Cięcie laserowe i cięcie strumieniem wody: połączenie dwóch wspaniałych technologii? A może najlepiej działają solo? Jak zawsze, odpowiedź zależy od tego, jakie zadania są wykonywane w warsztacie, jakie materiały są najczęściej obsługiwane, poziom umiejętności operatorów, i ostatecznie dostępny budżet na sprzęt.
Według ankiety przeprowadzonej wśród głównych dostawców każdego systemu, krótka odpowiedź jest taka, że strumienie wody są tańsze i bardziej wszechstronne niż lasery pod względem materiałów, które można ciąć. Od pianki po żywność, strumienie wody wykazują niezwykłą elastyczność. Z drugiej strony ręczne, lasery oferują niezrównaną szybkość i precyzję przy produkcji dużych ilości cieńszych metali o grubości do 1 cala (25,4 mm).
Jeśli chodzi o koszty operacyjne, systemy strumienia wody zużywają materiał ścierny i wymagają modyfikacji pompy. Lasery światłowodowe mają wyższe koszty początkowe, ale niższe koszty operacyjne niż ich starsi kuzyni CO2;mogą również wymagać więcej szkoleń dla operatorów (choć nowoczesne interfejsy sterowania skracają krzywą uczenia się). Zdecydowanie najczęściej używanym materiałem ściernym do strumienia wody jest granat. .W przypadku granatu elementy strumienia wody mogą ciąć przez 125 godzin;z tlenkiem glinu mogą trwać tylko około 30 godzin.
Ostatecznie te dwie technologie należy postrzegać jako komplementarne, mówi Dustin Diehl, kierownik produktu w dziale laserów Amada America Inc. w Buena Park w Kalifornii.
„Gdy klienci dysponują obiema technologiami, mają dużą elastyczność w składaniu ofert” — wyjaśnił Diehl.
Na przykład klient firmy Amada, który ma dwa systemy, wykonuje wykrawanie na laserze. „Tuż obok prasy krawędziowej znajduje się izolacja odporna na ciepło do cięcia strumieniem wody” — mówi Diehl. ponownie i wykonaj podwinięcie lub uszczelnienie.To zgrabna mała linia montażowa”.
W innych przypadkach, kontynuuje Diehl, sklepy twierdziły, że chcą kupić system do cięcia laserowego, ale nie sądziły, że podejmują dużo pracy, aby uzasadnić wydatki. dnia, każemy im spojrzeć na laser.Nakładanie blach możemy wykonać w ciągu kilku minut zamiast godzin”.
Tim Holcomb, specjalista ds. zastosowań w firmie OMAX Corp. Kent w stanie Waszyngton, który prowadzi sklep z około 14 laserami i strumieniem wody, przypomina sobie obraz, który widział wiele lat temu w firmie wykorzystującej lasery, strumienie wody i elektroerozję drutową.plakat. Plakat przedstawia najlepsze materiały i grubości, jakie może obsłużyć każdy typ maszyny – lista dysz wodnych przyćmiewa inne.
Ostatecznie „Widzę, jak lasery próbują konkurować w świecie cięcia strumieniem wody i vice versa, i nie wygrają poza swoimi dziedzinami” — wyjaśnia Holcomb. Zauważył również, że ponieważ strumień wody jest systemem cięcia na zimno, „możemy skorzystaj z większej liczby zastosowań medycznych lub obronnych, ponieważ nie mamy strefy wpływu ciepła (HAZ) — jesteśmy technologią mikroodrzutową.Dysza Minijet i cięcie mikrostrumieniem” To naprawdę wystartowało dla nas.”
Podczas gdy lasery dominują w cięciu miękkiej stali czarnej, technologia strumienia wody jest „prawdziwym szwajcarskim scyzorykiem przemysłu obrabiarek” — twierdzi Tim Fabian, wiceprezes ds. marketingu i zarządzania produktem w Flow International Corp. w Kent w stanie Waszyngton. Członek Shape Technology Group. Jej klientami są Joe Gibbs Racing.
