like mye som laseren gjør

De fleste kjøpsbeslutningene fokuserer på laseren: rørruteeffekt, arbeidsbordstørrelse, bevegelsessystem. Deretter ankommer maskinen, kobles til den kompressor og de kanalene som tilfeldigvis finnes i bygningen, og presterer aldri slik som under demonstrasjonen.

Laseren er en varmekilde. Luftstøtte og utslipp er prosesskontrollen som omgir denne varmekilden, og de bestemmer fire ting som vises i hver enkelt jobb:

• Kantkvalitet. Luft fjerner smeltet eller fordampet materiale fra snittbredden før det stivner igjen på delen.
• Snitthastighet. En ren skjærekile skjærer raskere ved samme effekt, fordi strålen ikke oppvarmer sitt eget avfall på nytt.
• Brannfare. Luft holder skjæresonen under antennelsestemperaturen på papir, papp og skum; avtrekking fjerner røyken som bærer med seg glødepinner.
• Maskinens levetid. Positivt trykk ved dysen holder avfallet unna linset, og avtrekking holder det unna optikkbanen.

Ingen av disse komponentene er valgfri utstyr i noen som helst meningsfull forstand. En laser med utilstrekkelig lufttilførsel og avtrekking opererer på en brøkdel av sin kapasitet, og operatøren skylder vanligvis maskinen.

Hva luftstøtte faktisk gjør, og hva den ikke kan fikse

Luftstøtte utfører tre oppgaver samtidig, og det hjelper å skille dem fra hverandre, siden hver har sin egen feilmodus.

Rydding av skjærekilen. På akryl forlater materialet skjæresonen som damp; på MDF og papp forlater det som kull og støv; på tekstil forlater det som smeltet materiale. I alle tilfeller må luftstrålen flytte materialet ut av skjæret før det setter seg. Svak luftstøtte etterlater en gjenfastsatt perle på undersiden og en røykete kant.

Kjøling av skjæresonen. På tre, papir og papp reduserer luft sekundær forbrenning og holder karboniseringsskiven smal. Derfor gir samme effektinnstilling en ren kant på én maskin og en brent kant på en annen: luften var annerledes.

Beskyttelse av linse. En dys med positiv trykk presser søppel bort fra linseåpningen. En skitten linse absorberer energi, blir varm og svikter til slutt – derfor er linsekontaminasjon så ofte et symptome på et luftproblem, ikke et rengjøringsproblem.

Det som luft ikke kan fikse, er like viktig. Den vil ikke kompensere for feil fokus, feil effekt, et ujevnt arbeidsbord, et buet ark eller et materiale som i det hele tatt ikke bør være på maskinen. Å legge til luft på en dårlig innstilt jobb gjør bare et dårlig skjærsnitt rentere på overflaten.

Overskuddsluft har sine egne kostnader. Den løfter lette materialer som stoff og tynt papir opp fra skiven, kjøler ned snittet slik at snittbredden ikke renses ordentlig, driver glødende partikler inn i avtrekkskanalen og skaper turbulens som setter av søppel på steder operatøren aldri renser.

Justering av luftforsyningen: Trykk, strømning og driftssyklus

Luftforsyningen er der de dyreste feilene oftest oppstår, fordi to tall som ser like ut faktisk representerer ulike krav.

Trykk og strømning er ikke utvekslingsbare. En kompressor kan levere høyt trykk gjennom en liten åpning og likevel bevege svært lite luft. Dysen trenger en spesifikk strømning ved et spesifikt trykk, og begge disse verdiene bestemmes av dysens åpning og materialet som skjæres. En maskin som er rangert for tykk MDF trenger større rensingskapasitet enn en som skjærer papir, selv om begge bruker samme hodet.

Spesifikasjonen kommer fra maskinen, ikke fra kompressorkatalogen. Start med dysen og den anbefalte luftforsyningen i maskindokumentasjonen, og bekreft deretter verdien ved dysen med en strømningsmåler. Å måle ved kompressorutgangen forteller deg ingenting om hva som når skjæringen.

Driftssyklusen avgjør om kompressoren overlever produksjonen. Kompressorer er klassifisert for periodisk eller kontinuerlig drift. En liten verkstadskompressor som fungerer bra for hobbyformål vil overopphetes og kutte ut midt i en produksjonsskift. Produksjonsskjæring krever en kompressor som er klassifisert for kontinuerlig drift, eller en blåser som er konstruert for denne typen belastning.

Mottakerens volum demper etterspørselen. Tanken er ikke der for å lagre luft for hele dagen; den er der for å absorbere øyeblikket når dyseåpningen åpnes og etterspørselen stiger kraftig. En for liten tank betyr at kompressoren sykler konstant, blir varm og får forkortet levetid.

