Κοπή με λέιζερ και κοπή με υδροβολή: Συνδυάζονται δύο υπέροχες τεχνολογίες; Ή είναι καλύτερες όταν είναι σόλο; Όπως πάντα, η απάντηση εξαρτάται από τις εργασίες στο κατάστημα, τα υλικά που χειρίζονται συχνότερα, το επίπεδο δεξιοτήτων των χειριστών, και τελικά τον διαθέσιμο προϋπολογισμό εξοπλισμού.
Σύμφωνα με μια έρευνα των μεγάλων προμηθευτών κάθε συστήματος, η σύντομη απάντηση είναι ότι οι πίδακες νερού είναι λιγότερο ακριβοί και πιο ευέλικτοι από τα λέιζερ όσον αφορά τα υλικά που μπορούν να κοπούν. Από τον αφρό μέχρι το φαγητό, οι πίδακες νερού παρουσιάζουν εξαιρετική ευελιξία. Από την άλλη Το χέρι, τα λέιζερ προσφέρουν απαράμιλλη ταχύτητα και ακρίβεια κατά την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων λεπτότερων μετάλλων πάχους έως 1 ίντσας (25,4 mm).
Όσον αφορά το κόστος λειτουργίας, τα συστήματα εκτόξευσης νερού καταναλώνουν λειαντικό υλικό και απαιτούν τροποποιήσεις της αντλίας. Τα λέιζερ ινών έχουν υψηλότερο αρχικό κόστος, αλλά χαμηλότερο κόστος λειτουργίας από τα παλαιότερα ξαδέρφια τους CO2.μπορεί επίσης να απαιτούν περισσότερη εκπαίδευση του χειριστή (αν και οι σύγχρονες διεπαφές ελέγχου συντομεύουν την καμπύλη εκμάθησης). Με διαφορά το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο λειαντικό υδροβολής είναι ο γρανάτης. Σε σπάνιες περιπτώσεις, όταν χρησιμοποιείτε περισσότερες λειαντικές ουσίες όπως το οξείδιο του αλουμινίου, ο σωλήνας ανάμιξης και το ακροφύσιο θα παρουσιάσουν μεγαλύτερη φθορά .Με γρανάτη, τα εξαρτήματα της υδροβολής μπορούν να κοπούν για 125 ώρες.με αλουμίνα μπορεί να διαρκέσουν μόνο περίπου 30 ώρες.
Τελικά, οι δύο τεχνολογίες θα πρέπει να θεωρηθούν ως συμπληρωματικές, λέει ο Dustin Diehl, διευθυντής προϊόντων για το τμήμα λέιζερ της Amada America Inc. στο Buena Park της Καλιφόρνια.
"Όταν οι πελάτες διαθέτουν και τις δύο τεχνολογίες, έχουν μεγάλη ευελιξία στην υποβολή προσφορών", εξήγησε ο Diehl."
Για παράδειγμα, ένας πελάτης της Amada με δύο συστήματα κάνει σβήσιμο σε ένα λέιζερ. «Ακριβώς δίπλα στο φρένο πίεσης είναι μια θερμομονωτική μόνωση που κόβει με πίδακα νερού», λέει ο Diehl. Μόλις το φύλλο λυγίσει, βάζουν τη μόνωση μέσα, λυγίζουν το ξανά και κάντε το στρίφωμα ή το σφράγισμα.Είναι μια τακτοποιημένη μικρή γραμμή συναρμολόγησης.”
Σε άλλες περιπτώσεις, συνέχισε ο Diehl, τα καταστήματα είπαν ότι ήθελαν να αγοράσουν ένα σύστημα κοπής με λέιζερ, αλλά δεν πίστευαν ότι αναλάμβαναν πολλή δουλειά για να δικαιολογήσουν τη δαπάνη. μέρα, θα τους βάλουμε να κοιτάξουν το λέιζερ.Μπορούμε να κάνουμε εφαρμογή λαμαρίνας σε λίγα λεπτά αντί για ώρες».
