Corte con láser e corte por chorro de auga: dúas grandes tecnoloxías que se combinan? ¿Ou son mellores cando están en solitario? Como sempre, a resposta depende dos traballos que se realizan no taller, dos materiais que se manexan con máis frecuencia, do nivel de habilidade dos operarios, e, en definitiva, o orzamento de equipamento dispoñible.
Segundo unha enquisa aos principais provedores de cada sistema, a resposta curta é que os chorros de auga son menos caros e máis versátiles que os láseres en canto a materiais que se poden cortar. Desde a escuma ata os alimentos, os chorros de auga presentan unha flexibilidade extraordinaria. Por outra banda Ademais, os láseres ofrecen unha velocidade e precisión inigualables ao producir grandes cantidades de metais máis finos de ata 1 polgada (25,4 mm) de espesor.
En canto aos custos operativos, os sistemas de chorro de auga consumen material abrasivo e requiren modificacións da bomba. Os láseres de fibra teñen custos iniciais máis altos, pero custos operativos máis baixos que os seus primos de CO2 máis antigos;tamén poden requirir máis formación do operador (aínda que as interfaces de control modernas acurtan a curva de aprendizaxe). O abrasivo de chorro de auga máis usado é o granate. .Co granate, os compoñentes do chorro de auga poden cortarse durante 125 horas;con alúmina só poden durar unhas 30 horas.
En definitiva, as dúas tecnoloxías deberían verse como complementarias, di Dustin Diehl, director de produto da división de láser de Amada America Inc. en Buena Park, California.
"Cando os clientes teñen ambas tecnoloxías, teñen moita flexibilidade na licitación", explicou Diehl. "Poden licitar por calquera tipo de traballo porque teñen estas dúas ferramentas diferentes pero similares e poden licitar por todo o proxecto".
Por exemplo, un cliente de Amada con dous sistemas realiza o corte nun láser. "Xusto ao lado da prensa dobradora hai un illamento resistente á calor que corta por chorro de auga", di Diehl. "Unha vez que a folla está dobrada, poñen o illamento, dóbrase. de novo e fai o dobladillo ou o selado.É unha pequena liña de montaxe ordenada".
Noutros casos, continuou Diehl, as tendas dixeron que querían comprar un sistema de corte con láser, pero non pensaban que estaban a asumir moito traballo para xustificar o gasto. día, faremos que miren o láser.Podemos facer a aplicación de chapa en minutos en lugar de horas".
Tim Holcomb, especialista en aplicacións de OMAX Corp. Kent, Washington, que dirixe unha tenda con preto de 14 láseres e un chorro de auga, lembra ver unha imaxe que viu anos atrás nunha empresa que utilizaba láseres, chorros de auga e electroerosión por fío.cartel. O cartel expón os mellores materiais e grosores que pode manexar cada tipo de máquina: a lista de chorros de auga empequeñece ás outras.
En definitiva, "Vexo que os láseres tentan competir no mundo do chorro de auga e viceversa, e non van gañar fóra dos seus respectivos campos", explica Holcomb. Tamén sinalou que, dado que o chorro de auga é un sistema de corte en frío, "podemos aproveitar máis aplicacións médicas ou de defensa porque non temos unha zona afectada pola calor (HAZ): somos tecnoloxía microjet.Boquilla minijet e corte microjet "Realmente despegou para nós".
Aínda que os láseres dominan o corte de aceiro negro suave, a tecnoloxía de chorro de auga é "verdadeiramente a navalla suíza da industria da máquina-ferramenta", afirma Tim Fabian, vicepresidente de mercadotecnia e xestión de produtos de Flow International Corp. en Kent, Washington. Membro de Shape Technology Group.Os seus clientes inclúen Joe Gibbs Racing.
"Se pensas niso, un fabricante de coches de carreiras como Joe Gibbs Racing ten menos acceso ás máquinas láser porque adoitan cortar un número limitado de pezas de moitos materiais diferentes, incluíndo titanio, aluminio e fibra de carbono", explicou Fabian na estrada. das necesidades que nos explicaron foi que a máquina que estaban utilizando tiña que ser moi sinxela de programar.Ás veces, un operador pode facer unha peza de aluminio de ¼" [6,35 mm] e montala nun coche de carreiras, pero despois decide que a peza debe estar feita de titanio, unha folla de fibra de carbono máis grosa ou unha folla de aluminio máis delgada. ”
Nun centro de mecanizado CNC tradicional, continuou, "estes cambios son considerables".Intentar cambiar as engrenaxes de material a material e de parte a parte significa cambiar os cabezales de corte, as velocidades do fuso, os avances e os programas.
"Unha das cousas que realmente nos impulsaron a usar chorro de auga foi crear unha biblioteca dos diferentes materiais que usaron, polo que todo o que tiñan que facer era facer un par de clics do rato e facer que cambiaran de aluminio de ¼" a ½" [12,7]. mm] fibra de carbono", continuou Fabian. "Un clic máis, pasan de fibra de carbono de ½" a titanio de 1/8" [3,18 mm].Joe Gibbs Racing está "utilizando moitas aliaxes exóticas e cousas que non adoitan ver os clientes habituais.Así que levamos moito tempo traballando con eles para crear bibliotecas con estes materiais avanzados.Con centos de materiais na nosa base de datos, hai un proceso sinxelo para que os clientes poidan engadir aos seus propios materiais únicos e ampliar aínda máis esta base de datos.”
