Pemotongan Laser dan Pemotongan Waterjet: Dua Teknologi Hebat Menggabungkan?Atau adakah mereka terbaik apabila mereka bersendirian?Seperti biasa, jawapannya bergantung pada pekerjaan apa yang ada di tingkat kedai, bahan apa yang paling kerap dikendalikan, tahap kemahiran pengendali, dan akhirnya bajet peralatan yang ada.
Menurut tinjauan pembekal utama setiap sistem, jawapan ringkasnya ialah pancutan air lebih murah dan lebih serba boleh berbanding laser dari segi bahan yang boleh dipotong. Daripada buih kepada makanan, pancutan air mempamerkan fleksibiliti yang luar biasa. tangan, laser menawarkan kelajuan dan ketepatan yang tidak dapat ditandingi apabila menghasilkan sejumlah besar logam nipis sehingga 1 inci (25.4 mm) tebal.
Dari segi kos operasi, sistem jet air menggunakan bahan yang melelas dan memerlukan pengubahsuaian pam. Laser gentian mempunyai kos permulaan yang lebih tinggi, tetapi kos operasi yang lebih rendah daripada sepupu CO2 mereka yang lebih tua;mereka juga mungkin memerlukan lebih banyak latihan pengendali (walaupun antara muka kawalan moden memendekkan keluk pembelajaran).Setakat ini, pelelas jet air yang paling biasa digunakan ialah garnet. Dalam kes yang jarang berlaku apabila menggunakan bahan yang lebih kasar seperti aluminium oksida, tiub pencampur dan muncung akan mengalami lebih banyak haus. .Dengan garnet, komponen waterjet boleh dipotong selama 125 jam;dengan alumina mereka hanya boleh bertahan kira-kira 30 jam.
Akhirnya, kedua-dua teknologi itu harus dilihat sebagai pelengkap, kata Dustin Diehl, pengurus produk untuk bahagian laser Amada America Inc. di Buena Park, Calif.
"Apabila pelanggan mempunyai kedua-dua teknologi, mereka mempunyai banyak fleksibiliti dalam pembidaan," jelas Diehl.
Sebagai contoh, pelanggan Amada dengan dua sistem melakukan pengosongan pada laser. "Hanya di sebelah brek tekan terdapat jet air yang memotong penebat tahan haba," kata Diehl."Setelah helaian dibengkokkan, mereka memasukkan penebat ke dalam, bengkokkan sekali lagi dan lakukan hemming atau pengedap.Ia adalah barisan pemasangan kecil yang kemas.”
Dalam kes lain, Diehl meneruskan, kedai berkata mereka mahu membeli sistem pemotongan laser tetapi tidak fikir mereka mengambil banyak kerja untuk mewajarkan perbelanjaan itu.” Jika anda membuat seratus bahagian, dan ia memerlukan keseluruhan hari, kita akan meminta mereka melihat laser.Kami boleh membuat aplikasi logam kepingan dalam beberapa minit dan bukannya beberapa jam.”
Tim Holcomb, pakar aplikasi di OMAX Corp. Kent, Wash., yang menjalankan kedai dengan kira-kira 14 laser dan pancutan air, teringat melihat gambar yang dilihatnya tahun lalu di sebuah syarikat menggunakan laser, pancutan air dan wayar EDM.poster.Poster itu memaparkan bahan dan ketebalan terbaik yang boleh dikendalikan oleh setiap jenis mesin - senarai pancutan air lebih kerdil yang lain.
Akhirnya, "Saya melihat laser cuba bersaing dalam dunia waterjet dan sebaliknya, dan mereka tidak akan menang di luar bidang masing-masing," jelas Holcomb. Dia juga menyatakan bahawa memandangkan waterjet adalah sistem pemotongan sejuk, "kita boleh manfaatkan lebih banyak aplikasi perubatan atau pertahanan kerana kami tidak mempunyai zon terjejas haba (HAZ) — kami adalah teknologi microjet.Muncung minijet dan pemotongan mikrojet” Ia sangat berkesan untuk kami.”
Walaupun laser mendominasi pemotongan keluli hitam lembut, teknologi waterjet adalah "benar-benar Pisau Tentera Swiss bagi industri alat mesin," tegas Tim Fabian, naib presiden pemasaran dan pengurusan produk di Flow International Corp. di Kent, Washington.Ahli Shape Kumpulan Teknologi. Pelanggannya termasuk Joe Gibbs Racing.