„Jeśli się nad tym zastanowić, producent samochodów wyścigowych, taki jak Joe Gibbs Racing, ma mniejszy dostęp do maszyn laserowych, ponieważ często wycinają ograniczoną liczbę części z wielu różnych materiałów, w tym tytanu, aluminium i włókna węglowego” — wyjaśnił Fabian Road. z potrzeb, które nam wyjaśnili, było to, że maszyna, której używali, musiała być bardzo łatwa do zaprogramowania.Czasami operator może wykonać część z aluminium ¼” [6,35 mm] i zamontować ją w samochodzie wyścigowym, ale potem decyduje, że część powinna być wykonana z tytanu, grubszej blachy z włókna węglowego lub cieńszej blachy aluminiowej. ”
Kontynuował: „w przypadku tradycyjnego centrum obróbczego CNC te zmiany są znaczne”.Próba zmiany biegów z materiału na materiał i z części na część oznacza zmianę głowic tnących, prędkości wrzeciona, szybkości posuwu i programów.
„Jedną z rzeczy, które naprawdę skłoniły nas do użycia strumienia wody, było stworzenie biblioteki różnych używanych materiałów, więc wszystko, co musieli zrobić, to wykonać kilka kliknięć myszką i zmienić je z aluminium ¼” na ½” [12.7 mm] włókna węglowego” – kontynuował Fabian. „Jeszcze jedno kliknięcie i przechodzą od włókna węglowego ½” do tytanu 1/8″ [3,18 mm].Joe Gibbs Racing „używa wielu egzotycznych stopów i rzeczy, których zwykle nie używają zwykli klienci.Więc spędziliśmy dużo czasu pracując z nimi nad tworzeniem bibliotek z tymi zaawansowanymi materiałami.Dzięki setkom materiałów w naszej bazie danych klienci mogą łatwo dodawać własne unikalne materiały i dalej rozszerzać tę bazę danych.”
Innym wysokiej klasy użytkownikiem strumienia wody Flow jest SpaceX Elona Muska. „W SpaceX mamy sporo maszyn do produkcji części do statków rakietowych” — powiedział Fabian. Inny producent zajmujący się eksploracją przestrzeni kosmicznej, Blue Origin, również używa maszyny Flow. nie zarabiają na niczym 10 000;robią jeden z nich, pięć z nich, cztery z nich.
W typowym sklepie „Za każdym razem, gdy masz pracę i potrzebujesz 5000 ¼” czegoś wykonanego ze stali, laser będzie trudny do pobicia” — podkreśla Fabian.„Ale jeśli potrzebujesz dwóch części stalowych, trzech części aluminiowych Części produkowane lub czterech części nylonowych, prawdopodobnie nie rozważysz użycia lasera zamiast strumienia wody. Strumień wody umożliwia cięcie dowolnego materiału, od cienkiej stali do 6″ do 8 cali [15,24 do 20,32 cm] grubości metalu.
Dzięki oddziałom laserów i obrabiarek firma Trumpf ma wyraźną pozycję w laserowym i konwencjonalnym CNC.
W wąskim oknie, w którym strumień wody i laser najczęściej zachodzą na siebie — grubość metalu wynosi nieco ponad 1 cal [25,4 mm] — strumień wody zachowuje ostrą krawędź.
„W przypadku bardzo, bardzo grubych metali — 1,5 cala [38,1 mm] lub więcej — nie tylko strumień wody może zapewnić lepszą jakość, ale laser może nie być w stanie przetworzyć metalu” — powiedział Brett Thompson, kierownik ds. technologii laserowej i sprzedaży Konsultacje. Potem różnica jest oczywista: niemetale prawdopodobnie będą obrabiane strumieniem wody, podczas gdy dla dowolnego metalu o grubości 1 cala lub cieńszego” laser jest oczywisty. Cięcie laserowe jest znacznie szybsze, zwłaszcza w cieńszych i/lub twardszych materiałów – na przykład stali nierdzewnej w porównaniu z aluminium”.
W przypadku wykończenia części, zwłaszcza jakości krawędzi, gdy materiał staje się grubszy, a wprowadzane ciepło staje się czynnikiem, strumień wody ponownie zyskuje przewagę.
„W tym przypadku strumień wody może mieć przewagę” — przyznał Thompson. „Zakres grubości i materiałów przekracza możliwości lasera z mniejszą strefą wpływu ciepła.Chociaż proces ten jest wolniejszy niż w przypadku lasera, strumień wody zapewnia niezmiennie dobrą jakość krawędzi.Używając strumienia wody, uzyskuje się również bardzo dobrą prostopadłość — nawet grubość w calach i brak jakichkolwiek zadziorów”.
