Tin tức & Sự kiện
Loại khí nào tốt nhất để cắt laser?
Có nguồn cung cấp khí hỗ trợ phù hợp trong quá trình cắt laser là một trong những điều quan trọng nhất cần lưu ý. Tuy nhiên, việc lựa chọn giữa các loại khí, lưu lượng, áp suất và các thông số khác nhau để cắt tối ưu cũng là một thách thức.
Có nguồn cung cấp khí hỗ trợ phù hợp trong quá trình gia công cắt laser là một trong những điều quan trọng nhất cần lưu ý. Tuy nhiên, việc lựa chọn giữa các loại khí, lưu lượng, áp suất và các thông số khác nhau để cắt tối ưu cũng là một thách thức.
Khí hỗ trợ, còn được gọi là “Khí phụ trợ” và “Khí bảo vệ”, là khí có áp suất cao chảy từ đầu laser đến phôi trong quá trình cắt laser.
Khí hỗ trợ thổi các cạnh kim loại nóng chảy từ phôi vừa cắt, tạo ra các cạnh mịn hơn. Ngoài ra, khí này đẩy mảnh cắt và xỉ xuống dưới, tách nó ra khỏi phần còn lại của phôi, ngăn không cho vật liệu hàn lại tại cùng một điểm. Nó cũng làm mát các cạnh, tạo ra ít vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt hơn.
Hơn nữa, nó bảo vệ thấu kính laser, vòi phun và thấu kính khỏi bắn tóe cắt. Khí bảo vệ bảo vệ laser khỏi môi trường bên ngoài, chẳng hạn như bụi, mảnh vụn và không khí. Khí phụ trợ là một mặt hàng tiêu hao và làm tăng chi phí cho hoạt động cắt laser.
Nếu bạn có kế hoạch khởi nghiệp kinh doanh dịch vụ cắt laser hoặc muốn tìm hiểu về quy trình này, bạn sẽ bắt gặp bốn lựa chọn khí hỗ trợ sau đây.
Nitơ có tính linh hoạt và tạo ra các vết cắt chất lượng cao hơn. Nó không phản ứng và không hỗ trợ quá trình đốt cháy trong quá trình cắt laser; do đó, quá trình này hoàn toàn là cơ học.
Khi khí phản ứng, nó sẽ trải qua phản ứng hóa học khi va chạm với vật liệu. Điều này làm hỏng nghiêm trọng chất lượng cạnh hoặc rãnh cắt.
Không giống như các loại khí khác, nitơ có liên quan trực tiếp đến công suất máy móc. Do đó, công suất lớn hơn sẽ tạo ra tốc độ và công việc tốt hơn.
Nitơ có ở dạng lỏng trong các xi lanh. Thông thường, nửa dưới của xi lanh là chất lỏng, trong khi nửa trên có hơi khí.
Trong quá trình cắt laser, cần áp suất cao. Thông thường, nitơ được cung cấp ở áp suất 22-30 Bar (319-435 psi).
Vì nitơ cần áp suất cao hơn để hoạt động, điều này có thể làm tăng đáng kể tốc độ cắt. Đôi khi áp suất giảm do sử dụng liên tục vì quá trình chuyển đổi nitơ lỏng thành hơi trong bình không theo kịp.
Vì vậy, một "Máy hóa hơi nitơ" bên ngoài được sử dụng, giúp tăng tốc quá trình chuyển đổi. Hãy nhớ rằng, nó không làm tăng áp suất của nitơ. Thay vào đó, nó làm tăng thể tích nitơ. Thể tích dư thừa này duy trì áp suất cao và tốc độ dòng chảy ổn định.
Bạn có thể sử dụng khí nitơ để cắt thép không gỉ, đồng thau và nhôm. Nó không chỉ ngăn chặn phản ứng và quá trình đốt xỉ mà còn chống ăn mòn. Xem xét khí đủ tinh khiết. Tiêu chuẩn độ tinh khiết của nitơ cao và gần 99,99%.
Tất cả những điều tuyệt vời về khí nitơ đều có giá của nó. Đây là loại khí đắt nhất trong số tất cả các lựa chọn khác. Khi độ dày của vật liệu tăng lên, chi phí sử dụng khí nitơ cũng tăng theo. Nó thường kéo dài ít hơn 10-15 lần so với các loại khí khác.
Khí nitơ không phù hợp nếu sản xuất của bạn chủ yếu chế tạo các bộ phận kim loại, vì chi phí cắt kết hợp với hoàn thiện sau sẽ làm tăng tổng chi phí. Chỉ sử dụng nếu cần độ chính xác cao và chất lượng cạnh.
