Laser

Taietura fina, precisa cu pereti drepti si aspect lucios pentru table cu grosime de pana la 30-40% din capacitatea de taiere a sursei laser, in functie de puterea acesteia.

Kerf (grosime taietura) in functie de material si regimuri 0.05 – 0.5 mm

Taietura curata, bavura pe partea inferioara minima la anumite materiale in limita superioara a capacitatii de taiere a sursei laser.

Plasma

Taietura mai putin precisa, cu aspect lucios, cu pereti inclinati, vizibil in special la debitarea de table groase.

Kerf (grosime taietura) in functie de regim, calitate duza si parametrii 1.2 – 4 mm.

In partea inferioara a taieturii ramane zgura, aceasta se inlatura usor prin lovire sau pila / flex.

In cazul taierii de tabla din otel carbon (S235, S335, etc.) cu oxigen, pe muchia taiata ramane un strat subtire de oxid, acesta trebuie indepartat inainte de vopsire.

In cazul taierii cu azot sau aer comprimat sub presiune, muchia ramane perfect curata.

In cazul, probabil, in care se utilizeaza pat de apa pentru captarea particulelor si a prafului, muchia taiata se caleste. Prelucrarea ulterioara (largire gauri, filetare) devine dificila

La debitarea cu laser, costurile de operare sunt compuse din: costurile pentru gazele de proces (oxigen/azot/aer comprimat de inalta presiune si puritate), costurile pentru consumabile (duze, lentile de protectie, filtre de aer), costurile cu energia, costurile de intretinere si amortizare a masinii si costurile cu spatiul de lucru (de ex.incalzire pe timpul iernii).

Costurile cu gazele de proces: 

Tehnologic, la laserele cnc pentru debitat tabla de putere mica si medie (1-3 kW), tablele subtiri de pana la 2 mm se debiteaza utilizand drept gaz de proces AZOT sau aer comprimat la presiune inalta si puritate ridicata (15 – 16 bar), azotul va avea o presiune similara. Consumul de gaz / aer este mare si prin urmare costul pentru debitarea cu azot este destul de ridicat. Acest cost ridicat va fi compensat intr-o mare masura de avansul mare de taiere 10-30 m/min.   La laserele de putere mare 6kW+ se poate alege sa se debiteze cu azot sau aer comprimat chiar si tabla mai groasa.

Tabla neagra (otel carbon, ca de ex. S235, S335, etc) de peste 2 mm grosime  se debiteaza in principiu utilizand oxigen de inalta puritate drept gaz de proces. Debitarea se realizeaza cu presiune mica in plaja 0.6-1 bar iar consumul de gaz este relativ mic (1 butelie la circa 4-8 ore de taiere).

Toate materialele inoxidabile si neferoasele se debiteaza exclusiv cu azot sau aer comprimat de inalta presiune si puritate. Ambele gaze vor avea o presiune de 12-16 bar ceea ce duce si la un consum semnificativ de gaz.

Costurile cu consumabilele

La debitarea cu laser avem urmatoarele consumabile:

duza: se uzeaza ca urmare a efectelor termice, a stropilor de material topit care sar in timpul strapungerii materialului si a posibilelor coliziuni cu tabla care se poate ridica. In functie de materialele debitate, atentia operatorului si a programatorului si intretinerea duzelor (curatare), duzele pot avea o durata de viata destul de lunga. Duza are un impact major asupra calitatii taierii iar diferite tipuri si grosimi de material necesita diferite tipuri de duze. Costul pentru inlocuire este de circa 5€ / bucata.

lentilele de protectie: lentilele de protectie au rolul de a proteja lentila de colimare si focalizare de orice impuritati care pot patrunde din exterior. La inlocuirea acestora este extrem de important sa nu patrunda niciun pic de praf in interiorul capului laser. Orice particula de praf care patrunde in capul laser poate conduce la distrugerea elementelor optice prin supraincalzire datorata energiei optice foarte mari. In functie de modelul de cap de debitare, putem avea 2 sau 4 lentile de protectie. Lentila(ele) superioara(e) asigura ca nu intra impuritati in cap la instalarea conectorului de fibra optica.  Lentila inferioara asigura ca nu intra impuritati in interiorul capului provenite din gazul de proces sau stropi de material care sunt aruncati spre cap in timpul strapungerii materialului. Pentru o durata de viata cat mai lunga a lentilei de protectie se va utiliza numai gaz de inalta puritate, spargerea materialului se va realiza de la o distanta cat mai mare fata de tabla si se va evita regimul „fly cut” unde spargerea se realizeaza instant de la inaltimea de taiere. Costul de inlocuire a unei lentile de protectie este de 5-6 euro. Durata de viata a lentilei de protectie poate ajunge la cateva saptamani sau cateva minute (daca avem gaze murdare, spargere incorecta si sar multe particule spre cap)

Elementul ceramic de protectie: duza se monteaza in cap prin intermediul unui inel ceramic ce are un dublu scop. Pe de parte izoleaza duza electric de restul masinii pentru a putea citi distanta capacitiv intre duza si tabla si pe de alta parte asigura o protectie a capului si a axei Z in cazul unei coliziuni cu o bucata de material. Acest inel ceramic are o durata de viata lunga de circa 6 luni in cazul utilizarii normale, daca nu apar coliziuni. Costul de inlocuire este de circa 50€.

Filtre de aer: la debitarea cu laser, aerul viciat trebuie filtrat inainte de eliminarea in atmosfera. In functie de capacitatea si dimensiunea masinii cnc se vor utiliza unitati de exhaustare cu 4-6 filtre. Aceste unitati au filtre cu autocuratare (sunt suflate cu aer comprimat din interior pentru indepartarea prafului depus). Totusi praful intra incet in structura filtrelor si dupa o perioada vor trebui inlocuite cartusele. Costul pentru inlocuire depinde de tipul de cartus si producator.