"Jika anda memikirkannya, pengeluar kereta lumba seperti Joe Gibbs Racing mempunyai kurang akses kepada mesin laser kerana mereka sering memotong bilangan bahagian yang terhad daripada pelbagai bahan, termasuk titanium, aluminium dan gentian karbon," jelas Fabian jalan. "Satu. daripada keperluan yang mereka jelaskan kepada kami ialah mesin yang mereka gunakan mestilah sangat mudah untuk diprogramkan.Kadangkala pengendali mungkin membuat bahagian daripada aluminium ¼” [6.35 mm] dan memasangnya pada kereta lumba, tetapi kemudian memutuskan bahawa bahagian itu harus dibuat dengan Diperbuat daripada titanium, kepingan gentian karbon yang lebih tebal atau kepingan aluminium yang lebih nipis. ”
Mengenai pusat pemesinan CNC tradisional, dia meneruskan, "perubahan ini agak besar."Cuba menukar gear dari bahan ke bahan dan dari bahagian ke bahagian bermakna menukar kepala pemotong, kelajuan gelendong, kadar suapan dan program.
"Salah satu perkara yang mereka benar-benar mendorong kami untuk menggunakan waterjet adalah untuk mencipta perpustakaan bahan berbeza yang mereka gunakan, jadi apa yang mereka perlu lakukan ialah melakukan beberapa klik tetikus dan minta mereka bertukar daripada ¼" aluminium kepada ½" [12.7 mm] gentian karbon ,” sambung Fabian.” Satu klik lagi, ia beralih daripada gentian karbon ½” kepada 1/8″ [3.18 mm] titanium.”Joe Gibbs Racing "menggunakan banyak aloi eksotik dan barangan yang biasanya anda tidak nampak pelanggan tetap menggunakannya.Jadi kami Banyak masa telah dihabiskan bekerja dengan mereka untuk mencipta perpustakaan dengan bahan-bahan canggih ini.Dengan beratus-ratus bahan dalam pangkalan data kami, terdapat proses mudah untuk pelanggan menambah bahan unik mereka sendiri dan mengembangkan lagi pangkalan data ini.”
Satu lagi pengguna mewah Flow waterjet ialah SpaceX milik Elon Musk. "Kami mempunyai beberapa mesin di SpaceX untuk membuat bahagian untuk kapal roket," kata Fabian. Satu lagi pengeluar penerokaan aeroangkasa, Blue Origin, juga menggunakan mesin Flow." 'sedang tidak membuat 10,000 daripada apa-apa;mereka membuat satu daripadanya, lima daripadanya, empat daripadanya.”
Untuk kedai biasa, "Bila-bila masa anda mempunyai pekerjaan dan anda memerlukan 5,000 ¼" sesuatu yang diperbuat daripada keluli, laser akan sukar untuk ditewaskan," kata Fabian.“Tetapi jika anda memerlukan dua bahagian keluli, tiga bahagian aluminium Bahagian buatan atau empat bahagian nilon, anda mungkin tidak akan mempertimbangkan untuk menggunakan laser dan bukannya jet air. Dengan pancutan air, anda boleh memotong sebarang bahan, daripada keluli nipis kepada 6″ hingga 8″ [15.24 hingga 20.32 sm] tebal logam.
Dengan bahagian laser dan alat mesinnya, Trumpf mempunyai kedudukan yang jelas dalam laser dan CNC konvensional.
Dalam tetingkap sempit di mana pancutan air dan laser berkemungkinan besar bertindih—ketebalan logam hanya melebihi 1 inci [25.4 mm]—pancutan air mengekalkan kelebihan yang tajam.
"Untuk logam yang sangat, sangat tebal - 1.5 inci [38.1 mm] atau lebih - bukan sahaja jet air boleh memberikan anda kualiti yang lebih baik, tetapi laser mungkin tidak dapat memproses logam itu," kata Brett Thompson, Pengurus Teknologi Laser dan Jualan Perundingan .Selepas itu, perbezaannya adalah jelas: bukan logam berkemungkinan dimesin pada pancutan air, manakala bagi mana-mana logam 1″ tebal atau lebih nipis,” laser adalah tiada masalah. Pemotongan laser adalah lebih pantas, terutamanya dalam nipis. dan/atau bahan yang lebih keras – contohnya, keluli tahan karat berbanding aluminium.”
Untuk bahagian kemasan, terutamanya kualiti tepi, apabila bahan menjadi lebih tebal dan input haba menjadi faktor, pancutan air sekali lagi mendapat kelebihan.