Ο Tim Holcomb, ειδικός εφαρμογών στην OMAX Corp. Kent, Wash., ο οποίος διατηρεί ένα κατάστημα με περίπου 14 λέιζερ και μια υδροβολή, θυμάται ότι είδε μια φωτογραφία που είδε πριν από χρόνια σε μια εταιρεία που χρησιμοποιεί λέιζερ, εκτοξευτήρες νερού και σύρμα EDM.αφίσα. Η αφίσα παρουσιάζει τα καλύτερα υλικά και πάχη που μπορεί να αντέξει κάθε τύπος μηχανής – η λίστα με τους πίδακες νερού ξεπερνά τους άλλους.
Τελικά, «Βλέπω τα λέιζερ να προσπαθούν να ανταγωνιστούν στον κόσμο του waterjet και αντίστροφα, και δεν πρόκειται να κερδίσουν έξω από τα αντίστοιχα πεδία τους», εξηγεί ο Holcomb. Σημείωσε επίσης ότι εφόσον το waterjet είναι ένα σύστημα ψυχρής κοπής, «μπορούμε επωφεληθείτε από περισσότερες ιατρικές ή αμυντικές εφαρμογές επειδή δεν έχουμε ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) — είμαστε τεχνολογία microjet.Ακροφύσιο Minijet και κοπή microjet” Πραγματικά απογειώθηκε για εμάς.”
Ενώ τα λέιζερ κυριαρχούν στην κοπή μαλακού μαύρου χάλυβα, η τεχνολογία waterjet είναι «πραγματικά το ελβετικό μαχαίρι της βιομηχανίας εργαλειομηχανών», ισχυρίζεται ο Tim Fabian, αντιπρόεδρος μάρκετινγκ και διαχείρισης προϊόντων στη Flow International Corp. στο Κεντ της Ουάσιγκτον. Μέλος της Shape Technology Group. Στους πελάτες της περιλαμβάνονται η Joe Gibbs Racing.
«Αν το σκεφτείτε, ένας κατασκευαστής αγωνιστικών αυτοκινήτων όπως ο Joe Gibbs Racing έχει λιγότερη πρόσβαση σε μηχανές λέιζερ επειδή συχνά κόβουν περιορισμένο αριθμό εξαρτημάτων από πολλά διαφορετικά υλικά, όπως τιτάνιο, αλουμίνιο και ίνες άνθρακα», εξήγησε ο Fabian. «One. από τις ανάγκες που μας εξήγησαν ήταν ότι το μηχάνημα που χρησιμοποιούσαν έπρεπε να είναι πολύ εύκολο να προγραμματιστεί.Μερικές φορές ένας χειριστής μπορεί να κατασκευάσει ένα εξάρτημα από αλουμίνιο ¼” [6,35 mm] και να το τοποθετήσει σε ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο, αλλά στη συνέχεια αποφασίσει ότι το εξάρτημα πρέπει να είναι κατασκευασμένο από τιτάνιο, ένα παχύτερο φύλλο ανθρακονημάτων ή ένα λεπτότερο φύλλο αλουμινίου. ”
Σε ένα παραδοσιακό κέντρο κατεργασίας CNC, συνέχισε, «αυτές οι αλλαγές είναι σημαντικές».Η προσπάθεια αλλαγής ταχυτήτων από υλικό σε υλικό και από μέρος σε εξάρτημα σημαίνει αλλαγή κεφαλών κοπής, στροφών ατράκτου, ρυθμών τροφοδοσίας και προγραμμάτων.
«Ένα από τα πράγματα που μας ώθησαν πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε waterjet ήταν να δημιουργήσουν μια βιβλιοθήκη με τα διαφορετικά υλικά που χρησιμοποιούσαν, οπότε το μόνο που έπρεπε να κάνουν ήταν να κάνουν μερικά κλικ του ποντικιού και να τους αλλάξουν από ¼" αλουμίνιο σε ½" [12,7 mm] από ανθρακονήματα», συνέχισε ο Fabian. «Ένα ακόμη κλικ, πηγαίνουν από ½" ανθρακονήματα σε 1/8" [3,18 mm] τιτάνιο."Η Joe Gibbs Racing «χρησιμοποιεί πολλά εξωτικά κράματα και πράγματα που συνήθως δεν βλέπετε να χρησιμοποιούν οι τακτικοί πελάτες.Έτσι, έχουμε αφιερώσει πολύ χρόνο σε συνεργασία μαζί τους για τη δημιουργία βιβλιοθηκών με αυτά τα προηγμένα υλικά.Με εκατοντάδες υλικά στη βάση δεδομένων μας, υπάρχει μια εύκολη διαδικασία για τους πελάτες να προσθέσουν στο δικό τους μοναδικό υλικό και να επεκτείνουν περαιτέρω αυτήν τη βάση δεδομένων.”
