Tăierea cu laser și tăierea cu jet de apă: două tehnologii grozave care se combină? Sau sunt cele mai bune atunci când sunt singuri? Ca întotdeauna, răspunsul depinde de ce locuri de muncă sunt la atelier, de ce materiale sunt manipulate cel mai des, de nivelul de calificare al operatorilor, și în cele din urmă bugetul de echipamente disponibil.
Potrivit unui sondaj al furnizorilor majori ai fiecărui sistem, răspunsul scurt este că jeturile de apă sunt mai puțin costisitoare și mai versatile decât laserele în ceea ce privește materialele care pot fi tăiate. De la spumă la alimente, jeturile de apă prezintă o flexibilitate extraordinară. Pe de altă parte. De mână, laserele oferă viteză și precizie de neegalat atunci când produc cantități mari de metale mai subțiri de până la 1 inch (25,4 mm) grosime.
În ceea ce privește costurile de operare, sistemele cu jet de apă consumă material abraziv și necesită modificări ale pompei. Laserele cu fibră au costuri inițiale mai mari, dar costuri de operare mai mici decât verii lor mai vechi cu CO2;pot necesita, de asemenea, mai multă pregătire a operatorului (deși interfețele moderne de control scurtează curba de învățare). De departe, cel mai frecvent folosit abraziv cu jet de apă este granatul. În cazuri rare, când se folosesc substanțe mai abrazive, cum ar fi oxidul de aluminiu, tubul de amestecare și duza vor experimenta mai multă uzură. .La granat, componentele cu jet de apă se pot tăia timp de 125 de ore;cu alumină pot dura doar aproximativ 30 de ore.
În cele din urmă, cele două tehnologii ar trebui privite ca fiind complementare, spune Dustin Diehl, manager de produs pentru divizia de laser a Amada America Inc. din Buena Park, California.
„Când clienții au ambele tehnologii, au multă flexibilitate în licitare”, a explicat Diehl. „Ei pot licita pentru orice tip de lucrare, deoarece au aceste două instrumente diferite, dar similare și pot licita pentru întreg proiectul.”
De exemplu, un client Amada cu două sisteme efectuează ștanțarea pe un laser. „Chiar lângă presa de frână se află o izolație rezistentă la căldură care taie cu jet de apă”, spune Diehl. „Odată ce foaia este îndoită, ei pun izolația, se îndoaie. din nou și faceți tivirea sau sigilarea.Este o mică linie de asamblare îngrijită.”
În alte cazuri, a continuat Diehl, magazinele au spus că vor să cumpere un sistem de tăiere cu laser, dar nu au crezut că își asumă multă muncă pentru a justifica cheltuielile.” Dacă faci o sută de piese și este nevoie de un întreg. ziua, îi vom pune să se uite la laser.Putem face aplicarea tablei în câteva minute în loc de ore.”
Tim Holcomb, specialist în aplicații la OMAX Corp. Kent, Wash., care conduce un magazin cu aproximativ 14 lasere și un jet de apă, își amintește că a văzut o imagine pe care a văzut-o cu ani în urmă la o companie care folosea lasere, jeturi de apă și electroeroziune cu sârmă.poster. Posterul prezintă cele mai bune materiale și grosimi pe care le poate suporta fiecare tip de mașină – lista jeturilor de apă le depășește pe celelalte.
În cele din urmă, „Văd laserele care încearcă să concureze în lumea cu jet de apă și invers, și nu vor câștiga în afara domeniilor lor respective”, explică Holcomb. profitați de mai multe aplicații medicale sau de apărare, deoarece nu avem o zonă afectată de căldură (HAZ) - suntem tehnologie microjet.Duză Minijet și tăiere cu microjet „A decolat cu adevărat pentru noi.”
În timp ce laserele domină tăierea oțelului negru moale, tehnologia cu jet de apă este „cu adevărat cuțitul elvețian al industriei mașinilor-unelte”, afirmă Tim Fabian, vicepreședinte de marketing și management al produselor la Flow International Corp. din Kent, Washington. Membru al Shape. Technology Group.Clienții săi includ Joe Gibbs Racing.