Khí hỗ trợ oxy cũng là một lựa chọn tốt để hỗ trợ khí trong quá trình cắt laser cho các vật liệu dày hơn, nhưng người ta phải cẩn thận về tính chất oxy hóa của nó. Oxy có thể phản ứng với kim loại cơ bản. Đây là phản ứng tỏa nhiệt tạo ra nhiệt dư thừa trong quá trình cắt. Nó hỗ trợ cắt bằng cách đốt cháy các cạnh nhưng ở một mức độ nhất định trước khi gây hư hỏng cho vật liệu.
Thích hợp cho các vật liệu phản quang như thép cacbon và thép mềm. Do quá trình oxy hóa, một lớp được hình thành làm tăng tốc độ hấp thụ tia laser, do đó hỗ trợ quá trình cắt. Thích hợp cho các phôi mỏng hơn.
Mặt hạn chế là cùng một lớp màng oxy hóa bám vào phôi có thể cản trở quá trình xử lý sau. Việc hàn chi tiết sau đó trở thành vấn đề, tạo ra các khuyết tật hàn trên phôi.
Oxy hoạt động hơi khác so với nitơ. Nó hỗ trợ quá trình đốt cháy (tương tự như cắt plasma) các cạnh nóng chảy và các luồng xỉ. Quá trình cắt xảy ra một phần do quá trình oxy hóa nói trên.
Yêu cầu về độ tinh khiết của oxy là 99,97%, rất quan trọng trong quá trình cắt. Độ tinh khiết càng cao thì quá trình đốt cháy càng lớn, hỗ trợ cho quá trình cắt.
Tuy nhiên, việc tăng độ tinh khiết làm tăng đáng kể chi phí của bình oxy. Do đó, các chuyên gia khuyên bạn chỉ nên tăng chất lượng khi liên quan đến các tấm kim loại rất mỏng (dễ bị hư hỏng).
Điều này hạn chế công suất cắt vì nếu tăng công suất có thể gây cháy quá mức lưỡi cắt. Do đó, chất lượng cắt kém.
Hơn nữa, áp suất và lưu lượng của loại khí này thấp hơn. Điều này cuối cùng tiết kiệm được rất nhiều chi phí vận hành. Làm cho nó trở thành một lựa chọn rẻ hơn nhiều so với khí nitơ.
Cài đặt khí oxy
Khí nén đơn giản và tiện lợi khi sử dụng để cắt laser sợi quang. Đây cũng là loại rẻ nhất và thường được sử dụng cho các tấm mỏng hơn, mặc dù luôn có ngoại lệ. Thông thường, thép mạ kẽm, đồng thau và nhôm được cắt bằng loại này.
Mặc dù là loại rẻ nhất, bạn phải cân nhắc một số yếu tố trước khi mua hệ thống. Không giống như khí oxy và khí nitơ, trước tiên bạn phải đầu tư vào máy nén và bộ lọc. Khoản đầu tư ban đầu này có thể dễ dàng được đền đáp nếu cần sản xuất liên tục trong thời gian dài.
Các vết cắt do khí nén tạo ra, tốt nhất là ở mức trung bình. Nguyên nhân là do không khí chứa 75% nitơ và 25% oxy (theo thể tích%) có thể oxy hóa vật liệu dẫn đến vết cắt kém.
Tuy nhiên, nó cũng có thể giúp ích cho quá trình cắt bằng cách đưa vào hiệu ứng đốt cháy quá mức của oxy và tốc độ cắt cao của nitơ. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, nó có được những điều tốt nhất của cả hai thế giới. Tuy nhiên, bạn cũng sẽ nhận thấy một chút màu vàng trên các vết cắt do oxy.
Nếu có hậu xử lý lớn thì không nên dùng khí nén. Ngoài ra, nó tiết kiệm chi phí. Nhiều doanh nghiệp nhỏ thích khí nén vì nó có sẵn.
Mặc dù đây là loại khí tiết kiệm chi phí nhất, nhưng vẫn có một số vấn đề lớn liên quan đến loại khí này. Không khí chứa hơi ẩm và các giọt dầu từ máy nén. Điều này làm ô nhiễm không khí, làm hỏng thấu kính bảo vệ hoặc tệ hơn là đầu laser. Để ngăn ngừa, cần hết sức thận trọng và không được thỏa hiệp với quy trình lọc.
Argon là loại khí hiếm nhất trong tất cả các loại khí và hiếm khi được sử dụng trong quá trình cắt laser sợi quang. Loại khí này có nhiệt dung riêng cao hơn, có nghĩa là nó có thể hấp thụ nhiệt từ quá trình cắt laser. Điều này có thể dẫn đến sự làm nguội cục bộ, tức là làm nguội nhanh tại vùng cắt, có thể gây hại cho vật liệu. Do đó, nó chỉ được sử dụng như một giải pháp thay thế cho các kim loại có thể phản ứng với nitơ.
