Эксплуатационные расходы на лазерные станки для резки

Потребление газа и связанные с ним расходы

Потребление газа играет ключевую роль в эксплуатационных расходах станков лазерной резки, особенно при обработке различных материалов с высокой точностью и скоростью. Как волоконные, так и CO₂-лазерные системы используют газы — либо в качестве вспомогательных газов для резки, либо, в случае CO₂-лазеров, как основной компонент самого процесса генерации лазерного излучения. Понимание того, какие газы применяются, как они подаются и сколько стоят, имеет решающее значение для контроля расходов и выбора оптимальной конфигурации оборудования под ваши производственные задачи.

Вспомогательные газы

Вспомогательные газы используются как в волоконных, так и в CO₂-лазерных станках для удаления расплавленного материала из зоны реза, охлаждения рабочей зоны и повышения качества кромок. Наиболее распространёнными вспомогательными газами являются кислород, азот и, в отдельных случаях, сжатый воздух.

Кислород часто используется при резке низкоуглеродистой стали. Он поддерживает процесс резки за счёт экзотермической реакции, повышая скорость резки, но оставляя более грубый край.

Азот предпочтителен при резке нержавеющей стали и алюминия, обеспечивая чистый край без оксидов. Он дороже кислорода из-за требуемого более высокого давления и большего объёма.

Сжатый воздух — экономичный вариант, подходящий для тонких металлов и обеспечивающий хороший баланс между производительностью и стоимостью, особенно в лёгкой промышленности.

Расход газа значительно варьируется в зависимости от типа материала, его толщины, конструкции сопла и скорости резки. Системы высокого давления с азотом могут потреблять несколько сотен кубических футов в час, что приводит к существенным эксплуатационным затратам.

Газовые требования, специфичные для CO2-лазеров

В отличие от волоконных лазеров, для работы CO₂-лазеров требуется смесь газов — обычно углекислого газа, азота и гелия — в качестве активной среды. Эти газы должны сохраняться в чистом виде и в строго определённых соотношениях, чтобы обеспечить стабильное качество лазерного луча и высокую производительность системы. Со временем газы деградируют и требуют пополнения — либо путём замены герметичных лазерных трубок (имеющих ограниченный срок службы), либо с использованием системы непрерывной подачи газа. Это добавляет ещё один элемент регулярных эксплуатационных затрат, отсутствующий в системах на основе волоконных лазеров.

Помимо активной газовой среды, CO₂-системы также используют вспомогательные газы, как и волоконные лазеры. Однако из-за дополнительной сложности поддержания необходимого состава газовой смеси, генерирующей лазерное излучение, эксплуатационные расходы на газы в CO₂-лазерах, как правило, выше.

Системы подачи газа

Независимо от того, используются ли баллоны, резервуары большой вместимости или газогенерация на месте, выбор системы подачи газа влияет как на удобство эксплуатации, так и на стоимость. При интенсивном использовании предпочтение может быть отдано централизованной подаче газа с применением групповых баллонных установок или резервуаров большой вместимости для минимизации простоев и снижения стоимости газа за единицу объёма. Небольшие мастерские могут использовать стандартные высоконапорные баллоны, которые проще в управлении, но дороже в расчёте на кубический фут газа.

Регулярные осмотры, проверки на утечки и регулирование давления имеют решающее значение для поддержания эффективности системы и предотвращения потерь, особенно при использовании дорогостоящих газов, таких как азот высокой чистоты.

Расход газа является значительной постоянной статьей расходов при лазерной резке. Волоконные лазеры, как правило, требуют меньших затрат на газ, поскольку используют только вспомогательные газы, тогда как для лазеров на углекислом газе возникают дополнительные расходы как на вспомогательные газы, так и на сам лазерный рабочий газ. Общий объём затрат зависит от типа используемого газа, обрабатываемого материала и способа подачи газа. Точное учёт всех этих переменных необходим для контроля накладных расходов и оптимизации экономики производства.