"Ini mungkin di mana jet air mungkin mempunyai kelebihan," akui Thompson. "Julat ketebalan dan bahan melebihi laser dengan zon terjejas haba yang lebih kecil.Walaupun prosesnya lebih perlahan daripada laser, waterjet juga memberikan kualiti kelebihan yang baik secara konsisten.Anda juga cenderung untuk mendapatkan keluasan yang sangat baik apabila menggunakan pancutan air - walaupun ketebalan dalam inci, dan tiada burr langsung."
Thompson menambah bahawa kelebihan automasi dari segi integrasi ke dalam barisan pengeluaran lanjutan ialah laser.
“Dengan laser, penyepaduan penuh mungkin: muatkan bahan pada satu sisi, dan keluaran dari sisi lain sistem pemotongan dan lenturan bersepadu, dan anda mendapat bahagian yang dipotong dan dibengkokkan.Dalam kes ini, pancutan air mungkin masih menjadi pilihan yang tidak baik – walaupun dengan sistem pengurusan bahan yang baik – kerana bahagiannya dipotong lebih perlahan dan jelas sekali anda perlu berurusan dengan air.”
Thompson menegaskan bahawa laser adalah lebih murah untuk dikendalikan dan diselenggara kerana "bahan habis pakai yang digunakan agak terhad, terutamanya laser gentian."Walau bagaimanapun, "kos tidak langsung keseluruhan jet air mungkin lebih rendah disebabkan oleh kuasa yang lebih rendah dan kesederhanaan relatif mesin.Ia benar-benar bergantung pada seberapa baik kedua-dua peranti itu direka dan diselenggara."
Dia teringat bahawa semasa OMAX's Holcomb menjalankan kedai pada tahun 1990-an, "Setiap kali saya mempunyai bahagian atau pelan tindakan di atas meja saya, pemikiran awal saya adalah, 'Bolehkah saya melakukannya dengan laser?'" Tetapi sebelum saya tahu Sebelum ini, kami telah semakin banyak projek yang didedikasikan untuk jet air. Itu adalah bahan yang lebih tebal dan jenis bahagian tertentu, kita tidak boleh masuk ke sudut yang sangat ketat kerana zon terjejas haba laser;ia bertiup keluar dari sudut, jadi kami akan condong ke arah jet air – malah apa yang biasanya dilakukan oleh laser Begitu juga dengan ketebalan bahan.”
Walaupun helaian tunggal lebih pantas pada laser, helaian disusun kepada empat lapisan lebih laju pada jet air.
“Jika saya memotong bulatan 3″ x 1″ [76.2 x 25.4 mm] daripada keluli lembut 1/4″ [6.35mm], saya mungkin lebih suka laser kerana kelajuan dan ketepatannya.Kemasan – kontur potongan sisi – akan menjadi lebih kepada kemasan seperti kaca, sangat licin.”
Tetapi untuk mendapatkan laser untuk beroperasi pada tahap ketepatan ini, beliau menambah, “anda perlu menjadi pakar dalam kekerapan dan kuasa.Kami sangat mahir, tetapi anda perlu mendailnya dengan sangat ketat;dengan pancutan air, buat kali pertama, Cubaan pertama.Kini, semua mesin kami mempunyai sistem CAD terbina dalam. Saya boleh mereka bentuk bahagian terus pada mesin.”Ini bagus untuk membuat prototaip, tambahnya. "Saya boleh memprogram terus pada jet air, menjadikannya lebih mudah untuk menukar ketebalan dan tetapan bahan."Tetapan kerja dan peralihan adalah "setanding;Saya telah melihat beberapa peralihan untuk jet air yang hampir sama dengan laser.”
Kini, untuk kerja yang lebih kecil, pembuatan prototaip atau penggunaan pendidikan – walaupun untuk kedai hobi atau garaj – ProtoMAX OMAX dilengkapi dengan meja pam dan kastor untuk penempatan semula yang mudah.Bahan bahan kerja ditenggelami dalam air untuk pemotongan yang senyap.
Mengenai penyelenggaraan, "Biasanya saya boleh melatih jet air seseorang dalam satu atau dua hari dan menghantar mereka keluar ke lapangan dengan cepat," tegas Holcomb.
Pam EnduroMAX OMAX direka untuk mengurangkan penggunaan air dan membolehkan pembinaan semula pantas. Versi semasa mempunyai tiga pengedap dinamik."Saya masih memberitahu orang ramai supaya berhati-hati dalam menyelenggara sebarang pam, bukan hanya pam saya.Ia adalah pam tekanan tinggi, jadi luangkan masa anda dan dapatkan latihan yang betul.”