.jpg "Cắt laser")
Dưới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu về chi phí các loại khí để cắt laser
Nitơ có giá cao nhất khi nói đến khí hỗ trợ. Giá cả thay đổi tùy theo quốc gia, nhưng đây là một số ước tính sơ bộ. Một nguồn cung cấp nitơ thông thường có giá 90.000 - 120.000 vnđ, kéo dài trong 20 đến 60 phút, tùy thuộc vào công việc . Bạn phải thương lượng với nhà cung cấp và xem những ưu đãi nào bạn có thể nhận được. Đảm bảo rằng bạn biết cần bao nhiêu mét khối khí cho công việc trước khi quyết định giá.
Nhiều ngành công nghiệp lớn thích sử dụng máy tạo nitơ để nạp lại bình khí. Đây là khoản đầu tư một lần nhưng sẽ có lợi về lâu dài.
Trong vật liệu mỏng hơn, nitơ phù hợp nhất và tiết kiệm nhất. Nitơ nhanh hơn bảy lần khi cắt các mảnh có độ dày lên đến ⅛ in. Nhưng chi phí nitơ sẽ tăng theo cấp số nhân nếu không tăng tốc độ.
Đối với độ dày lớn hơn, oxy là khả thi và công việc này có giá khoảng 1 đô la một giờ. Tuy nhiên, chúng tôi chưa bao gồm chi phí loại bỏ gờ và hoàn thiện.
Không khí là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất và chứa oxy và nitơ theo một tỷ lệ nào đó. Không khí có sẵn, vì vậy chi phí là điện dùng để vận hành hệ thống ống nước. Khí nén đòi hỏi phải đầu tư ban đầu vào máy nén piston hoặc máy nén trục vít.
Bạn cũng sẽ cần máy sấy khí, bộ lọc bụi và dầu với thiết lập này. Khí nén có ít tạp chất nhất như nước và giọt dầu sẽ tạo ra chất lượng cắt tốt hơn.
Bạn phải cân nhắc những yếu tố này trước khi thiết lập hệ thống cắt laser của mình. Ngay cả một tính toán sai nhỏ về khí hỗ trợ cũng có thể gây ra tổn thất lớn cho dự án của bạn.
Loại vật liệu bạn sẽ làm việc là khía cạnh quan trọng nhất khi lựa chọn khí hỗ trợ. Đối với thép không gỉ và nhôm, nitơ hoạt động tốt nhất. Nhưng oxy tốt hơn cho các vật liệu phản xạ và dễ oxy hóa như thép mềm, thép cacbon và thép mạ kẽm.
Khí nén cũng phù hợp với thép, nhôm và đồng thau, nhưng chất lượng bị giảm. Ngoài ra, hãy lưu ý đến chi phí hoàn thiện khi sử dụng khí nén.
Để hiểu được độ dày đóng vai trò quan trọng như thế nào trong quá trình cắt laser, bạn phải hiểu nguyên lý cơ bản. Nitơ là khí trơ và không hỗ trợ cắt nhưng ngăn cản các tia laser khỏi các mảnh vụn và bụi. Nó cũng làm mát vùng cắt và giảm vùng ảnh hưởng nhiệt.
Tuy nhiên, điều này chỉ có thể đạt được đối với vật liệu mỏng hơn, cần ít năng lượng laser hơn. Khi độ dày tăng lên, chất lượng cắt bằng nitơ sẽ giảm.
Ngược lại, oxy hỗ trợ cắt bằng cách đốt cháy vật liệu. Do đó, nó làm tăng khả năng cắt của tia laser, dẫn đến xử lý vật liệu dày hơn.
Nitơ, cho đến nay, tạo ra các vết cắt chất lượng cao nhất trên các vật liệu mỏng hơn. Nếu công việc không yêu cầu xử lý sau, thì cắt nitơ có lợi nhuận.
Oxy cũng tạo ra các vết cắt chất lượng tốt nhưng để lại một lớp oxy hóa màu đen ở vùng cắt. Điều này có thể cần một số công việc xử lý sau.
Bạn có thể sử dụng khí nén cho các công việc chỉ phục vụ mục đích chế tạo. Các vết cắt có chất lượng thấp nhưng đồng thời cũng rẻ.
Chi phí cắt laser phụ thuộc vào vật liệu, độ dày, khí hỗ trợ và công suất máy. Độ dày cũng tương đối. Ví dụ, máy cắt laser 1500 W có thể gặp khó khăn khi cắt vật liệu 8 mm so với máy 3000 W sử dụng cùng thể tích khí hỗ trợ.
Vì vậy, cần phải phân tích chi phí khí phụ trợ hợp lý trước khi bắt đầu một dự án thương mại. Tuy nhiên, ngoài “Khí hỗ trợ”, không có chi phí vận hành quan trọng nào của máy cắt laser.
Tổng quan nhanh
Tìm hiểu cách giảm chi phí khi trong quá trình gia công cắt laser:
Máy laser cần áp suất và lưu lượng khí hỗ trợ ổn định để duy trì chất lượng của các vết cắt. Hơn nữa, lỗi trong nguồn cung cấp khí có thể dẫn đến giảm áp suất không cần thiết ảnh hưởng đến chất lượng sản xuất.
