هزینه‌های عملیاتی دستگاه‌های برش لیزری

مصرف گاز و هزینه‌های مرتبط

مصرف گاز نقش مهمی در هزینه‌های عملیاتی دستگاه‌های برش لیزری ایفا می‌کند، به‌ویژه هنگامی که پردازش مواد مختلف با دقت و سرعت مد نظر باشد. هر دو سیستم لیزر فیبر و CO2 به گازها متکی هستند — چه به عنوان گاز کمکی برای برش و چه در مورد لیزر CO2 به عنوان مؤلفه اصلی فرآیند تولید لیزر. درک این موضوع که چه گازهایی استفاده می‌شوند، چگونه تأمین می‌شوند و چه هزینه‌هایی دارند، برای مدیریت هزینه‌ها و انتخاب تنظیمات مناسب برای جریان کار شما ضروری است.

گازهای کمکی

گازهای کمکی در هر دو دستگاه برش لیزری فیبر و CO2 برای خارج کردن ماده مذاب از ناحیه برش، خنک‌کردن محل کار و بهبود کیفیت لبه استفاده می‌شوند. رایج‌ترین گازهای کمکی شامل اکسیژن، نیتروژن و گاهی اوقات هوای فشرده هستند.

اکسیژن اغلب در برش فولاد نرم استفاده می‌شود. این گاز فرآیند برش را از طریق یک واکنش گرمازا تقویت می‌کند که سرعت برش را افزایش داده، اما لبه‌ای نسبتاً زبر باقی می‌گذارد.

نیتروژن برای برش فولاد ضدزنگ و آلومینیوم ترجیح داده می‌شود، زیرا لبه‌ای تمیز و بدون اکسید تولید می‌کند. این گاز به دلیل نیاز به فشار و حجم بالاتر، گران‌تر از اکسیژن است.

هواي فشرده، گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه است که برای فلزات نازک‌تر مناسب بوده و تعادل خوبی بین عملکرد و هزینه ارائه می‌دهد؛ به‌ویژه در کاربردهای صنعتی سبک.

نرخ مصرف گاز به‌طور گسترده‌ای بسته به نوع ماده، ضخامت آن، طراحی نازل و سرعت برش متغیر است. سیستم‌های نیتروژن با فشار بالا می‌توانند چند صد فوت مکعب در ساعت گاز مصرف کنند که منجر به هزینه‌های عملیاتی قابل‌توجهی می‌شود.

نیازمندی‌های گازی خاص لیزر CO2

برخلاف لیزرهای فیبری، لیزرهای CO2 به مخلوطی از گازها — معمولاً دی‌اکسید کربن، نیتروژن و هلیوم — به عنوان محیط لیزری نیاز دارند. این گازها باید خالص و در نسبت‌های مشخصی حفظ شوند تا کیفیت پرتو و عملکرد سیستم تضمین شود. در طول زمان، این گازها تخریب می‌شوند و باید دوباره تأمین شوند، چه از طریق لوله‌های لیزری درب‌بسته (با عمر محدود) و چه با استفاده از سیستم تغذیه مداوم گاز. این موضوع هزینهٔ مکرر دیگری را اضافه می‌کند که در سیستم‌های لیزر فیبری وجود ندارد.

علاوه بر محیط لیزری، سیستم‌های CO2 نیز دقیقاً مانند لیزرهای فیبری از گازهای کمکی استفاده می‌کنند. با این حال، به دلیل پیچیدگی اضافی در نگهداری مخلوط گازی تولیدکننده لیزر، لیزرهای CO2 معمولاً هزینه‌های عملیاتی مرتبط با گاز را در سطح بالاتری دارند.

سیستم‌های تحویل گاز

چه از بطری‌ها، مخازن حجیم یا تولید در محل استفاده شود، انتخاب سیستم تأمین گاز بر راحتی و هزینه تأثیر می‌گذارد. عملیات با مصرف بالا ممکن است گزینه تأمین مرکزی گاز را با بانک‌های سیلندری متصل به هم یا مخازن ذخیره‌سازی حجیم انتخاب کنند تا زمان ایست‌کاری به حداقل برسد و هزینه هر واحد گاز کاهش یابد. کارگاه‌های کوچک‌تر ممکن است به سیلندرهای استاندارد با فشار بالا متکی باشند که اگرچه مدیریت آن‌ها آسان‌تر است، اما هزینه هر فوت مکعب گاز در آن‌ها بیشتر است.

بازرسی‌های منظم، بررسی نشتی و تنظیم فشار برای حفظ کارایی سیستم و جلوگیری از هدررفت، به‌ویژه هنگام استفاده از گازهای پرهزینه مانند نیتروژن با خلوص بالا، امری حیاتی است.

مصرف گاز هزینهٔ جاری قابل‌توجهی در عملیات برش لیزری است. لیزرهای فیبر به‌طور کلی هزینه‌های گاز کمتری دارند و تنها به گازهای کمکی متکی هستند، در حالی که لیزرهای CO2 با هزینه‌های اضافی هم برای گاز کمکی و هم برای خود محیط لیزر مواجه هستند. نوع گاز، ماده مورد برش و روش تحویل گاز همه بر هزینه کلی تأثیر می‌گذارند. محاسبه دقیق این متغیرها برای کنترل هزینه‌های عمومی و بهینه‌سازی اقتصاد تولید ضروری است.