"Pancaran air adalah batu loncatan yang bagus untuk mengosongkan dan fabrikasi, dan mungkin langkah anda seterusnya adalah laser," dia mencadangkan. "Ia membolehkan orang memotong bahagian.Dan brek tekan agak berpatutan, jadi mereka boleh memotong dan membengkokkannya.Dalam persekitaran pengeluaran, anda mungkin cenderung menggunakan laser."
Walaupun laser gentian menawarkan fleksibiliti untuk memotong bukan keluli (tembaga, loyang, titanium), pancutan air boleh memotong bahan gasket dan plastik kerana kekurangan HAZ.
Mengendalikan sistem pemotongan laser gentian generasi semasa "kini sangat intuitif, dan lokasi pengeluaran boleh ditentukan mengikut program," kata Diehl. "Pengendali hanya memuatkan bahan kerja dan mula menekan.Saya dari kedai dan dalam era CO2 optik mula menua dan merosot, kualiti pemotongan menderita, dan jika anda boleh mendiagnosis isu tersebut, anda dianggap sebagai pengendali Cemerlang.Sistem gentian hari ini ialah pemotong kukis, ia tidak mempunyai bahan habis itu, jadi ia boleh dihidupkan atau dimatikan – memotong bahagian atau tidak.Ia memerlukan sedikit permintaan pengendali mahir.Maksudnya, saya rasa peralihan daripada jet air ke laser akan menjadi satu yang lancar dan mudah.”
Diehl menganggarkan bahawa sistem laser gentian biasa boleh berjalan $2 hingga $3 sejam, manakala jet air berjalan kira-kira $50 hingga $75 sejam, dengan mengambil kira penggunaan kasar (cth, garnet) dan pengubahsuaian pam yang dirancang.
Apabila kuasa kilowatt sistem pemotongan laser terus meningkat, ia semakin menjadi alternatif kepada pancutan air dalam bahan seperti aluminium.
"Pada masa lalu, jika aluminium tebal digunakan, pancutan air akan mempunyai kelebihan," jelas Diehl."Laser tidak mempunyai keupayaan untuk melalui sesuatu seperti 1″ aluminium. Dalam dunia laser, kami tidak Saya berada di dunia itu untuk sekian lama, tetapi kini dengan gentian optik watt yang lebih tinggi dan kemajuan dalam teknologi laser, aluminium 1″ tidak lagi menjadi isu.Jika anda melakukan perbandingan kos, untuk Pelaburan awal dalam mesin, jet air mungkin lebih murah.Bahagian potongan laser mungkin 10 kali ganda lebih banyak, tetapi anda perlu berada dalam persekitaran volum tinggi ini untuk meningkatkan kos.Semasa anda menjalankan lebih banyak bahagian volum rendah bercampur, Mungkin terdapat beberapa kelebihan untuk pancutan air, tetapi sudah tentu tidak dalam persekitaran pengeluaran.Jika anda berada dalam mana-mana jenis persekitaran yang anda perlukan untuk menjalankan ratusan atau beribu-ribu bahagian, ia bukan aplikasi waterjet.”
Menunjukkan peningkatan dalam kuasa laser yang ada, teknologi ENSIS Amada telah meningkat daripada 2 kW kepada 12 kW apabila ia dilancarkan pada 2013. Di hujung skala yang lain, mesin VENTIS Amada (diperkenalkan pada Fabtech 2019) membolehkan rangkaian pemprosesan bahan yang lebih luas. dengan rasuk yang bergerak sepanjang diameter muncung.
"Kami boleh melakukan teknik yang berbeza dengan bergerak ke depan dan ke belakang, ke atas dan ke bawah, sisi ke sisi, atau angka lapan," kata Diehl tentang VENTIS. "Salah satu perkara yang kami pelajari daripada teknologi ENSIS ialah setiap bahan mempunyai bahan yang manis. spot – cara ia suka memotong.Kami melakukan ini menggunakan pelbagai jenis corak dan bentuk rasuk.Dengan VENTIS, kami Ia berulang-alik hampir seperti gergaji;apabila kepala bergerak, rasuk bergerak ke depan dan ke belakang, jadi anda mendapat coretan yang sangat licin, kualiti kelebihan yang hebat, dan kadangkala kelajuan.”
Seperti sistem jet air ProtoMAX kecil OMAX, Amada sedang menyediakan "sistem gentian jejak yang sangat kecil" untuk bengkel kecil atau "bengkel prototaip R&D" yang tidak mahu menceroboh bahagian pengeluaran mereka apabila mereka hanya perlu membuat beberapa prototaip.bahagian. ”
Masa siaran: Feb-09-2022