Cięcie laserowe bez ograniczeń – rozwiązaniem mieszanka gazów?

Dziś, w 2023 r., technologia ta wciąż bardzo dynamicznie się rozwija, pokonując kolejne bariery zarówno technologiczne i materiałowe, jak i te związane z mocą źródła lasera. W 2021 r. podczas targów EuroBlech w Stuttgarcie firma Eagle po raz pierwszy zaprezentowała światu wycinarkę laserową iNspire o mocy aż 30 kW. A nie jest tajemnicą, że producent z Wałcza nie powiedział w kwestii wzrostu mocy ostatniego słowa.

Powiązane firmy

Większa moc lasera, większy zakres grubości blach?

W procesie cięcia laserowego bardzo pożądane jest cięcie za pomocą azotu jako gazu procesowego. Głównie ze względu na efekt, jaki przynosi. Cięcie azotem charakteryzuje się bowiem brakiem tlenków, które powstają na krawędziach wyciętych detali. Dzięki temu detale mogą być bezpośrednio poddane kolejnym procesom technologicznym, tj. spawaniu, malowaniu proszkowemu itp.

Cięcie azotem oznacza także większą prędkość cięcia w porównaniu z cięciem tlenowym. Mimo że ilość zużytego gazu w cięciu azotem jest większa niż przy cięciu tlenem, liczba wyciętych detali to zużycie rekompensuje. Obniża także koszt wyprodukowania pojedynczego detalu.

Istnieje reguła, która dotyczy stali węglowej, mówiąca, że wraz ze wzrostem mocy wycinarki laserowej proporcjonalnie zwiększa się zakres grubości blach ciętych w osłonie azotu. Dokładniej mówiąc, jaką wartość mocy (w kW) ma źródło lasera, takiej samej grubości blachę kalkuluje się ciąć w osłonie azotu. Przykładowo: laser o mocy 10 kW będzie umożliwiał cięcie blach o grubości 10 mm w osłonie azotu, a laser 30 kW – nawet do 30 mm!

Należy jednak wziąć pod uwagę, że przy wykorzystaniu azotu podczas cięcia stali węglowych o grubości powyżej 8–10 mm na dolnej powierzchni blachy (zależnie od ich gatunku) może się pojawić grat. (W perspektywie kolejnych procesów technologicznych musi być on usunięty). Azot, jako gaz neutralny w procesie cięcia, powoduje, że powstały grat mocno przywiera do dolnej powierzchni ciętego materiału – nie pojawia się tam żadna warstwa tlenków, która ułatwiłaby jego usunięcie.  To sprawia, że osiągnięta wydajność i oszczędność mogą zostać szybko „utracone”, ponieważ potrzebne będzie przeprowadzenie kolejnych procesów obróbczych. Co wtedy?

Dodatek tlenu rozwiązaniem?

Odpowiedzią na tę kwestię jest nowa technologia w branży laserów fiber, w której wykorzystuje się mieszalniki gazów (np. MyEMIX w ofercie Eagle). Mieszalnik precyzyjnie odmierza stosunek azotu i tlenu w składzie mieszanki – w której tlen jest tylko dodatkiem do azotu.

Dokładny stosunek gazów pozostaje „know-how” każdego producenta i może się różnić. Dodanie już niewielkiej ilości tlenu w procesie cięcia azotem wpływa jednak na znaczną poprawę jakości cięcia, stabilność procesu, a w niektórych przypadkach nawet na wzrost prędkości cięcia.

Co najważniejsze, zostaje wyeliminowany problem gratu, który pojawia się na spodniej powierzchni ciętego materiału. Nawet blachy o grubości powyżej 20 mm są gotowe do dalszych procesów zaraz po zdjęciu ze stołu obróbczego.

Warto dodać, że technologia MyEMIX może być też wykorzystywana podczas cięcia aluminium. Dzięki zastosowaniu mieszanki gazów znacząco poprawia się jakość krawędzi, a także ograniczone jest pojawianie się gratu na spodniej powierzchni wyciętych detali.

Mieszanka gazów sposobem na jakość cięcia

Im wyższa moc systemu cięcia laserowego, tym większe możliwości w zakresie materiałów i grubości. Dzięki technologii takiej jak MyEMIX przy zastosowaniu wyższych mocy czystą krawędź i wysoką jakość otrzymujemy także przy cięciu średnich i grubych blach. Świadomość tego, posiadane możliwości i wiedza na ten temat pozwalają podczas wyboru wycinarki laserowej ocenić, czy mamy do czynienia z profesjonalnym dostawcą systemów laserowych.

Co dalej z cięciem czystym tlenem?

Wraz ze wzrostem mocy wycinarek laserowych zmniejsza się zakres grubości blach, które można obrabiać z użyciem samego tlenu. Nie ulega wątpliwości, że podczas cięcia tylko tlenem na krawędziach detali pojawiają się tlenki, które często wymagają usunięcia w sposób mechaniczny.

Ponadto ta obróbka charakteryzuje się dość wolną prędkością cięcia i dużą ilością energii, która jest dostarczana do obrabianego materiału (co powoduje m.in. jego utwardzenie). Cięcie za pomocą samego tlenu będzie więc wypierane przez cięcie azotem lub cięcie mieszanką gazów (przy wysokich mocach), stając się jedynie uzupełnieniem możliwości laserów o niższej mocy.

Podsumowując więc, pożądanym procesem jest cięcie azotem (zgodnie z wcześniej opisaną regułą) lub mieszanką gazów – taką jak MyEMIX proponowana przez firmę Eagle. To sposób na uzyskanie najlepszej jakości i wydajności, także w cięciu grubszych blach.

Doskonałą okazją do przyjrzenia się technologii MyEMIX na żywo są targi STOM-Blech & Cutting w Kielcach, które odbędą się 28–31 marca 2023. Firma EAGLE po raz pierwszy w Polsce zaprezentuje wycinarkę laserową iNspire 1530 o mocy 30 kW wraz z opisaną wyżej technologią cięcia MyEMIX.

Eagle zaprasza także do odwiedzin siedziby firmy w Wałczu (woj. zachodniopomorskie).

Artykuł sponsorowany Eagle