„Dacă te gândești bine, un producător de mașini de curse precum Joe Gibbs Racing are mai puțin acces la mașinile laser, deoarece deseori decupează un număr limitat de piese din multe materiale diferite, inclusiv titan, aluminiu și fibră de carbon”, a explicat Fabian Road. „Unul. dintre nevoile pe care ni le-au explicat a fost că mașina pe care o foloseau trebuie să fie foarte ușor de programat.Uneori, un operator poate face o piesă din aluminiu de ¼ inch [6,35 mm] și o montează pe o mașină de curse, dar apoi decide că piesa ar trebui făcută din Fabricat din titan, o foaie de fibră de carbon mai groasă sau o foaie de aluminiu mai subțire. ”
Pe un centru de prelucrare CNC tradițional, a continuat el, „aceste schimbări sunt considerabile”.Încercarea de a schimba vitezele de la material la material și de la o parte la alta înseamnă schimbarea capetelor de tăiere, vitezele axului, vitezele de avans și programele.
„Unul dintre lucrurile pe care ne-au împins cu adevărat să folosim jet de apă a fost să creăm o bibliotecă cu diferitele materiale pe care le-au folosit, așa că tot ce au avut de făcut a fost să facă câteva clicuri de mouse și să-i pună să treacă de la ¼” de aluminiu la ½” [12,7”. mm] fibră de carbon”, a continuat Fabian. „Încă un clic, trec de la ½” fibră de carbon la 1/8” [3,18 mm] titan.”Joe Gibbs Racing „folosește o mulțime de aliaje exotice și lucruri pe care de obicei nu le vezi clienții obișnuiți să le folosească.Așa că am petrecut mult timp lucrând cu ei pentru a crea biblioteci cu aceste materiale avansate.Cu sute de materiale în baza noastră de date, există un proces ușor pentru clienți să adauge la propriile lor materiale unice și să extindă această bază de date în continuare.”
Un alt utilizator de vârf al jetului de apă Flow este SpaceX al lui Elon Musk. „Avem destul de multe mașini la SpaceX pentru a face piese pentru nave-rachete”, a spus Fabian. Un alt producător de explorare aerospațială, Blue Origin, folosește și mașina Flow. nu faci 10.000 din nimic;fac unul dintre ei, cinci dintre ei, patru dintre ei.”
Pentru un magazin obișnuit, „Oricand ai un loc de muncă și ai nevoie de 5.000 ¼” de ceva din oțel, un laser va fi greu de învins”, subliniază Fabian.„Dar dacă aveți nevoie de două piese de oțel, trei piese de aluminiu Piese fabricate sau patru piese de nailon, probabil că nu vă gândiți să utilizați un laser în loc de un jet de apă. Cu jet de apă, puteți tăia orice material, de la oțel subțire la 6 inchi. metal cu o grosime de până la 8 inchi [15,24 până la 20,32 cm].
Cu diviziile sale de laser și mașini-unelte, Trumpf are un punct de sprijin clar în laser și CNC convențional.
În fereastra îngustă în care jetul de apă și laserul sunt cel mai probabil să se suprapună - grosimea metalului este puțin peste 1 inch [25,4 mm] - jetul de apă menține o margine ascuțită.
„Pentru metale foarte, foarte groase – 1,5 inchi [38,1 mm] sau mai mult – nu numai că un jet de apă vă poate oferi o calitate mai bună, dar este posibil ca un laser să nu poată procesa metalul”, a spus Brett Thompson, Manager de Tehnologie și Vânzări Laser. Consultanță .După aceea, diferența este clară: nemetalele sunt susceptibile să fie prelucrate cu jet de apă, în timp ce pentru orice metal cu grosimea de 1″ sau mai subțire,” laserul este o idee simplă. Tăierea cu laser este mult mai rapidă, mai ales în cele mai subțiri. și/sau materiale mai dure – de exemplu, oțel inoxidabil în comparație cu aluminiu.”
Pentru finisarea părților, în special calitatea marginilor, pe măsură ce materialul devine mai gros și aportul de căldură devine un factor, jetul de apă câștigă din nou un avantaj.