Outro usuario de gama alta do chorro de auga Flow é SpaceX de Elon Musk. "Temos bastantes máquinas en SpaceX para fabricar pezas para foguetes", dixo Fabian. Outro fabricante de exploración aeroespacial, Blue Origin, tamén usa a máquina Flow. non estás facendo 10.000 de nada;están facendo un deles, cinco deles, catro deles”.
Para a tenda típica, "Cada vez que tes un traballo e necesitas 5.000 ¼" de algo feito de aceiro, un láser vai ser difícil de superar", sinala Fabián."Pero se necesitas dúas pezas de aceiro, tres pezas de aluminio Pezas fabricadas ou catro pezas de nailon, probablemente non considerarías usar un láser en lugar dun chorro de auga. Co chorro de auga, podes cortar calquera material, desde aceiro fino ata 6" a 8" [15,24 a 20,32 cm] de espesor de metal.
Coas súas divisións de láser e máquina-ferramenta, Trumpf ten unha clara posición no láser e CNC convencional.
Na ventá estreita onde o chorro de auga e o láser teñen máis probabilidades de solaparse (o grosor do metal é de pouco máis de 25,4 mm [1 polgada]), o chorro de auga mantén un bordo afiado.
"Para metais moi, moi grosos - 1,5 polgadas [38,1 mm] ou máis - non só un chorro de auga pode darche mellor calidade, senón que un láser pode non ser capaz de procesar o metal", dixo Brett Thompson, Xerente de Tecnoloxía e Vendas de Láser. Consultoría .Despois diso, a diferenza é clara: os non metais son susceptibles de ser mecanizados a chorro de auga, mentres que para calquera metal de 1″ de grosor ou máis delgado, o láser é unha obviedade. O corte con láser é moito máis rápido, especialmente nos máis finos. e/ou materiais máis duros, por exemplo, o aceiro inoxidable en comparación co aluminio".
Para o acabado das pezas, especialmente a calidade dos bordos, a medida que o material se fai máis espeso e a entrada de calor convértese nun factor, o chorro de auga volve gañar unha vantaxe.
"Aí podería ser onde o chorro de auga podería ter unha vantaxe", admitiu Thompson. "O rango de grosores e materiais supera o dun láser cunha zona de menor calor afectada.Aínda que o proceso é máis lento que un láser, o chorro de auga tamén proporciona unha boa calidade de bordo.Tamén adoita obter unha escuadra moi boa cando se usa un chorro de auga, incluso grosor en polgadas e sen rebabas.
Thompson engadiu que a vantaxe da automatización en termos de integración en liñas de produción estendidas é o láser.
"Con un láser, é posible a integración total: carga material por un lado e saída desde o outro lado do sistema integrado de corte e dobrado, e obtén unha peza cortada e dobrada acabada.Neste caso, o chorro de auga aínda pode ser unha mala elección, mesmo cun bo sistema de xestión de materiais, porque as pezas córtanse moito máis lentamente e, obviamente, tes que lidiar coa auga.
Thompson afirma que os láseres son menos caros de operar e manter porque "os consumibles utilizados son relativamente limitados, especialmente os láseres de fibra".Non obstante, "o custo indirecto global dos chorros de auga probablemente sexa menor debido á menor potencia e á relativa sinxeleza da máquina.Realmente depende do ben que estean deseñados e mantidos os dous dispositivos".
Recorda que cando Holcomb de OMAX dirixía unha tenda na década de 1990, "Sempre que tiña unha peza ou un plano na miña mesa, o meu pensamento inicial era:" ¿Podo facelo cun láser? "Pero antes de saber antes, estabamos conseguindo cada vez máis proxectos dedicados a chorros de auga. Son materiais máis grosos e certos tipos de pezas, non podemos entrar nun recuncho moi pechado pola zona afectada pola calor do láser;estoupa fóra da esquina, polo que estaríamos inclinados polos chorros de auga, incluso o que fan normalmente os láseres. O mesmo ocorre co grosor do material.
Mentres que as follas individuais son máis rápidas no láser, as follas apiladas en catro capas son máis rápidas no chorro de auga.
"Se tivese que cortar un círculo de 3" x 1" [76,2 x 25,4 mm] de aceiro suave de 1/4" [6,35 mm], probablemente preferiría o láser pola súa velocidade e precisión.Acabado - corte lateral Contour - será máis un acabado parecido ao vidro, moi suave".