Dimensjoner for samtidig forbruk. To skjærehoder, en annen maskin eller luft som også brukes til rengjøring og blåsing bidrar alle til totalforbruket. Dimensjoner luftforsyningen etter summen, ikke etter én enkelt dyse.

Tørr, oljefri luft er en del av spesifikasjonen. Vann og olje følger med luften, når frem til dysen og ender opp på linset og i skjæret. En filter-regulator-enhet ved maskinen, en tørker før i systemet og en tømmbar tank er ikke tilbehør – de er det som gjør trykkspesifikasjonen meningsfull.

Én praktisk regel dekker det meste av dette avsnittet: Mål ved dysen, og dimensjoner for den verste samtidige etterspørselen i stedet for gjennomsnittet.

Kanalutforming: Delen som alle feiler på

Uttrekk mislykkes oftere på grunn av dårlig kanalutforming enn på grunn av en svak vifte. En vifte kan bare bevege det som kanalen tillater den å bevege.

Fang inn ved kilden. Uttrekk fungerer når det fanger røyk ved hodet, ikke når det renser rommet etterpå. En godt tilpasset skjerm ved dysen og en kort kanallengde til viften vil yte bedre enn en mye større vifte som suger gjennom en lang, lekk kanal.

Kanaldiameter bestemmer hastighet, og hastighet bestemmer om støv setter seg. For liten kanal gir høy hastighet men lav volumstrøm og en støyfull, hardt arbeidende vifte. For stor kanal gir lav hastighet, og materialet som suges ut — MDF-støv, papirplate-støv, tekstil-lint — faller til bunns og samler seg på bunnflaten i kanalen. Kanalen må opprettholde en hastighet over avsetningshastigheten for det aktuelle materialet, noe som forklarer hvorfor samme kanal kan fungere godt for ett materiale, men tette til for et annet.

Hver sving koster deg. Knekk, lange horisontale kanaler og fleksible, rillede slanger øker alle motstanden. Fleksible slanger er praktiske ved maskinens utløp, men en lang fleksibel strekning fanger opp rester og reduserer luftstrømmen kraftig. Hold kanalstrekningene korte, bruk graduelle svinger istedenfor skarpe knekk, og støtt horisontale strekninger slik at de ikke synker ned og danner feller.

Tilførsel av erstattingsluft er ikke valgfritt. En maskin i et forseglet rom kan ikke trekke ut luft, fordi det ikke er noen erstattingsluft som kan strømme inn. Hvis døren må holdes lukket på grunn av støy, må rommet ha en egen tilførselsluftkanal; ellers mister uttrekkssystemet sin effektivitet så snart døren lukkes.

Hvor luften går, er avgjørende. Avtrekksluft bør ikke utledes ved et vindu, en friskluftinntak eller et naboens friskluftinntak. Sjekk lokale krav før du fastsetter utløpsposisjonen.

Rengjør kanalen. Kanaler samler opp sot, støv og kondenserte damper, og dette belegget utgjør både en brannvei og en strømningsbegrensning. En kanal som aldri har vært åpnet, er en kanal hvis tilstand ingen kjenner.

Filtrering: Når du ikke kan avtrekke utendørs

Sirkulerende filtrering løser et reelt problem – en maskin i et rom uten ytre vegg – men den fungerer bare hvis filterstabelen passer til materialet.

Tre- og MDF-støv krever mekanisk filtrering og stor støvkapasitet. Forfilteret fylles raskt, og et fylt forfilter er vanligvis årsaken til at et «fungerende» system slutter å fjerne røyk.

Plastdamp er ikke støv. Den kondenserer på kalde flater, så den krever et filtermedium som kan holde kondensat uten å kollapse, samt en kjemisk fase for lukter og flyktige stoffer. Et støvfilter alene vil la lukten passere og belaste filteret uregelmessig.

Lær og gummivare produserer tykk røyk med sterk lukt, noe som først og fremst er et problem for den kjemiske fasen, ikke for partikkelavskillelse.

Glass- og keramikkstøv er fint og abrasivt. Det fyller filter raskt og bør helst avtrekkes fremfor å sirkuleres på nytt.

Beisete og laminerte materialer kan frigjøre forbindelser som filteret aldri ble utformet for å håndtere. Dette er en annen grunn til at materialeidentifikasjon bør skje før arbeidet, ikke etterpå.

En praktisk filterstabel har stadier: et grovt forfilter for å beskytte de andre stadiene, et hovedfint filter, et kjemisk eller karbonstadium for lukter og flyktige stoffer, og et endelig filter hvis luften returneres til rommet. Den nøyaktige rekkefølgen avhenger av materialblandingen, noe som forklarer hvorfor et system kjøpt for trestøv ofte presterer dårligere så snart verkstedet begynner å skjære plast.