Chiều dài và đường kính ống quyết định khả năng lưu thông của khí hỗ trợ. Đường ống cung cấp khí tối ưu phải có lượng uốn cong tối thiểu. Đảm bảo bảo trì thường xuyên để tránh chi phí không cần thiết.
Độ tinh khiết của oxy đóng vai trò quan trọng trong khả năng cắt của máy. Các chuyên gia cho biết ngay cả khi độ tinh khiết giảm từ 99,97% xuống 99,95% cũng có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình.
Trong trường hợp khí nén, nếu lọc kém có thể phá hủy thấu kính laser. Để giảm chi phí, hãy lưu ý đến độ tinh khiết của khí.
Độ tinh khiết của nitơ là điều cần thiết, nhưng nó không ảnh hưởng đến chất lượng của tia laser. Tia laser vẫn hiệu quả nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài có thể ảnh hưởng xấu đến chi phí.
Không sử dụng tạp chất thích hợp sẽ dẫn đến việc cắt kém, gây lãng phí tiền bạc. Chất lượng tốt hơn đồng nghĩa với chi phí giảm.
Khí hỗ trợ cho cắt laser được cung cấp trong các thùng chứa có kích thước khác nhau. Do đó, cần phải đánh giá loại vật tư nào phù hợp nhất để giảm chi phí.
Đối với các doanh nghiệp nhỏ, bình gas có chức năng nạp lại định kỳ là tốt nhất. Các nhà sản xuất lớn nên lựa chọn bình gas hoặc thiết bị tạo khí của họ. Điều này sẽ tiết kiệm chi phí hậu cần.
Bộ điều chỉnh, ống và van phải được bảo dưỡng thường xuyên để tránh rò rỉ. Ngoài ra, hãy đảm bảo các bình có chất lượng hàng đầu vì chúng có thể làm ô nhiễm khí.
Đây là quá trình giám sát máy cắt laser theo thời gian thực. Bạn phải chọn đúng loại khí theo công việc nếu bạn sử dụng nhiều hệ thống khí.
Thứ hai, áp suất được lựa chọn theo độ dày làm việc, vật liệu và hình dạng. Hãy chắc chắn rằng bạn chọn đúng đơn vị, vì chúng có thể gây nhầm lẫn. Cài đặt đúng sẽ ngăn ngừa lãng phí khí và do đó giảm tổng chi phí.
Có nhiều thông số cần chú ý trong cài đặt máy. Một trong số đó là “Kích thước vòi phun” trong đầu laser.
Nhìn chung, vòi phun lớn hơn có nghĩa là lưu lượng khí hỗ trợ lớn hơn. Điều này có thể làm tăng tốc độ cắt. Tuy nhiên, điều này có thể làm cho chi phí cắt đắt đỏ. Vì vậy, hãy tối ưu hóa nó để giảm chi phí trong khi vẫn duy trì hoạt động.
Sau khi xem xét lợi ích, khả năng và đặc điểm của từng loại khí hỗ trợ, bạn có thể dễ dàng chọn được loại khí phù hợp cho quy trình cắt laser của mình.
Nitơ là khí hỗ trợ tốt nhất cho việc cắt laser thép không gỉ chất lượng cao. Ngược lại, khí oxy phù hợp nhất với các vật liệu phản xạ và dễ oxy hóa như thép cacbon. Không khí có thể cắt được thép, nhôm và đồng thau, nhưng chất lượng cạnh cắt kém, nhưng có thể bù đắp bằng chi phí vận hành thấp.
Hãy nhớ phân tích chi tiết trước khi đưa ra bất kỳ quyết định nào vì đây là chi phí định kỳ có thể quyết định sự thành bại của dự án. Kể cả khi công việc này chỉ tốn thêm mười xu cho một mét khối so với giá thị trường thì cuối cùng giá vẫn sẽ tăng vọt và gây ra tổn thất lớn.
Bài viết liên quan:
Tại sao cần có khí hỗ trợ khi cắt laser?
Khí hỗ trợ, còn được gọi là “Khí phụ trợ” và “Khí bảo vệ”, là khí có áp suất cao chảy từ đầu laser đến phôi trong quá trình cắt laser.
Khí hỗ trợ thổi các cạnh kim loại nóng chảy từ phôi vừa cắt, tạo ra các cạnh mịn hơn. Ngoài ra, khí này đẩy mảnh cắt và xỉ xuống dưới, tách nó ra khỏi phần còn lại của phôi, ngăn không cho vật liệu hàn lại tại cùng một điểm. Nó cũng làm mát các cạnh, tạo ra ít vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt hơn.