Ένας άλλος κορυφαίος χρήστης του Flow waterjet είναι το SpaceX του Elon Musk."Έχουμε αρκετά μηχανήματα στο SpaceX για την κατασκευή ανταλλακτικών για πλοία πυραύλων", είπε ο Fabian. Ένας άλλος κατασκευαστής αεροδιαστημικής εξερεύνησης, η Blue Origin, χρησιμοποιεί επίσης τη μηχανή Flow." Δεν βγάζω 10.000 από τίποτα.φτιάχνουν ένα από αυτά, πέντε από αυτά, τέσσερα από αυτά».
Για το τυπικό κατάστημα, «Όποτε έχεις δουλειά και χρειάζεσαι 5.000 ¼» από κάτι από χάλυβα, ένα λέιζερ θα είναι δύσκολο να νικηθεί», επισημαίνει ο Fabian.«Αλλά εάν χρειάζεστε δύο εξαρτήματα από χάλυβα, τρία μέρη αλουμινίου Κατασκευασμένα εξαρτήματα ή τέσσερα μέρη από νάιλον, πιθανότατα δεν θα σκεφτόσασταν να χρησιμοποιήσετε λέιζερ αντί για πίδακα νερού. Με τον πίδακα νερού, μπορείτε να κόψετε οποιοδήποτε υλικό, από λεπτό ατσάλι έως 6″ μέταλλο πάχους 8″ [15,24 έως 20,32 cm].
Με τα τμήματα λέιζερ και εργαλειομηχανών, το Trumpf έχει ξεκάθαρη βάση στο λέιζερ και στο συμβατικό CNC.
Στο στενό παράθυρο όπου η εκτόξευση νερού και το λέιζερ είναι πιο πιθανό να αλληλεπικαλύπτονται —το πάχος του μετάλλου είναι λίγο πάνω από 25,4 χιλιοστά — η εκτόξευση νερού διατηρεί μια αιχμηρή άκρη.
«Για πολύ, πολύ παχιά μέταλλα — 1,5 ίντσες [38,1 χιλιοστά] ή περισσότερο — όχι μόνο μια υδροβολή μπορεί να σας προσφέρει καλύτερη ποιότητα, αλλά ένα λέιζερ μπορεί να μην είναι σε θέση να επεξεργαστεί το μέταλλο», δήλωσε ο Brett Thompson, Διευθυντής Τεχνολογίας και Πωλήσεων Λέιζερ. Συμβουλευτική. Μετά από αυτό, η διαφορά είναι ξεκάθαρη: τα μη μέταλλα είναι πιθανό να υποβληθούν σε κατεργασία με εκτόξευση νερού, ενώ για οποιοδήποτε μέταλλο πάχους ή λεπτότερου 1 ιντσών, το λέιζερ είναι απίθανο. Η κοπή με λέιζερ είναι πολύ πιο γρήγορη, ειδικά σε πιο λεπτά και/ή σκληρότερα υλικά – για παράδειγμα, ανοξείδωτος χάλυβας σε σύγκριση με το αλουμίνιο.»
Για το μερικό φινίρισμα, ειδικά την ποιότητα των άκρων, καθώς το υλικό γίνεται παχύτερο και η εισροή θερμότητας γίνεται ένας παράγοντας, η εκτόξευση νερού αποκτά και πάλι πλεονέκτημα.