Bytt filter basert på trykk, ikke på kalenderen. En differensialtrykkmåler over filterbanken forteller operatøren når filteret er belastet. Uten den byttes filtre enten for sent, når strømmen allerede har falt sammen og dårlig kutt-kvalitet er blitt tilskrevet laseren, eller for tidlig, noe som koster penger. Hvis det ikke er montert noen måler, er en enkel strømmingskontroll ved hodet ved begynnelsen av hver skift den nest beste indikatoren.

Gjennomsirkuler aldri damper fra et materiale på listen over materialer som aldri skal skjæres. I praksis bør dette aldri oppstå, fordi materialet ikke burde være på maskinen; men filterdesign er en nyttig påminnelse om hvorfor denne regelen finnes.

Tilpassing av luft- og utløpsstrøm til materialet

Samme maskin kan kutte tre om morgenen, akryl om ettermiddagen og stoff om kvelden, og hvert materiale krever en annen balanse. Dette er tabellen som bør ligge ved kontrollpanelet.

To mønstre skiller seg ut. Materialer som produserer støv krever uttrekksvolum og kanalhastighet; materialer som produserer damp krever filtreringskjemi og optikkrengjøring. En verksted som skjærer begge typer trenger et system som er designet for begge, ikke ett som er dimensjonert etter hvilket som helst materiale som kom først.

De vanligste luft- og uttrekksfeilene

De fleste av disse er én engangsingeniørbeslutning pluss en vedlikeholdsvenne. De dyreste er den første og den siste: å gjette lufttilførselen og aldri registrere hva som virket.

Velge riktig maskin for luft og uttrekk

Luft og uttrekk inngår i maskinspesifikasjonen, så de bør være en del av kjøpsbeslutningen, ikke en ettertanke.

To tall å spørre etter. Mundstykk- eller luftassistanse-spesifikasjonen, og uttrekksportens diameter med den anbefalte strømmen. Disse to verdiene avgjør kompressoren, kanalen og filteret — og de er mye vanskeligere å endre senere enn laserroret.

Utforming av uttrekkningsdesign for sengstørrelse. En større seng har mer åpen areal, så fangst ved hodet er viktigere, og sonering blir nyttig: å trekke ut bare den sonen som brukes, holder opp hastigheten der den trengs, i stedet for å redusere den over et bredt bord. På formatene 1325 og 1610 bør sonering og skjermutforming få like mye oppmerksomhet som vifteklassifiseringen; på en 6090 er vanligvis en godt tilpasset enkelpunktsskjerm tilstrekkelig.

Strømkonfigurasjon er ikke begrensningen. Konfigurasjoner på plattformene 6090, 1390 og 1610 tilbys fra 100 W til 150 W, og luft- og uttrekkskrav øker i tråd med materialet og dysen, ikke med watt-tallet. En maskin med høyere effekt som skjærer tykk MDF vil trenge større rensekapasitet enn en maskin med lavere effekt som skjærer papir, men det er et materialeproblem, ikke et strømproblem.

Dobbelthodet- og kamerakonfigurasjoner øker luftbehovet og kanalens kompleksitet. To hodeter betyr to dyser som tegner samtidig, og et kamerasystem legger til en ekstra grunn til å holde optikkbanen ren. Dimensjoner forsyningen etter den installerte konfigurasjonen, ikke etter grunnmaskinen.

Spør hva som er inkludert. Noen pakker inkluderer en kompressor og en avtrekksvifte; andre inkluderer bare regulatoren og kanalutgangen. Å vite hvilke deler som er i kassen unngår det vanlige utfallet der maskinen er installert og luftsystemet improviseres med det som fantes i verkstedet.

Konklusjon

Luft- og avtrekksystemet er den minst glamorøse delen av en laserinstallasjon og den mest pålitelige indikatoren på om maskinen oppfyller spesifikasjonene sine.

Reglene er enkle nok til å kontrolleres på en ettermiddag. Mål luften ved dysen og dimensjoner kompressoren for kontinuerlig drift med tørr, oljefri luft. Utform kanalsystemet for oppfangst ved kilden, med en hastighet som er høy nok til at materialet ikke setter seg, og gi rommet en tilførselsluftvei. Tilpass filterstabelen til materialet, ikke til støvet du skjærer først, og bytt filtre basert på trykk, ikke etter kalender. Registrer luftinnstillingen for hvert materiale, fordi neste operatør vil ikke gjette den riktig.

Gjør det, og laseren oppfører seg slik den gjorde under demonstrasjonen. Utlever det, og hver annen del av prosessen – optikk, fokus, effekt, bevegelse – blir anklaget for et problem som starter ved kompressoren.