Hơn nữa, nó bảo vệ thấu kính laser, vòi phun và thấu kính khỏi bắn tóe cắt. Khí bảo vệ bảo vệ laser khỏi môi trường bên ngoài, chẳng hạn như bụi, mảnh vụn và không khí. Khí phụ trợ là một mặt hàng tiêu hao và làm tăng chi phí cho hoạt động cắt laser.
Lợi ích của việc sử dụng các loại khí khác nhau để cắt laser
Nếu bạn có kế hoạch khởi nghiệp kinh doanh dịch vụ cắt laser hoặc muốn tìm hiểu về quy trình này, bạn sẽ bắt gặp bốn lựa chọn khí hỗ trợ sau đây.
- Nitơ
Nitơ có tính linh hoạt và tạo ra các vết cắt chất lượng cao hơn. Nó không phản ứng và không hỗ trợ quá trình đốt cháy trong quá trình cắt laser; do đó, quá trình này hoàn toàn là cơ học.
Khi khí phản ứng, nó sẽ trải qua phản ứng hóa học khi va chạm với vật liệu. Điều này làm hỏng nghiêm trọng chất lượng cạnh hoặc rãnh cắt.
Không giống như các loại khí khác, nitơ có liên quan trực tiếp đến công suất máy móc. Do đó, công suất lớn hơn sẽ tạo ra tốc độ và công việc tốt hơn.
Nitơ có ở dạng lỏng trong các xi lanh. Thông thường, nửa dưới của xi lanh là chất lỏng, trong khi nửa trên có hơi khí.
Trong quá trình cắt laser, cần áp suất cao. Thông thường, nitơ được cung cấp ở áp suất 22-30 Bar (319-435 psi).
| Độ dài vật liệu | Áp suất (Bar) | Thể tích (m3/giờ) |
| Nhỏ hơn 8 mm | 15 | ~50 |
| 12 mm đến 15 mm | 15-22 | ~120 |
| Lên đến 22 mm | 22-30 | ~150 |
Vì nitơ cần áp suất cao hơn để hoạt động, điều này có thể làm tăng đáng kể tốc độ cắt. Đôi khi áp suất giảm do sử dụng liên tục vì quá trình chuyển đổi nitơ lỏng thành hơi trong bình không theo kịp.
Vì vậy, một "Máy hóa hơi nitơ" bên ngoài được sử dụng, giúp tăng tốc quá trình chuyển đổi. Hãy nhớ rằng, nó không làm tăng áp suất của nitơ. Thay vào đó, nó làm tăng thể tích nitơ. Thể tích dư thừa này duy trì áp suất cao và tốc độ dòng chảy ổn định.
Bạn có thể sử dụng khí nitơ để cắt thép không gỉ, đồng thau và nhôm. Nó không chỉ ngăn chặn phản ứng và quá trình đốt xỉ mà còn chống ăn mòn. Xem xét khí đủ tinh khiết. Tiêu chuẩn độ tinh khiết của nitơ cao và gần 99,99%.
Tất cả những điều tuyệt vời về khí nitơ đều có giá của nó. Đây là loại khí đắt nhất trong số tất cả các lựa chọn khác. Khi độ dày của vật liệu tăng lên, chi phí sử dụng khí nitơ cũng tăng theo. Nó thường kéo dài ít hơn 10-15 lần so với các loại khí khác.
Khí nitơ không phù hợp nếu sản xuất của bạn chủ yếu chế tạo các bộ phận kim loại, vì chi phí cắt kết hợp với hoàn thiện sau sẽ làm tăng tổng chi phí. Chỉ sử dụng nếu cần độ chính xác cao và chất lượng cạnh.
- Ôxy
Khí hỗ trợ oxy cũng là một lựa chọn tốt để hỗ trợ khí trong quá trình cắt laser cho các vật liệu dày hơn, nhưng người ta phải cẩn thận về tính chất oxy hóa của nó. Oxy có thể phản ứng với kim loại cơ bản. Đây là phản ứng tỏa nhiệt tạo ra nhiệt dư thừa trong quá trình cắt. Nó hỗ trợ cắt bằng cách đốt cháy các cạnh nhưng ở một mức độ nhất định trước khi gây hư hỏng cho vật liệu.
Thích hợp cho các vật liệu phản quang như thép cacbon và thép mềm. Do quá trình oxy hóa, một lớp được hình thành làm tăng tốc độ hấp thụ tia laser, do đó hỗ trợ quá trình cắt. Thích hợp cho các phôi mỏng hơn.
Mặt hạn chế là cùng một lớp màng oxy hóa bám vào phôi có thể cản trở quá trình xử lý sau. Việc hàn chi tiết sau đó trở thành vấn đề, tạo ra các khuyết tật hàn trên phôi.
Oxy hoạt động hơi khác so với nitơ. Nó hỗ trợ quá trình đốt cháy (tương tự như cắt plasma) các cạnh nóng chảy và các luồng xỉ. Quá trình cắt xảy ra một phần do quá trình oxy hóa nói trên.