«Αυτό θα μπορούσε να είναι όπου ο πίδακας νερού θα μπορούσε να έχει ένα πλεονέκτημα», παραδέχτηκε ο Thompson. «Το εύρος των πάχους και των υλικών υπερβαίνει αυτό ενός λέιζερ με μικρότερη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα.Αν και η διαδικασία είναι πιο αργή από ένα λέιζερ, η εκτόξευση νερού παρέχει επίσης σταθερά καλή ποιότητα άκρων.Τείνεις επίσης να έχεις πολύ καλό τετράγωνο όταν χρησιμοποιείς υδροβολή — ακόμη και πάχος σε ίντσες και καθόλου γρέζια».
Ο Thompson πρόσθεσε ότι το πλεονέκτημα του αυτοματισμού όσον αφορά την ενσωμάτωση σε εκτεταμένες γραμμές παραγωγής είναι το λέιζερ.
«Με ένα λέιζερ, είναι δυνατή η πλήρης ενσωμάτωση: φορτώστε υλικό στη μία πλευρά και έξοδο από την άλλη πλευρά του ενσωματωμένου συστήματος κοπής και κάμψης, και έχετε ένα ολοκληρωμένο κομμένο και λυγισμένο μέρος.Σε αυτήν την περίπτωση, ο πίδακας νερού μπορεί να εξακολουθεί να είναι μια κακή επιλογή – ακόμη και με ένα καλό σύστημα διαχείρισης υλικών – επειδή τα εξαρτήματα κόβονται πολύ πιο αργά και προφανώς πρέπει να αντιμετωπίσετε το νερό.»
Ο Thompson ισχυρίζεται ότι τα λέιζερ είναι λιγότερο δαπανηρά στη λειτουργία και τη συντήρηση επειδή «τα αναλώσιμα που χρησιμοποιούνται είναι σχετικά περιορισμένα, ειδικά τα λέιζερ ινών».Ωστόσο, «το συνολικό έμμεσο κόστος των υδροβολής είναι πιθανό να είναι χαμηλότερο λόγω της χαμηλότερης ισχύος και της σχετικής απλότητας του μηχανήματος.Εξαρτάται πραγματικά από το πόσο καλά σχεδιάζονται και συντηρούνται οι δύο συσκευές».
Θυμάται ότι όταν η Holcomb της OMAX διατηρούσε ένα κατάστημα τη δεκαετία του 1990, «Όποτε είχα ένα εξάρτημα ή σχέδιο στο γραφείο μου, η αρχική μου σκέψη ήταν, «Μπορώ να το κάνω με λέιζερ;»» Αλλά πριν καταλάβω πριν, ήμασταν Λαμβάνοντας όλο και περισσότερα έργα αφιερωμένα σε εκτοξευτήρες νερού. Αυτά είναι παχύτερα υλικά και ορισμένοι τύποι εξαρτημάτων, δεν μπορούμε να μπούμε σε πολύ στενή γωνία λόγω της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα του λέιζερ.φυσά από τη γωνία, οπότε θα κλίνουμε προς τους πίδακες νερού – ακόμα και αυτό που κάνουν συνήθως τα λέιζερ Το ίδιο ισχύει και για το πάχος του υλικού».
Ενώ τα μεμονωμένα φύλλα είναι πιο γρήγορα στο λέιζερ, τα φύλλα που στοιβάζονται σε τέσσερα στρώματα είναι πιο γρήγορα στον εκτοξευτήρα νερού.
«Αν κόβω έναν κύκλο 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] από μαλακό ατσάλι 1/4″ [6,35 mm], μάλλον θα προτιμούσα το λέιζερ λόγω της ταχύτητας και της ακρίβειάς του.Το φινίρισμα – το πλάγιο περίγραμμα – θα είναι περισσότερο φινίρισμα σαν γυαλί, πολύ λείο.”
