Lasersko rezanje in rezanje z vodnim curkom: združujeta se dve veliki tehnologiji? Ali sta najboljši, ko sta solo? Kot vedno je odgovor odvisen od tega, kakšna dela potekajo v delavnici, s katerimi materiali se najpogosteje ravna, od stopnje usposobljenosti operaterjev, in na koncu razpoložljiv proračun za opremo.
Glede na raziskavo večjih dobaviteljev vsakega sistema je kratek odgovor, da so vodni curki cenejši in bolj vsestranski kot laserji v smislu materialov, ki jih je mogoče rezati. Od pene do hrane, vodni curki izkazujejo izjemno prilagodljivost. Po drugi strani Laserji ponujajo neprimerljivo hitrost in natančnost pri izdelavi velikih količin tanjših kovin do debeline 1 palca (25,4 mm).
Kar zadeva obratovalne stroške, sistemi z vodnim curkom porabljajo abrazivni material in zahtevajo prilagoditve črpalke. Vlakneni laserji imajo višje začetne stroške, vendar nižje obratovalne stroške kot njihovi starejši bratranci CO2;lahko zahtevajo tudi več usposabljanja operaterja (čeprav sodobni nadzorni vmesniki skrajšajo krivuljo učenja). Daleč najpogosteje uporabljen abraziv z vodnim curkom je granat. V redkih primerih, ko uporabljate bolj abrazivne snovi, kot je aluminijev oksid, se bosta mešalna cev in šoba bolj obrabili .Pri granatu lahko komponente vodnega curka režejo 125 ur;z aluminijevim oksidom lahko trajajo le približno 30 ur.
Konec koncev je treba obe tehnologiji obravnavati kot komplementarni, pravi Dustin Diehl, produktni vodja laserskega oddelka Amada America Inc. v Buena Parku v Kaliforniji.
"Ko imajo stranke obe tehnologiji, imajo veliko prilagodljivosti pri ponudbah," je pojasnil Diehl. "Ponudijo lahko za katero koli vrsto dela, ker imajo ti dve različni, a podobni orodji in lahko ponudijo za celoten projekt."
Na primer, stranka Amada z dvema sistemoma izvaja zapiranje na laserju. »Tik poleg stiskalnice je toplotno odporna izolacija, ki reže z vodnim curkom,« pravi Diehl. znova in naredite obrobo ali tesnjenje.To je čedna majhna tekoča linija.”
V drugih primerih, je nadaljeval Diehl, so trgovine povedale, da želijo kupiti sistem za lasersko rezanje, vendar niso mislile, da bodo prevzele veliko dela, da bi upravičile porabo.«Če izdelujete sto delov in to traja celo dan, jim bomo dali, da pogledajo laser.Nanos pločevine lahko izvedemo v nekaj minutah namesto v urah.”
Tim Holcomb, specialist za aplikacije pri OMAX Corp. Kent, Wash., ki vodi trgovino s približno 14 laserji in vodnim curkom, se spominja, da je videl sliko, ki jo je videl pred leti v podjetju, ki uporablja laserje, vodne curke in žično erozijo.plakat. Na plakatu so predstavljeni najboljši materiali in debeline, ki jih lahko obvlada posamezna vrsta stroja – seznam vodnih curkov prekaša druge.
Konec koncev, »Vidim, da laserji poskušajo tekmovati v svetu vodnega curka in obratno, in ne bodo zmagali zunaj svojih področij,« pojasnjuje Holcomb. Omenil je tudi, da ker je vodni curek sistem hladnega rezanja, »lahko izkoristite več medicinskih ali obrambnih aplikacij, ker nimamo toplotno prizadetega območja (HAZ) – smo mikrojet tehnologija.Minijet šoba in mikrojet rezanje »Res nam je uspelo.«
Medtem ko laserji prevladujejo pri rezanju mehkega črnega jekla, je tehnologija vodnega curka "resnično švicarski nož v industriji obdelovalnih strojev," trdi Tim Fabian, podpredsednik trženja in upravljanja izdelkov pri Flow International Corp. v Kentu, Washington. Član Shape. Technology Group. Njene stranke vključujejo Joe Gibbs Racing.
