Το Λειτουργικό Κόστος των Μηχανημάτων Λέιζερ Κοπής

Κατανάλωση αερίου και συναφή κόστη

Η κατανάλωση αερίου διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στο λειτουργικό κόστος των μηχανών λέιζερ κοπής, ειδικά όταν πρόκειται για την επεξεργασία διαφορετικών υλικών με ακρίβεια και ταχύτητα. Τόσο τα συστήματα λέιζερ ινών όσο και τα συστήματα λέιζερ CO₂ βασίζονται σε αέρια — είτε ως βοηθητικά αέρια για την κοπή, είτε, στην περίπτωση των λέιζερ CO₂, ως βασικό συστατικό της ίδιας της διαδικασίας παραγωγής του λέιζερ. Η κατανόηση των αερίων που χρησιμοποιούνται, του τρόπου παροχής τους και του κόστους τους είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική διαχείριση των δαπανών και την επιλογή της κατάλληλης διάταξης για τη ροή εργασίας σας.

Βοηθητικά αέρια

Τα βοηθητικά αέρια χρησιμοποιούνται τόσο σε μηχανές λέιζερ κοπής ινών όσο και σε μηχανές λέιζερ CO₂ για την αφαίρεση του λιωμένου υλικού από την περιοχή κοπής, την ψύξη της ζώνης εργασίας και τη βελτίωση της ποιότητας των ακμών. Τα πιο συνηθισμένα βοηθητικά αέρια είναι το οξυγόνο, το άζωτο και, ενίοτε, ο συμπιεσμένος αέρας.

Το οξυγόνο χρησιμοποιείται συχνά κατά την κοπή ανθρακούχου χάλυβα. Υποστηρίζει τη διαδικασία κοπής μέσω μιας εξώθερμης αντίδρασης, αυξάνοντας την ταχύτητα κοπής, αλλά αφήνοντας πιο τραχιά άκρη.

Το άζωτο προτιμάται για ανοξείδωτο χάλυβα και αλουμίνιο, παρέχοντας καθαρή, ελεύθερη από οξείδια άκρη. Είναι ακριβότερο από το οξυγόνο λόγω της υψηλότερης πίεσης και του μεγαλύτερου όγκου που απαιτούνται.

Ο συμπιεσμένος αέρας, μια οικονομική επιλογή, είναι κατάλληλος για λεπτότερα μέταλλα και προσφέρει ισορροπία μεταξύ απόδοσης και κόστους, ιδιαίτερα σε ελαφρές βιομηχανικές εφαρμογές.

Οι ρυθμοί κατανάλωσης αερίου διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με τον τύπο του υλικού, το πάχος του, το σχέδιο της ακροφυσίου και την ταχύτητα κοπής. Τα συστήματα υψηλής πίεσης με άζωτο μπορούν να καταναλώνουν αρκετές εκατοντάδες κυβικά πόδια ανά ώρα, με αποτέλεσμα σημαντικά λειτουργικά κόστη.

Ειδικές απαιτήσεις αερίου για λέιζερ CO₂

Σε αντίθεση με τις ίνες λέιζερ, οι λέιζερ CO₂ απαιτούν ένα μείγμα αερίων—συνήθως διοξειδίου του άνθρακα, αζώτου και ηλίου—ως μέσο λέιζερ. Τα αέρια αυτά πρέπει να διατηρούνται καθαρά και σε συγκεκριμένες αναλογίες για να διασφαλίζεται η ποιότητα της δέσμης και η απόδοση του συστήματος. Με την πάροδο του χρόνου, τα αέρια αυτά εξασθενούν και πρέπει να αναπληρωθούν, είτε μέσω σφραγισμένων λέιζερ σωλήνων (με περιορισμένη διάρκεια ζωής) είτε με τη χρήση συστήματος συνεχούς παροχής αερίου. Αυτό προσθέτει ένα ακόμη επίπεδο επαναλαμβανόμενου κόστους που δεν υπάρχει στα συστήματα ινών λέιζερ.

Εκτός από το μέσο λέιζερ, τα συστήματα CO₂ χρησιμοποιούν επίσης βοηθητικά αέρια, όπως και οι λέιζερ ινών. Ωστόσο, λόγω της επιπλέον πολυπλοκότητας που συνεπάγεται η διατήρηση του μείγματος αερίων που παράγουν το λέιζερ, οι λέιζερ CO₂ ενέχουν συνήθως υψηλότερο λειτουργικό κόστος σχετικά με τα αέρια.

Συστήματα Παροχής Αερίου

Είτε χρησιμοποιούνται μπουκάλια, μεγάλες δεξαμενές είτε παραγωγή επιτόπου, η επιλογή του συστήματος παροχής αερίου επηρεάζει τόσο την ευκολία όσο και το κόστος. Οι εγκαταστάσεις με υψηλή κατανάλωση μπορεί να επιλέξουν κεντρικοποιημένη παροχή αερίου με τροφοδοσία από ομάδες κυλίνδρων ή από μεγάλες δεξαμενές αποθήκευσης, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος αδράνειας και να μειωθεί το κόστος ανά μονάδα αερίου. Οι μικρότερες εγκαταστάσεις μπορεί να βασίζονται σε τυπικούς κυλίνδρους υψηλής πίεσης, οι οποίοι είναι ευκολότεροι στη διαχείριση, αλλά ακριβότεροι ανά κυβικό πόδι αερίου.

Οι τακτικές επιθεωρήσεις, οι έλεγχοι διαρροών και ο έλεγχος της πίεσης είναι κρίσιμοι για τη διατήρηση της απόδοσης του συστήματος και την αποφυγή σπατάλης, ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιούνται ακριβά αέρια, όπως το αέριο αζώτιο υψηλής καθαρότητας.

Η κατανάλωση αερίου αποτελεί σημαντικό τρέχον έξοδο στις εφαρμογές λέιζερ κοπής. Τα ινολέιζερ γενικά προκαλούν χαμηλότερα κόστη αερίου, καθώς βασίζονται αποκλειστικά σε αέρια υποβοήθησης, ενώ τα λέιζερ CO2 αντιμετωπίζουν επιπλέον κόστη τόσο για τα αέρια υποβοήθησης όσο και για το ίδιο το λέιζερ μέσο. Ο τύπος αερίου, το υλικό που κόβεται και η μέθοδος παράδοσης επηρεάζουν όλα το συνολικό κόστος. Η ακριβής λογιστική αυτών των μεταβλητών είναι απαραίτητη για τον έλεγχο των έμμεσων εξόδων και τη βελτιστοποίηση της παραγωγικής οικονομίας.