Αλλά για να λειτουργήσει ένα λέιζερ σε αυτό το επίπεδο ακρίβειας, πρόσθεσε, «πρέπει να είσαι ειδικός στη συχνότητα και την ισχύ.Είμαστε πολύ καλοί σε αυτό, αλλά πρέπει να το καλέσετε πολύ σφιχτά.με πίδακες νερού, για πρώτη φορά, Πρώτη δοκιμή.Τώρα, όλα τα μηχανήματα μας έχουν ενσωματωμένο σύστημα CAD. Μπορώ να σχεδιάσω ένα εξάρτημα απευθείας στο μηχάνημα."Αυτό είναι εξαιρετικό για τη δημιουργία πρωτοτύπων, προσθέτει. «Μπορώ να προγραμματίσω απευθείας στον εκτοξευτήρα νερού, διευκολύνοντας την αλλαγή του πάχους και των ρυθμίσεων του υλικού».Οι ρυθμίσεις και οι μεταβάσεις εργασίας είναι «συγκρίσιμες.Έχω δει μερικές μεταβάσεις για εκτοξευτήρες νερού που μοιάζουν πολύ με τα λέιζερ».
Τώρα, για μικρότερες εργασίες, δημιουργία πρωτοτύπων ή εκπαιδευτική χρήση – ακόμα και για κατάστημα χόμπι ή γκαράζ – το ProtoMAX της OMAX συνοδεύεται από αντλία και τροχίσκο για εύκολη μετακίνηση. Το υλικό του τεμαχίου εργασίας βυθίζεται κάτω από το νερό για αθόρυβη κοπή.
Όσον αφορά τη συντήρηση, «Συνήθως μπορώ να εκπαιδεύσω κάποιον με υδροβολή σε μια ή δύο μέρες και να τον στείλω στο χωράφι πολύ γρήγορα», ισχυρίζεται ο Χόλκομπ.
Οι αντλίες EnduroMAX της OMAX έχουν σχεδιαστεί για να μειώνουν τη χρήση νερού και να επιτρέπουν τη γρήγορη ανακατασκευή. Η τρέχουσα έκδοση έχει τρεις δυναμικές σφραγίδες.Είναι μια αντλία υψηλής πίεσης, οπότε αφιερώστε χρόνο και προπονηθείτε σωστά.»
«Οι πίδακες νερού είναι ένα εξαιρετικό σκαλοπάτι για το τυφλό και την κατασκευή, και ίσως το επόμενο βήμα σας να είναι ένα λέιζερ», προτείνει.» Επιτρέπει στους ανθρώπους να κόβουν εξαρτήματα.Και τα φρένα πίεσης είναι αρκετά προσιτά, ώστε να μπορούν να τα κόψουν και να τα λυγίσουν.Σε ένα περιβάλλον παραγωγής, μπορεί να έχετε την τάση να χρησιμοποιείτε λέιζερ».
Ενώ τα λέιζερ ινών προσφέρουν την ευελιξία στην κοπή μη χάλυβα (χαλκός, ορείχαλκος, τιτάνιο), οι πίδακες νερού μπορούν να κόψουν υλικά φλάντζας και πλαστικά λόγω της έλλειψης HAZ.
Η λειτουργία της τρέχουσας γενιάς συστημάτων κοπής με λέιζερ ινών «είναι πλέον πολύ διαισθητική και η τοποθεσία παραγωγής μπορεί να καθοριστεί από το πρόγραμμα», είπε ο Diehl. «Ο χειριστής απλώς φορτώνει το τεμάχιο εργασίας και ξεκινάει.Είμαι από το κατάστημα και στην εποχή του CO2 τα οπτικά αρχίζουν να γερνούν και να φθείρονται, η ποιότητα κοπής υποφέρει και αν μπορείτε να διαγνώσετε αυτά τα προβλήματα, θεωρείστε Εξαιρετικός χειριστής.Τα σημερινά συστήματα ινών είναι κόφτες μπισκότων, δεν έχουν αυτά τα αναλώσιμα, επομένως μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν – κόβοντας εξαρτήματα ή όχι.Χρειάζεται λίγη απαίτηση ειδικευμένου χειριστή.Αυτό λέγεται, νομίζω ότι η μετάβαση από τον πίδακα νερού στο λέιζερ θα είναι ομαλή και εύκολη».