Thompson dodał, że zaletą automatyzacji pod względem integracji z rozbudowanymi liniami produkcyjnymi jest laser.
„Dzięki laserowi możliwa jest pełna integracja: załaduj materiał z jednej strony i wyjdź z drugiej strony zintegrowanego systemu cięcia i gięcia, a otrzymasz gotową, wyciętą i wygiętą część.W takim przypadku strumień wody może nadal być złym wyborem – nawet przy dobrym systemie zarządzania materiałami – ponieważ części są cięte znacznie wolniej i oczywiście trzeba sobie radzić z wodą”.
Thompson twierdzi, że lasery są tańsze w eksploatacji i utrzymaniu, ponieważ „używane materiały eksploatacyjne są stosunkowo ograniczone, zwłaszcza lasery światłowodowe”.Jednak „całkowity koszt pośredni strumienia wody prawdopodobnie będzie niższy ze względu na niższą moc i względną prostotę maszyny.To naprawdę zależy od tego, jak dobrze te dwa urządzenia są zaprojektowane i konserwowane”.
Wspomina, że kiedy w latach 90. firma Holcomb firmy OMAX prowadziła sklep, „Za każdym razem, gdy na biurku leżała część lub projekt, moją pierwszą myślą było: „Czy mogę to zrobić na laserze?”. Ale zanim się zorientowałem, byliśmy coraz więcej projektów dedykowanych waterjetom. Są to grubsze materiały i niektóre rodzaje części, nie możemy dostać się w bardzo ciasny kąt ze względu na strefę wpływu ciepła lasera;wieje z rogu, więc skłanialibyśmy się ku strumieniom wody – nawet w przypadku laserów. To samo dotyczy grubości materiału”.
Podczas gdy pojedyncze arkusze są szybsze w przypadku lasera, arkusze ułożone w czterech warstwach są szybsze w przypadku strumienia wody.
„Gdybym miał wyciąć okrąg o wymiarach 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] ze stali miękkiej o grubości 1/4″ [6,35 mm], prawdopodobnie wolałbym laser ze względu na jego szybkość i dokładność.Wykończenie – boczne cięcie Contour – będzie bardziej przypominające szkło, bardzo gładkie.”
Dodał jednak, że aby laser działał z taką precyzją, „trzeba być ekspertem w zakresie częstotliwości i mocy.Jesteśmy w tym bardzo dobrzy, ale trzeba to bardzo dokładnie ustawić;strumieniami wody, po raz pierwszy, Pierwsza próba.Teraz wszystkie nasze maszyny mają wbudowany system CAD. Mogę zaprojektować część bezpośrednio na maszynie”.To świetnie nadaje się do prototypowania, dodaje. „Mogę programować bezpośrednio na strumieniu wody, co ułatwia zmianę grubości materiału i ustawień”.Ustawienia pracy i przejścia są „porównywalne;Widziałem przejścia dla strumieni wody, które są bardzo podobne do laserów”.
Teraz do mniejszych prac, tworzenia prototypów lub zastosowań edukacyjnych — nawet w sklepie hobbystycznym lub w garażu — ProtoMAX firmy OMAX jest wyposażony w pompę i stół na kółkach, co ułatwia przenoszenie. Materiał obrabiany jest zanurzony pod wodą, co zapewnia ciche cięcie.
Jeśli chodzi o konserwację, „zwykle jestem w stanie przeszkolić kogoś w zakresie cięcia strumieniem wody w ciągu jednego lub dwóch dni i bardzo szybko wysłać go w teren”, zapewnia Holcomb.
Pompy EnduroMAX firmy OMAX zostały zaprojektowane tak, aby ograniczyć zużycie wody i umożliwić szybką przebudowę. Obecna wersja ma trzy uszczelnienia dynamiczne”. Nadal powtarzam ludziom, aby ostrożnie konserwowali każdą pompę, nie tylko moją.To pompa wysokociśnieniowa, więc nie spiesz się i przeprowadź odpowiednie szkolenie”.