Pero para que un láser funcione a este nivel de precisión, engadiu, “hai que ser un experto en frecuencia e potencia.Nós somos moi bos, pero hai que marcalo con moita forza;con chorros de auga, por primeira vez, Primeiro intento.Agora, todas as nosas máquinas teñen un sistema CAD integrado. Podo deseñar unha peza directamente na máquina”.Isto é xenial para a creación de prototipos, engade. "Podo programar directamente no chorro de auga, o que facilita o cambio de grosores e configuracións de materiais".As configuracións de traballo e as transicións son "comparables;Vin algunhas transicións para chorros de auga que son moi similares aos láseres”.
Agora, para traballos máis pequenos, creación de prototipos ou uso educativo, incluso para unha tenda de pasatempos ou garaxe, o ProtoMAX de OMAX inclúe unha bomba e unha mesa de rodas para facilitar a súa reubicación. O material da peza está mergullado baixo a auga para un corte silencioso.
Respecto ao mantemento, "Normalmente podo adestrar a alguén con chorro de auga nun ou dous días e envialo ao campo moi rapidamente", afirma Holcomb.
As bombas EnduroMAX de OMAX están deseñadas para reducir o uso de auga e permitir reconstrucións rápidas. A versión actual ten tres selos dinámicos. "Aínda digo á xente que teña coidado de manter calquera bomba, non só a miña.É unha bomba de alta presión, así que tómase o seu tempo e adestrase adecuadamente".
"Os chorros de auga son un gran trampolín para o corte e a fabricación, e quizais o teu próximo paso sexa un láser", suxire. "Permite á xente cortar pezas.E as prensas plegadoras son bastante asequibles, polo que poden cortalas e dobralas.Nun entorno de produción, podes estar inclinado a usar un láser".
Aínda que os láseres de fibra ofrecen a flexibilidade de cortar non aceiro (cobre, latón, titanio), os chorros de auga poden cortar materiais de xunta e plásticos debido á falta de HAZ.
O funcionamento da xeración actual de sistemas de corte con láser de fibra "agora é moi intuitivo, e a localización da produción pódese determinar mediante o programa", dixo Diehl. "O operador só carga a peza de traballo e dá comezo.Eu son da tenda e na era do CO2 a óptica comeza a envellecer e deteriorarse, a calidade do corte sofre, e se podes diagnosticar eses problemas, considéraste un excelente operador.Os sistemas de fibra actuais son cortadores de galletas, non teñen eses consumibles, polo que se poden acender ou apagar, cortando pezas ou non.Cómpre un pouco de esixencia dun operador cualificado.Dito isto, creo que a transición do chorro de auga ao láser será suave e sinxela.
Diehl estima que un sistema láser de fibra típico pode funcionar entre 2 e 3 dólares por hora, mentres que os chorros de auga funcionan entre 50 e 75 dólares por hora, tendo en conta o consumo de abrasivos (por exemplo, granate) e as modificacións previstas da bomba.
A medida que a potencia en quilovatios dos sistemas de corte con láser segue aumentando, cada vez son máis unha alternativa aos chorros de auga en materiais como o aluminio.
"No pasado, se se usase aluminio groso, o chorro de auga tería [a] vantaxe", explica Diehl. "O láser non ten a capacidade de pasar por algo así como aluminio de 1″. No mundo do láser, non Non arruinar nese mundo durante moito tempo, pero agora con fibra óptica de maior potencia e avances na tecnoloxía láser, o aluminio de 1″ xa non é un problema.Se fixo unha comparación de custos, para O investimento inicial na máquina, chorros de auga pode ser máis barato.As pezas cortadas con láser poden ser 10 veces máis, pero tes que estar neste ambiente de gran volume para aumentar os custos.A medida que executas máis pezas mixtas de baixo volume, pode haber algunhas vantaxes para chorro de auga, pero certamente non nun ambiente de produción.Se estás en calquera tipo de ambiente no que necesites executar centos ou miles de pezas, non é unha aplicación de chorro de auga".
Ilustrando o aumento da potencia do láser dispoñible, a tecnoloxía ENSIS de Amada pasou de 2 kW a 12 kW cando se lanzou en 2013. No outro extremo da escala, a máquina VENTIS de Amada (introducida en Fabtech 2019) permite unha gama máis ampla de procesamento de materiais. cunha viga que se move ao longo do diámetro da boquilla.
"Podemos realizar diferentes técnicas moviéndonos cara atrás e cara atrás, arriba e abaixo, de lado a lado ou en forma de oito", dixo Diehl sobre VENTIS. "Unha das cousas que aprendemos da tecnoloxía ENSIS é que cada material ten un sabor doce. punto - un xeito que lle gusta cortar.Facemos isto usando diferentes tipos de patróns e forma de feixe.Con VENTIS, nós Vai e vai case coma unha serra;a medida que a cabeza se move, o feixe móvese cara atrás e cara atrás, polo que obténs raias moi suaves, unha gran calidade de bordo e ás veces velocidade".
Do mesmo xeito que o pequeno sistema de chorro de auga ProtoMAX de OMAX, Amada está a preparar un “sistema de fibra de pegada moi pequena” para pequenos talleres ou “talleres de prototipado de I+D” que non queren entrar no seu departamento de produción cando só precisan facer uns poucos prototipos.parte. ”
Hora de publicación: 09-02-2022