„Acesta ar putea fi locul în care jetul de apă ar putea avea un avantaj”, a recunoscut Thompson. „Gama de grosimi și materiale o depășește pe cea a unui laser cu o zonă mai mică afectată de căldură.Deși procesul este mai lent decât un laser, jetul de apă oferă, de asemenea, o calitate bună a marginilor.De asemenea, ai tendința de a obține o perpendicularitate foarte bună atunci când folosești un jet de apă - chiar grosime în inci și fără bavuri deloc.
Thompson a adăugat că avantajul automatizării în ceea ce privește integrarea în linii extinse de producție este laserul.
„Cu un laser, este posibilă integrarea completă: încărcați materialul pe o parte și scoateți din cealaltă parte a sistemului integrat de tăiere și îndoire și obțineți o piesă tăiată și îndoită finită.În acest caz, jetul de apă poate fi totuși o alegere proastă – chiar și cu un sistem bun de gestionare a materialelor – pentru că piesele sunt tăiate mult mai lent și evident că trebuie să faci față apei.”
Thompson afirmă că laserele sunt mai puțin costisitoare de operat și întreținut, deoarece „consumabilele utilizate sunt relativ limitate, în special laserele cu fibră”.Cu toate acestea, „costul indirect general al jeturilor de apă va fi probabil mai mic datorită puterii mai mici și simplității relative a mașinii.Depinde cu adevărat de cât de bine sunt proiectate și întreținute cele două dispozitive.”
El își amintește că atunci când Holcomb de la OMAX conducea un magazin în anii 1990, „Ori de câte ori aveam o piesă sau un plan pe birou, gândul meu inițial a fost: „Pot să o fac cu un laser?””. Dar înainte să știu înainte, eram obtinand din ce in ce mai multe proiecte dedicate jeturilor de apa. Sunt materiale mai groase si anumite tipuri de piese, nu putem intra intr-un colt foarte stramt din cauza zonei afectate de caldura a laserului;suflă din colț, așa că ne-am înclina spre jeturile de apă – chiar și ceea ce fac de obicei laserele. Același lucru este valabil și pentru grosimea materialului.”
În timp ce foile individuale sunt mai rapide la laser, foile stivuite în patru straturi sunt mai rapide la jet de apă.
„Dacă aș tăia un cerc de 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] din oțel moale de 1/4″ [6,35 mm], probabil că aș prefera laserul datorită vitezei și preciziei sale.Finisaj – tăietură laterală Contur – va fi mai degrabă un finisaj asemănător sticlei, foarte neted.”
Dar pentru ca un laser să funcționeze la acest nivel de precizie, a adăugat el, „trebuie să fii un expert în frecvență și putere.Suntem foarte buni la asta, dar trebuie să-l formați foarte bine;cu jeturi de apă, pentru prima dată, Prima încercare.Acum, toate mașinile noastre au un sistem CAD încorporat. Pot proiecta o piesă direct pe mașină.”Acest lucru este grozav pentru prototipuri, adaugă el. „Pot programa direct pe jetul de apă, ceea ce face mai ușor să schimbi grosimea materialului și setările.”Setările postului și tranzițiile sunt „comparabile;Am văzut unele tranziții pentru jeturile de apă care sunt foarte asemănătoare cu laserele.”
Acum, pentru lucrări mai mici, prototipuri sau utilizare educațională – chiar și pentru un magazin de hobby sau garaj – ProtoMAX de la OMAX vine cu o pompă și o masă de roată pentru o relocare ușoară. Materialul piesei de prelucrat este scufundat sub apă pentru o tăiere silențioasă.
În ceea ce privește întreținerea, „De obicei, pot antrena pe cineva cu jet de apă într-o zi sau două și îl pot trimite pe teren foarte repede”, afirmă Holcomb.
Pompele OMAX EnduroMAX sunt concepute pentru a reduce consumul de apă și pentru a permite reconstrucții rapide. Versiunea actuală are trei etanșări dinamice.” Încă le spun oamenilor să fie atenți la întreținerea oricărei pompe, nu doar a mea.Este o pompă de înaltă presiune, așa că fă-ți timp și antrenează-te corespunzător.”