La debitarea cu plasma, costurile de operare sunt compuse din: costurile pentru consumabile: ansamblul duza + electrod si filtre de aer daca este cazul, costurile cu energia, costul cu aer comprimat si costurile de intretinere si amortizare a masinii.

Costurile cu gazele de proces: 

La debitarea cu plasma (normala, nu high definition), singurul gaz de proces utilizat este aer comprimat. Pentru aer comprimat este suficient un compresor normal, de recomandat cu uscator si filtrare, poate fi utilizat compresorul dvs. actual. Singurele costuri care apar sunt costurile legate de acest compresor, respectiv consum de energie electrica si intretinerea sa.

Costurile cu consumabilele

La debitarea cu plasma avem urmatoarele consumabile:

duza si electrod: se uzeaza ca urmare a efectelor termice si a arcului electric , a stropilor de material topit care sar in timpul strapungerii materialului si a posibilelor coliziuni cu tabla care se poate ridica. In functie de materialele debitate, atentia operatorului si a programatorului si intretinerea duzelor (curatare), duzele pot avea o durata de viata destul de lunga. Duza are un impact major asupra calitatii taierii iar diferite tipuri si grosimi de material necesita diferite tipuri de duze.  Consumabilele trebuiesc inlocuite dupa 200-1500 strapungeri si 100-500 ml de taiere, in functie de grosimea de material, tipul de material, calitatea materialului, etc.

Filtre de aer: la debitarea cu plasma, aerul viciat cu pulbere metalica trebuie filtrat inainte de eliminarea in atmosfera. Cea mai economica metoda de filtrare in cazul debitarii cu plasma este un pat de apa amplasat la 1-2 mm sub piesa. Astfel jetul de plasma cu particuelel metalice ajung in apa unde se depun pe fundul tavii. In atmosfera se va elibera abur provenit de la apa incalzita local de catre metalul topit. Atunci cand aplicatia nu permite utilizarea unui pat de apa (se doresc muchii moi, necalite) sau se utilizeaza o masa paletabila, In functie de capacitatea si dimensiunea masinii cnc se vor utiliza unitati de exhaustare cu 4-6 filtre. Aceste unitati au filtre cu autocuratare (sunt suflate cu aer comprimat din interior pentru indepartarea prafului depus). Totusi praful intra incet in structura filtrelor si dupa o perioada vor trebui inlocuite cartusele. Costul pentru inlocuire depinde de tipul de cartus si producator.

Costurile cu energia:

Masinile de debitat cu laser cu fibra optica sunt printre cele mai eficiente masini de debitare cu laser. Conversia electro-optica la sursele de laser cu fibra optica este cu mult mai buna in comparatie cu celelalte modele de surse laser. Pe langa sursa laser, al doi-lea cel mai mare consumator de energie este unitatea de racire. Aceasta are rolul sa raceasca sursa laser si capul de debitare. Al trei-lea mare consumator de energie este unitatea de exhaustare cu filtrare. Consumul de energie este strict legat de puterea sursei laser dar si de materialul prelucrat, respectiv grosimea acestuia. Comparativ cu consumul energetic a sursei laser si a sistemului de racire, consumul de energie pentru miscarea axelor este neglijabil. De exemplu daca luam in considerare o masina de debitat cu laser echipata cu o sursa de 2 kW, consumul de energie total (include sursa, sistemul de racire, exhaustarea si miscarea) va fi de circa 13-14 kWh.

Costurile cu energia:

La masinile de debitat cu plasma, cel mai mare consumator de energie este sursa de plasma. Energia consumata este direct proportionala cu curentul de taiere care depinde la randul sau de grosimea materialului debitat. Comparativ cu consumul de energie necesar pentru sursa de plasma, consumul de energie pentru miscarea axelor este neglijabil.  De exemplu pentru o masina de debitat cu plasma cu o sursa de 45A consumul de energie va fi de circa 7kW (include consumul sursei de plasma si miscarea, fara exhaustare)

Costurile cu intretinere si amortizare a masinii:

Comparativ cu masinile de debitat cu plasma, masinile de debitat cu laser sunt mult mai complexe si prin urmare au un cost initial de achizitie cel putin dublu fata de masinile de debitat cu plasma.  Din aceleasi considerente si intretinerea masinilor de debitat cu laser este mai costisitoare.

Operarea masinilor de debitat cu laser necesita de asemenea personal calificat care sa lucreze cu atentie si constiinciozitate.

Masinile de debitat cu laser au nevoie de conditii de functionare adecvate. Se recomanda operarea in spatii climatizate cu temperatura ambientala intre 15-30 °C,

Costurile intretinerea si amortizarea masinii:

Costurile de achizitie a unei masini de debitat cu plasma sunt inferioare, cel putin la jumatate comparativ cu o masina de debitat cu laser. Masina fiind mult mai simpla, intretinerea curenta este mai ieftina comparativ cu masinile de debitat cu laser.

Operarea masinilor de debitat cu plasma poate fi efectuata in multe cazuri si de catre muncitori cu o pregatire mai slaba, necalificati.

Masinile de debitat cu plasma au nevoie de conditii de functionare mai permisive fata de masinile de debitat cu laser. Se recomanda utilizarea masinilor in aceleasi conditii cu masinile de debitat cu laser cu toate ca acestea functioneaza la temperaturi mult mai joase fara probleme majore.