„Strumieniem wody to świetny krok w kierunku wykrawania i wytwarzania, a być może następnym krokiem będzie laser” — sugeruje. „Pozwala ludziom ciąć części.A prasy krawędziowe są dość przystępne, więc mogą je ciąć i zginać.W środowisku produkcyjnym możesz mieć skłonność do używania lasera”.
Podczas gdy lasery światłowodowe oferują elastyczność cięcia materiałów niestalowych (miedź, mosiądz, tytan), strumienie wody mogą ciąć materiały uszczelek i tworzywa sztuczne ze względu na brak strefy wpływu strefy klimatycznej.
Obsługa systemów cięcia laserem światłowodowym obecnej generacji „jest teraz bardzo intuicyjna, a miejsce produkcji można określić za pomocą programu” — powiedział Diehl. „Operator po prostu ładuje obrabiany przedmiot i uruchamia.Jestem z warsztatu, aw erze CO2 optyka zaczyna się starzeć i pogarszać, cierpi na tym jakość cięcia, a jeśli potrafisz zdiagnozować te problemy, jesteś uważany za doskonałego operatora.Dzisiejsze systemy światłowodowe to foremki do ciastek, nie mają tych materiałów eksploatacyjnych, więc można je włączać i wyłączać – wycinając części lub nie.Wymaga to trochę wykwalifikowanego operatora.To znaczy, myślę, że przejście od strumienia wody do lasera będzie płynne i łatwe”.
Diehl szacuje, że typowy system lasera światłowodowego może kosztować od 2 do 3 USD za godzinę, podczas gdy systemy strumienia wody kosztują od 50 do 75 USD za godzinę, biorąc pod uwagę zużycie ścierniwa (np. granatu) i planowane modernizacje pomp.
Ponieważ moc kilowatów systemów do cięcia laserowego stale rośnie, stają się one w coraz większym stopniu alternatywą dla strumienia wody w materiałach takich jak aluminium.
„W przeszłości, jeśli używano grubego aluminium, strumień wody miał przewagę” — wyjaśnia Diehl. t spieprzyć w tym świecie przez bardzo długi czas, ale teraz, dzięki światłowodom o większej mocy i postępowi w technologii laserowej, 1-calowe aluminium nie stanowi już problemu.Jeśli dokonałeś porównania kosztów, dla Początkowa inwestycja w maszynę, strumienie wody mogą być tańsze.Części wycinanych laserowo może być 10 razy więcej, ale musisz być w tym środowisku o dużej objętości, aby podnieść koszty.Gdy obrabiasz więcej mieszanych części o małej objętości, mogą być pewne zalety czyszczenia strumieniem wody, ale z pewnością nie w środowisku produkcyjnym.Jeśli pracujesz w jakimkolwiek środowisku, w którym musisz wykonać setki lub tysiące części, nie jest to aplikacja do cięcia strumieniem wody”.
Ilustrując wzrost dostępnej mocy lasera, technologia ENSIS firmy Amada wzrosła z 2 kW do 12 kW, kiedy została wprowadzona na rynek w 2013 r. Na drugim końcu skali znajduje się maszyna VENTIS firmy Amada (zaprezentowana na targach Fabtech 2019) umożliwiająca szerszy zakres obróbki materiałów z wiązką poruszającą się wzdłuż średnicy dyszy.
„Możemy wykonywać różne techniki, poruszając się tam iz powrotem, w górę i w dół, na boki lub w ósemkę” — powiedział Diehl o firmie VENTIS. „Jedną z rzeczy, których nauczyliśmy się dzięki technologii ENSIS, jest to, że każdy materiał ma słodki spot – sposób, w jaki lubi ciąć.Robimy to za pomocą różnych rodzajów wzorów i kształtowania wiązki.Dzięki VENTIS poruszamy się tam iz powrotem prawie jak piła;gdy głowica się porusza, wiązka porusza się tam iz powrotem, dzięki czemu uzyskujesz bardzo gładkie smugi, doskonałą jakość krawędzi, a czasem prędkość”.
Podobnie jak mały system strumienia wody ProtoMAX firmy OMAX, Amada przygotowuje „system światłowodowy o bardzo małej powierzchni” dla małych warsztatów lub „warsztatów zajmujących się badaniami i rozwojem prototypów”, które nie chcą włamać się do swojego działu produkcyjnego, gdy potrzebują wykonać tylko kilka prototypów.part. ”
Czas postu: luty-09-2022