Ο Diehl εκτιμά ότι ένα τυπικό σύστημα λέιζερ ινών μπορεί να λειτουργεί από 2 έως 3 $ την ώρα, ενώ οι εκτοξευτήρες νερού περίπου 50 έως 75 $ ανά ώρα, λαμβάνοντας υπόψη την κατανάλωση λειαντικών (π.χ. γρανάτης) και τις προγραμματισμένες μετασκευές της αντλίας.
Καθώς η ισχύς κιλοβάτ των συστημάτων κοπής με λέιζερ συνεχίζει να αυξάνεται, γίνονται ολοένα και περισσότερο μια εναλλακτική λύση για τους πίδακες νερού σε υλικά όπως το αλουμίνιο.
«Στο παρελθόν, αν χρησιμοποιούταν παχύ αλουμίνιο, η δέσμη νερού θα είχε [το] πλεονέκτημα», εξηγεί ο Diehl.» Το λέιζερ δεν έχει τη δυνατότητα να περάσει από αλουμίνιο 1″. Στον κόσμο των λέιζερ, Δεν χάλασε σε αυτόν τον κόσμο για πολύ καιρό, αλλά τώρα με τις οπτικές ίνες υψηλότερης ισχύος και τις προόδους στην τεχνολογία λέιζερ, το αλουμίνιο 1" δεν αποτελεί πλέον πρόβλημα.Εάν κάνατε μια σύγκριση κόστους, για την αρχική επένδυση στο μηχάνημα, οι πίδακες νερού μπορεί να είναι φθηνότεροι.Τα κομμένα εξαρτήματα με λέιζερ μπορεί να είναι 10 φορές περισσότερα, αλλά πρέπει να βρίσκεστε σε αυτό το περιβάλλον μεγάλου όγκου για να αυξήσετε το κόστος.Καθώς τρέχετε περισσότερα μικτά εξαρτήματα χαμηλού όγκου, μπορεί να υπάρχουν ορισμένα πλεονεκτήματα στην εκτόξευση νερού, αλλά σίγουρα όχι σε περιβάλλον παραγωγής.Εάν βρίσκεστε σε οποιονδήποτε τύπο περιβάλλοντος όπου πρέπει να εκτελέσετε εκατοντάδες ή χιλιάδες εξαρτήματα, δεν είναι μια εφαρμογή υδροβολής.»
Αναδεικνύοντας την αύξηση της διαθέσιμης ισχύος λέιζερ, η τεχνολογία ENSIS της Amada έχει αυξηθεί από 2 kW σε 12 kW όταν κυκλοφόρησε το 2013. Στο άλλο άκρο της κλίμακας, η μηχανή VENTIS της Amada (που παρουσιάστηκε στο Fabtech 2019) επιτρέπει ένα ευρύτερο φάσμα επεξεργασίας υλικών με μια δοκό που κινείται κατά μήκος της διαμέτρου του ακροφυσίου.
«Μπορούμε να εκτελέσουμε διαφορετικές τεχνικές μετακινώντας εμπρός και πίσω, πάνω και κάτω, πλάι σε πλευρά ή οκτώ», είπε ο Diehl για το VENTIS. «Ένα από τα πράγματα που μάθαμε από την τεχνολογία ENSIS είναι ότι κάθε υλικό έχει ένα γλυκό spot – ένας τρόπος που του αρέσει να κόβει.Αυτό το κάνουμε χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους μοτίβων και διαμόρφωση δοκών.Με το VENTIS, εμείς Πηγαίνει πέρα δώθε σχεδόν σαν πριόνι.Καθώς η κεφαλή κινείται, η δοκός κινείται μπρος-πίσω, έτσι έχετε πολύ ομαλές λωρίδες, εξαιρετική ποιότητα ακμών και μερικές φορές ταχύτητα.»
Όπως το μικρό σύστημα ProtoMAX waterjet της OMAX, η Amada ετοιμάζει ένα «σύστημα ινών πολύ μικρού αποτυπώματος» για μικρά εργαστήρια ή «εργαστήρια δημιουργίας πρωτοτύπων Έρευνας και Ανάπτυξης» που δεν θέλουν να εισβάλουν στο τμήμα παραγωγής τους όταν χρειάζεται να φτιάξουν μόνο μερικά πρωτότυπα. ”
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-09-2022