„Jeturile de apă sunt o piatră grozavă în deblocare și fabricare, și poate următorul pas va fi un laser”, sugerează el. „Le permite oamenilor să taie piese.Iar presa frana sunt destul de accesibile, asa ca le pot taia si indoi.Într-un mediu de producție, ați putea fi înclinat să utilizați un laser.”
În timp ce laserele cu fibră oferă flexibilitatea de a tăia non-oțel (cupru, alamă, titan), jeturile de apă pot tăia materialele de garnitură și materialele plastice din cauza lipsei unui HAZ.
Operarea generației actuale de sisteme de tăiere cu laser cu fibre „este acum foarte intuitivă, iar locația producției poate fi determinată de program”, a spus Diehl. „Operatorul doar încarcă piesa de prelucrat și pornește.Sunt de la magazin și în era CO2 optica începe să îmbătrânească și să se deterioreze, calitatea tăierii are de suferit și, dacă poți diagnostica aceste probleme, ești considerat un operator excelent.Sistemele de fibră de astăzi sunt tăietoare de prăjituri, nu au acele consumabile, deci pot fi pornite sau oprite – tăind sau nu piese.Este nevoie de un pic de cerere de operator calificat.Acestea fiind spuse, cred că trecerea de la jet de apă la laser va fi una lină și ușoară.”
Diehl estimează că un sistem obișnuit cu laser cu fibră poate rula de la 2 la 3 USD pe oră, în timp ce jeturile de apă rulează între 50 și 75 USD pe oră, ținând cont de consumul de abraziv (de exemplu, granat) și de modernizarea planificată a pompei.
Pe măsură ce puterea kilowați a sistemelor de tăiere cu laser continuă să crească, acestea devin din ce în ce mai mult o alternativă la jeturile de apă în materiale precum aluminiul.
„În trecut, dacă s-a folosit aluminiu gros, jetul de apă ar avea [the] avantaj”, explică Diehl. „Laserul nu are capacitatea de a trece prin ceva de genul aluminiu de 1 inch. În lumea laserului, am făcut” Nu dau peste cap în acea lume pentru foarte mult timp, dar acum, cu fibre optice cu putere mai mare și progrese în tehnologia laser, aluminiul de 1″ nu mai este o problemă.Dacă ați făcut o comparație a costurilor, pentru Investiția inițială în mașină, jeturile de apă pot fi mai ieftine.Piesele tăiate cu laser pot fi de 10 ori mai multe, dar trebuie să vă aflați în acest mediu cu volum mare pentru a crește costurile.Pe măsură ce rulați mai multe piese mixte de volum redus, pot exista unele avantaje la jet de apă, dar cu siguranță nu într-un mediu de producție.Dacă vă aflați în orice tip de mediu în care trebuie să rulați sute sau mii de piese, nu este o aplicație cu jet de apă.”
Ilustrand creșterea puterii laser disponibile, tehnologia ENSIS de la Amada a crescut de la 2 kW la 12 kW când a fost lansată în 2013. La celălalt capăt al scalei, mașina VENTIS de la Amada (introdusă la Fabtech 2019) permite o gamă mai largă de procesare a materialelor. cu un fascicul care se deplasează de-a lungul diametrului duzei.
„Putem efectua diferite tehnici deplasându-ne înainte și înapoi, în sus și în jos, dintr-o parte în alta sau în formă de opt”, a spus Diehl despre VENTIS. „Unul dintre lucrurile pe care le-am învățat de la tehnologia ENSIS este că fiecare material are un aspect dulce. spot – un mod în care îi place să taie.Facem acest lucru folosind diferite tipuri de modele și modelare a fasciculului.Cu VENTIS, mergem înainte și înapoi aproape ca un ferăstrău;pe măsură ce capul se mișcă, fasciculul se mișcă înainte și înapoi, astfel încât obțineți dungi foarte fine, o calitate excelentă a marginilor și, uneori, viteză.”
La fel ca sistemul mic de jet de apă ProtoMAX al OMAX, Amada pregătește un „sistem de fibre cu amprentă foarte mică” pentru ateliere mici sau „ateliere de prototipare R&D” care nu doresc să pătrundă în departamentul lor de producție atunci când au nevoie doar să realizeze câteva prototipuri.part. ”
Ora postării: 09-feb-2022