Yêu cầu về độ tinh khiết của oxy là 99,97%, rất quan trọng trong quá trình cắt. Độ tinh khiết càng cao thì quá trình đốt cháy càng lớn, hỗ trợ cho quá trình cắt.
Tuy nhiên, việc tăng độ tinh khiết làm tăng đáng kể chi phí của bình oxy. Do đó, các chuyên gia khuyên bạn chỉ nên tăng chất lượng khi liên quan đến các tấm kim loại rất mỏng (dễ bị hư hỏng).
Điều này hạn chế công suất cắt vì nếu tăng công suất có thể gây cháy quá mức lưỡi cắt. Do đó, chất lượng cắt kém.
Hơn nữa, áp suất và lưu lượng của loại khí này thấp hơn. Điều này cuối cùng tiết kiệm được rất nhiều chi phí vận hành. Làm cho nó trở thành một lựa chọn rẻ hơn nhiều so với khí nitơ.
Cài đặt khí oxy
| Độ dày vật liệu | Áp suất (Bar) | Thể tích (m3/giờ) |
| Nhỏ hơn 8 mm | 3 trở lên | ~20 |
| Lên đến 22 mm | 10 | ~22 |
- Khí nén
Khí nén đơn giản và tiện lợi khi sử dụng để cắt laser sợi quang. Đây cũng là loại rẻ nhất và thường được sử dụng cho các tấm mỏng hơn, mặc dù luôn có ngoại lệ. Thông thường, thép mạ kẽm, đồng thau và nhôm được cắt bằng loại này.
Mặc dù là loại rẻ nhất, bạn phải cân nhắc một số yếu tố trước khi mua hệ thống. Không giống như khí oxy và khí nitơ, trước tiên bạn phải đầu tư vào máy nén và bộ lọc. Khoản đầu tư ban đầu này có thể dễ dàng được đền đáp nếu cần sản xuất liên tục trong thời gian dài.
Các vết cắt do khí nén tạo ra, tốt nhất là ở mức trung bình. Nguyên nhân là do không khí chứa 75% nitơ và 25% oxy (theo thể tích%) có thể oxy hóa vật liệu dẫn đến vết cắt kém.
Tuy nhiên, nó cũng có thể giúp ích cho quá trình cắt bằng cách đưa vào hiệu ứng đốt cháy quá mức của oxy và tốc độ cắt cao của nitơ. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, nó có được những điều tốt nhất của cả hai thế giới. Tuy nhiên, bạn cũng sẽ nhận thấy một chút màu vàng trên các vết cắt do oxy.
Nếu có hậu xử lý lớn thì không nên dùng khí nén. Ngoài ra, nó tiết kiệm chi phí. Nhiều doanh nghiệp nhỏ thích khí nén vì nó có sẵn.
Mặc dù đây là loại khí tiết kiệm chi phí nhất, nhưng vẫn có một số vấn đề lớn liên quan đến loại khí này. Không khí chứa hơi ẩm và các giọt dầu từ máy nén. Điều này làm ô nhiễm không khí, làm hỏng thấu kính bảo vệ hoặc tệ hơn là đầu laser. Để ngăn ngừa, cần hết sức thận trọng và không được thỏa hiệp với quy trình lọc.
- Khí Argon
Argon là loại khí hiếm nhất trong tất cả các loại khí và hiếm khi được sử dụng trong quá trình cắt laser sợi quang. Loại khí này có nhiệt dung riêng cao hơn, có nghĩa là nó có thể hấp thụ nhiệt từ quá trình cắt laser. Điều này có thể dẫn đến sự làm nguội cục bộ, tức là làm nguội nhanh tại vùng cắt, có thể gây hại cho vật liệu. Do đó, nó chỉ được sử dụng như một giải pháp thay thế cho các kim loại có thể phản ứng với nitơ.
Chi phí của các loại khí khác nhau để cắt laser
Dưới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu về chi phí các loại khí để cắt laser
- Chi phí khí Nitơ
Nitơ có giá cao nhất khi nói đến khí hỗ trợ. Giá cả thay đổi tùy theo quốc gia, nhưng đây là một số ước tính sơ bộ. Một nguồn cung cấp nitơ thông thường có giá 90.000 - 120.000 vnđ, kéo dài trong 20 đến 60 phút, tùy thuộc vào công việc . Bạn phải thương lượng với nhà cung cấp và xem những ưu đãi nào bạn có thể nhận được. Đảm bảo rằng bạn biết cần bao nhiêu mét khối khí cho công việc trước khi quyết định giá.
Nhiều ngành công nghiệp lớn thích sử dụng máy tạo nitơ để nạp lại bình khí. Đây là khoản đầu tư một lần nhưng sẽ có lợi về lâu dài.