»Če dobro pomislite, ima proizvajalec dirkalnih avtomobilov, kot je Joe Gibbs Racing, manj dostopa do laserskih strojev, ker pogosto izrežejo omejeno število delov iz različnih materialov, vključno s titanom, aluminijem in ogljikovimi vlakni,« je Fabian pojasnil cesti. izmed potreb, ki so nam jih pojasnili, je bilo, da mora biti stroj, ki so ga uporabljali, zelo enostaven za programiranje.Včasih lahko operater izdela del iz ¼” [6,35 mm] aluminija in ga namesti na dirkalni avtomobil, nato pa se odloči, da mora biti del izdelan iz titana, debelejše plošče iz ogljikovih vlaken ali tanjše aluminijaste pločevine. ”
Pri tradicionalnem CNC obdelovalnem centru, je nadaljeval, "so te spremembe znatne."Poskus spreminjanja prestav od materiala do materiala in od dela do dela pomeni spreminjanje rezalnih glav, hitrosti vretena, hitrosti podajanja in programov.
»Ena od stvari, zaradi katere so nas resnično spodbudili k uporabi vodnega curka, je bila izdelava knjižnice različnih materialov, ki so jih uporabili, tako da so morali narediti le nekaj klikov z miško in preklopiti z ¼" aluminija na ½" [12.7 mm] ogljikovih vlaken," je nadaljeval Fabian. "Še en klik, preidejo iz ½" ogljikovih vlaken na 1/8" [3,18 mm] titan."Joe Gibbs Racing »uporablja veliko eksotičnih zlitin in stvari, ki jih običajni kupci običajno ne uporabljajo.Zato smo veliko časa porabili za delo z njimi, da smo ustvarili knjižnice s temi naprednimi materiali.S stotinami materialov v naši podatkovni zbirki obstaja enostaven postopek za stranke, da dodajo svoje unikatne materiale in dodatno razširijo to bazo podatkov.”
Še en visokokakovostni uporabnik vodnega curka Flow je SpaceX Elona Muska. "V SpaceXu imamo kar nekaj strojev za izdelavo delov za raketne ladje," je dejal Fabian. Drug proizvajalec vesoljskih raziskav, Blue Origin, prav tako uporablja stroj Flow. "Oni 'ne naredim 10.000 ničesar;izdelujejo enega od njih, pet od njih, štiri od njih.
Za običajno trgovino: »Kadar koli imate službo in potrebujete 5000 ¼« nečesa iz jekla, bo laser težko premagati,« poudarja Fabian.»Če pa potrebujete dva jeklena dela, tri aluminijaste dele ali štiri najlonske dele, verjetno ne bi razmišljali o uporabi laserja namesto vodnega curka. Z vodnim curkom lahko režete kateri koli material, od tankega jekla do 6″. do 8" [15,24 do 20,32 cm] debele kovine.
Trumpf ima s svojimi oddelki za lasersko in strojno orodje jasno oporo na področju laserskega in običajnega CNC-ja.
V ozkem oknu, kjer se vodni curek in laser najverjetneje prekrivata – debelina kovine je nekaj več kot 1 palec [25,4 mm] – vodni curek ohranja oster rob.
»Za zelo, zelo debele kovine – 1,5 palca [38,1 mm] ali več – ne samo, da lahko vodni curek zagotovi boljšo kakovost, ampak laser morda ne bo mogel obdelati kovine,« je povedal Brett Thompson, vodja laserske tehnologije in prodaje. Svetovanje . Po tem je razlika jasna: nekovine bodo verjetno strojno obdelane z vodnim curkom, medtem ko je za vsako kovino, debelo 1" ali tanjšo, laser nepomembna stvar. Lasersko rezanje je veliko hitrejše, zlasti pri tanjših in/ali trši materiali – na primer nerjavno jeklo v primerjavi z aluminijem.”
Za končno obdelavo delov, zlasti kakovost robov, ko postane material debelejši in postane dejavnik vnos toplote, ima vodni curek ponovno prednost.
»Tu bi lahko imel vodni curek prednost,« je priznal Thompson. »Razpon debelin in materialov presega razpon laserja z manjšo toplotno prizadeto cono.Čeprav je postopek počasnejši od laserskega, vodni curek prav tako zagotavlja stalno dobro kakovost robov.Pri uporabi vodnega curka običajno dosežete tudi zelo dobro pravokotnost - enakomerno debelino v palcih in brez robov.«
Thompson je dodal, da je prednost avtomatizacije v smislu integracije v razširjene proizvodne linije laser.
»Z laserjem je mogoča popolna integracija: naložite material na eni strani in izhodite z druge strani integriranega rezalnega in upogibnega sistema in dobite dokončan rezan in upognjen del.V tem primeru je lahko vodni curek še vedno slaba izbira – tudi z dobrim sistemom za upravljanje materiala –, ker se deli režejo veliko počasneje in očitno se morate ukvarjati z vodo.«
Thompson trdi, da so laserji cenejši za uporabo in vzdrževanje, ker je "uporabljeni potrošni material relativno omejen, zlasti laserji z vlakni."Vendar pa bodo »skupni posredni stroški vodnih curkov verjetno nižji zaradi manjše moči in relativne preprostosti stroja.Res je odvisno od tega, kako dobro sta napravi zasnovani in vzdrževani.«
Spominja se, da je, ko je OMAX-ov Holcomb v devetdesetih vodil trgovino, »kadar koli sem imel na mizi del ali načrt, je bila moja prva misel: 'Ali lahko to naredim z laserjem?'« Toda preden sem se zavedel, smo bili pridobivanje vedno več projektov, posvečenih vodnim curkom. To so debelejši materiali in nekatere vrste delov, ne moremo priti v zelo ozek kot zaradi območja toplotnega vpliva laserja;piha iz vogala, zato bi se nagibali k vodnim curkom – tudi to, kar običajno počnejo laserji. Enako velja za debelino materiala.«
Medtem ko so posamezni listi hitrejši pri laserju, so listi, zloženi v štiri plasti, hitrejši pri vodnem curku.
»Če bi izrezal krog velikosti 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] iz mehkega jekla 1/4″ [6,35 mm], bi verjetno raje izbral laser zaradi njegove hitrosti in natančnosti.Končna obdelava – stransko izrezana kontura – bo bolj steklasta, zelo gladka.”
Da pa laser deluje na tej ravni natančnosti, je dodal, »morate biti strokovnjak za frekvenco in moč.V tem smo zelo dobri, vendar morate to storiti zelo tesno;z vodnimi curki, prvič, Prvi poskus.Zdaj imajo vsi naši stroji vgrajen sistem CAD. Del lahko načrtujem neposredno na stroju.«To je odlično za izdelavo prototipov, dodaja. "Programiram lahko neposredno na vodnem curku, kar olajša spreminjanje debeline materiala in nastavitev."Nastavitve delovnega mesta in prehodi so »primerljivi;Videl sem nekaj prehodov za vodne curke, ki so zelo podobni laserjem.«
Zdaj je za manjša dela, izdelavo prototipov ali izobraževalno uporabo – tudi za hobi trgovino ali garažo – OMAX-ov ProtoMAX opremljen s črpalko in mizo s kolesi za enostavno premestitev. Material obdelovanca je potopljen pod vodo za tiho rezanje.
V zvezi z vzdrževanjem: »Običajno lahko z vodnim curkom nekoga usposobim v dnevu ali dveh in ga zelo hitro pošljem na teren,« trdi Holcomb.
OMAX-ove črpalke EnduroMAX so zasnovane tako, da zmanjšajo porabo vode in omogočajo hitro obnovo. Trenutna različica ima tri dinamična tesnila.«Ljudem še vedno govorim, naj bodo previdni pri vzdrževanju katere koli črpalke, ne samo moje.To je visokotlačna črpalka, zato si vzemite čas in se ustrezno usposobite.”
»Vodni curki so odlična odskočna deska pri rezanju in izdelavi in morda bo vaš naslednji korak laser,« predlaga. »Ljudem omogoča rezanje delov.In stiskalnice so precej dostopne, tako da jih lahko režejo in upogibajo.V proizvodnem okolju boste morda nagnjeni k uporabi laserja.«
Medtem ko laserji z vlakni ponujajo prilagodljivost za rezanje nejekla (baker, medenina, titan), lahko vodni curki režejo tesnila in plastiko zaradi pomanjkanja HAZ.
Upravljanje trenutne generacije sistemov za lasersko rezanje z vlakni »je zdaj zelo intuitivno in lokacijo proizvodnje je mogoče določiti s programom,« je dejal Diehl. »Upravljavec samo naloži obdelovanec in pritisne Start.Sem iz trgovine in v dobi CO2 se začne optika starati in slabšati, kakovost reza trpi, in če lahko diagnosticirate te težave, veljate za odličnega operaterja.Današnji optični sistemi so modelčki za piškote, nimajo tega potrošnega materiala, zato jih je mogoče vklopiti ali izklopiti – rezanje delov ali ne.Zahteva malo kvalificiranega operaterja.Se pravi, mislim, da bo prehod z vodnega curka na laser gladek in enostaven.«
Diehl ocenjuje, da lahko tipični laserski sistem z vlakni deluje od 2 do 3 USD na uro, medtem ko vodni curki delujejo od 50 do 75 USD na uro, pri čemer se upošteva poraba abraziva (npr. granat) in načrtovane naknadne vgradnje črpalk.
Ker se kilovatna moč laserskih rezalnih sistemov še naprej povečuje, postajajo vse bolj alternativa vodnim curkom v materialih, kot je aluminij.
»V preteklosti je bil vodni curek v prednosti, če bi uporabljali debel aluminij,« pojasnjuje Diehl. V tem svetu se nisem zajebal zelo dolgo, zdaj pa z optičnimi vlakni z višjo močjo in napredkom laserske tehnologije 1-palčni aluminij ni več problem.Če ste naredili primerjavo stroškov, so lahko za začetno naložbo v stroj vodni curki cenejši.Delov, izrezanih z laserjem, je lahko 10-krat toliko, vendar morate biti v tem okolju z veliko količino, da povečate stroške.Ko izvajate več mešanih delov z majhnim obsegom, je lahko vodno brizganje nekaj prednosti, vendar zagotovo ne v proizvodnem okolju.Če ste v kakršnem koli okolju, kjer morate zagnati na stotine ali tisoče delov, to ni aplikacija z vodnim curkom.«
Amadina tehnologija ENSIS, ki ponazarja povečanje razpoložljive laserske moči, se je ob uvedbi leta 2013 povečala z 2 kW na 12 kW. Na drugi strani lestvice Amadin stroj VENTIS (predstavljen na Fabtech 2019) omogoča širši obseg obdelave materialov z žarkom, ki se premika vzdolž premera šobe.
»Različne tehnike lahko izvajamo s premikanjem naprej in nazaj, gor in dol, od ene do druge ali v obliki osmice,« je dejal Diehl o VENTIS-u. »Ena od stvari, ki smo se jih naučili s tehnologijo ENSIS, je, da ima vsak material sladko madež – način, kako rad reže.To naredimo z uporabo različnih vrst vzorcev in oblikovanja žarkov.Z VENTISOM gremo naprej in nazaj skoraj kot žaga;ko se glava premika, se žarek premika naprej in nazaj, tako da dobite zelo gladke proge, odlično kakovost robov in včasih hitrost.«
Tako kot OMAX-ov majhen vodni curek ProtoMAX, tudi Amada pripravlja "sistem vlaken z zelo majhnim odtisom" za majhne delavnice ali "delavnice za raziskave in razvoj prototipov", ki ne želijo vdreti v njihov proizvodni oddelek, ko morajo izdelati le nekaj prototipov. ”
Čas objave: 9. februarja 2022