- Chi phí khí Ôxy
Trong vật liệu mỏng hơn, nitơ phù hợp nhất và tiết kiệm nhất. Nitơ nhanh hơn bảy lần khi cắt các mảnh có độ dày lên đến ⅛ in. Nhưng chi phí nitơ sẽ tăng theo cấp số nhân nếu không tăng tốc độ.
Đối với độ dày lớn hơn, oxy là khả thi và công việc này có giá khoảng 1 đô la một giờ. Tuy nhiên, chúng tôi chưa bao gồm chi phí loại bỏ gờ và hoàn thiện.
- Chi phí Khí nén
Không khí là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất và chứa oxy và nitơ theo một tỷ lệ nào đó. Không khí có sẵn, vì vậy chi phí là điện dùng để vận hành hệ thống ống nước. Khí nén đòi hỏi phải đầu tư ban đầu vào máy nén piston hoặc máy nén trục vít.
Bạn cũng sẽ cần máy sấy khí, bộ lọc bụi và dầu với thiết lập này. Khí nén có ít tạp chất nhất như nước và giọt dầu sẽ tạo ra chất lượng cắt tốt hơn.
Làm thế nào để chọn đúng loại khí hỗ trợ cho nhu cầu của bạn?
Bạn phải cân nhắc những yếu tố này trước khi thiết lập hệ thống cắt laser của mình. Ngay cả một tính toán sai nhỏ về khí hỗ trợ cũng có thể gây ra tổn thất lớn cho dự án của bạn.
- Lựa chọn vật liệu
Loại vật liệu bạn sẽ làm việc là khía cạnh quan trọng nhất khi lựa chọn khí hỗ trợ. Đối với thép không gỉ và nhôm, nitơ hoạt động tốt nhất. Nhưng oxy tốt hơn cho các vật liệu phản xạ và dễ oxy hóa như thép mềm, thép cacbon và thép mạ kẽm.
Khí nén cũng phù hợp với thép, nhôm và đồng thau, nhưng chất lượng bị giảm. Ngoài ra, hãy lưu ý đến chi phí hoàn thiện khi sử dụng khí nén.
- Độ dày
Để hiểu được độ dày đóng vai trò quan trọng như thế nào trong quá trình cắt laser, bạn phải hiểu nguyên lý cơ bản. Nitơ là khí trơ và không hỗ trợ cắt nhưng ngăn cản các tia laser khỏi các mảnh vụn và bụi. Nó cũng làm mát vùng cắt và giảm vùng ảnh hưởng nhiệt.
Tuy nhiên, điều này chỉ có thể đạt được đối với vật liệu mỏng hơn, cần ít năng lượng laser hơn. Khi độ dày tăng lên, chất lượng cắt bằng nitơ sẽ giảm.
Ngược lại, oxy hỗ trợ cắt bằng cách đốt cháy vật liệu. Do đó, nó làm tăng khả năng cắt của tia laser, dẫn đến xử lý vật liệu dày hơn.
- Chất lượng hoàn thiện
Nitơ, cho đến nay, tạo ra các vết cắt chất lượng cao nhất trên các vật liệu mỏng hơn. Nếu công việc không yêu cầu xử lý sau, thì cắt nitơ có lợi nhuận.
Oxy cũng tạo ra các vết cắt chất lượng tốt nhưng để lại một lớp oxy hóa màu đen ở vùng cắt. Điều này có thể cần một số công việc xử lý sau.
Bạn có thể sử dụng khí nén cho các công việc chỉ phục vụ mục đích chế tạo. Các vết cắt có chất lượng thấp nhưng đồng thời cũng rẻ.
- Chi phí
Chi phí cắt laser phụ thuộc vào vật liệu, độ dày, khí hỗ trợ và công suất máy. Độ dày cũng tương đối. Ví dụ, máy cắt laser 1500 W có thể gặp khó khăn khi cắt vật liệu 8 mm so với máy 3000 W sử dụng cùng thể tích khí hỗ trợ.
Vì vậy, cần phải phân tích chi phí khí phụ trợ hợp lý trước khi bắt đầu một dự án thương mại. Tuy nhiên, ngoài “Khí hỗ trợ”, không có chi phí vận hành quan trọng nào của máy cắt laser.
Tổng quan nhanh
| Khí | Nitơ | Ôxy | Khí nén |
| Vật liệu | Thép không gỉ, Nhôm, Đồng thau | Thép mạ kẽm, Thép cacbon, Thép mềm. | Thép, Nhôm Đồng thau |
| Độ dày (Ưu tiên) | 3 mm (⅛ trong) | 8 đến 22 mm | 1 đến 22 mm |
| Yêu cầu về độ tinh khiết của khí | Vừa phải | Chủ yếu | Vừa phải |
| Áp lực | Cao | Thấp | Thấp |
| Lưu lượng dòng chảy | Cao | Vừa phải | Vừa phải |
| Thiết bị bổ sung | Máy hóa hơi nitơ | Không có | Máy sấy, máy lọc, máy nén |
| Chất lượng hoàn thiện | Tốt nhất | Trung bình / Cao | Vừa phải |
| Chi phí mỗi giờ | Cao | Vừa phải | Thấp |
Mẹo giảm chi phí khí đốt trong hoạt động cắt laser của bạn
Tìm hiểu cách giảm chi phí khi trong quá trình gia công cắt laser:
- Tối ưu hóa nguồn cung cấp khí đốt
Máy laser cần áp suất và lưu lượng khí hỗ trợ ổn định để duy trì chất lượng của các vết cắt. Hơn nữa, lỗi trong nguồn cung cấp khí có thể dẫn đến giảm áp suất không cần thiết ảnh hưởng đến chất lượng sản xuất.
Chiều dài và đường kính ống quyết định khả năng lưu thông của khí hỗ trợ. Đường ống cung cấp khí tối ưu phải có lượng uốn cong tối thiểu. Đảm bảo bảo trì thường xuyên để tránh chi phí không cần thiết.
- Độ tinh khiết của khí
Độ tinh khiết của oxy đóng vai trò quan trọng trong khả năng cắt của máy. Các chuyên gia cho biết ngay cả khi độ tinh khiết giảm từ 99,97% xuống 99,95% cũng có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình.
Trong trường hợp khí nén, nếu lọc kém có thể phá hủy thấu kính laser. Để giảm chi phí, hãy lưu ý đến độ tinh khiết của khí.
Độ tinh khiết của nitơ là điều cần thiết, nhưng nó không ảnh hưởng đến chất lượng của tia laser. Tia laser vẫn hiệu quả nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài có thể ảnh hưởng xấu đến chi phí.
Không sử dụng tạp chất thích hợp sẽ dẫn đến việc cắt kém, gây lãng phí tiền bạc. Chất lượng tốt hơn đồng nghĩa với chi phí giảm.
- Bình chứa khí và bộ điều chỉnh
Khí hỗ trợ cho cắt laser được cung cấp trong các thùng chứa có kích thước khác nhau. Do đó, cần phải đánh giá loại vật tư nào phù hợp nhất để giảm chi phí.
Đối với các doanh nghiệp nhỏ, bình gas có chức năng nạp lại định kỳ là tốt nhất. Các nhà sản xuất lớn nên lựa chọn bình gas hoặc thiết bị tạo khí của họ. Điều này sẽ tiết kiệm chi phí hậu cần.
Bộ điều chỉnh, ống và van phải được bảo dưỡng thường xuyên để tránh rò rỉ. Ngoài ra, hãy đảm bảo các bình có chất lượng hàng đầu vì chúng có thể làm ô nhiễm khí.
- Cài đặt máy
Đây là quá trình giám sát máy cắt laser theo thời gian thực. Bạn phải chọn đúng loại khí theo công việc nếu bạn sử dụng nhiều hệ thống khí.
Thứ hai, áp suất được lựa chọn theo độ dày làm việc, vật liệu và hình dạng. Hãy chắc chắn rằng bạn chọn đúng đơn vị, vì chúng có thể gây nhầm lẫn. Cài đặt đúng sẽ ngăn ngừa lãng phí khí và do đó giảm tổng chi phí.
Có nhiều thông số cần chú ý trong cài đặt máy. Một trong số đó là “Kích thước vòi phun” trong đầu laser.
Nhìn chung, vòi phun lớn hơn có nghĩa là lưu lượng khí hỗ trợ lớn hơn. Điều này có thể làm tăng tốc độ cắt. Tuy nhiên, điều này có thể làm cho chi phí cắt đắt đỏ. Vì vậy, hãy tối ưu hóa nó để giảm chi phí trong khi vẫn duy trì hoạt động.
Phần kết luận
Sau khi xem xét lợi ích, khả năng và đặc điểm của từng loại khí hỗ trợ, bạn có thể dễ dàng chọn được loại khí phù hợp cho quy trình cắt laser của mình.
Nitơ là khí hỗ trợ tốt nhất cho việc cắt laser thép không gỉ chất lượng cao. Ngược lại, khí oxy phù hợp nhất với các vật liệu phản xạ và dễ oxy hóa như thép cacbon. Không khí có thể cắt được thép, nhôm và đồng thau, nhưng chất lượng cạnh cắt kém, nhưng có thể bù đắp bằng chi phí vận hành thấp.
Hãy nhớ phân tích chi tiết trước khi đưa ra bất kỳ quyết định nào vì đây là chi phí định kỳ có thể quyết định sự thành bại của dự án. Kể cả khi công việc này chỉ tốn thêm mười xu cho một mét khối so với giá thị trường thì cuối cùng giá vẫn sẽ tăng vọt và gây ra tổn thất lớn.
Bài viết liên quan:
