Len pred desiatimi rokmi boli vláknové laserové rezačky považované za špecialistov na tenké plechy. Obchody rýchlo zistili, že do nich musia investovať, aby mohli konkurovať, alebo aspoň znížiť ich merací materiál. Pre vysokokvalitné rezanie plechov sú CO2 lasery stále tou správnou cestou. Iste, vláknové lasery mohli rezať hrubšie polotovary, ale kvalita nebola skvelá a ich rýchlostná výhoda takmer zmizla pri rezaní veľmi hrubých plechov. Dnes sa svet zmenil.
Technológia pomocných plynov prešla za pár rokov dlhú cestu a je jedným z kľúčových prispievateľov k rýchlo sa meniacej oblasti laserového rezania. Materiály šošoviek a ich dizajn boli vylepšené, rovnako ako rezacie hlavy a trysky. Je vidieť, že moderné systémy dodávania vláknového laserového lúča sa pohodlne vyrovnávajú s obrovskými fotónovými výkonmi. Ultravýkonné lasery s výkonom 20, 30 a dokonca 50 kW teraz dokážu krájať hrubé plechy rýchlo a čisto.
„Čistý“ je tu operatívne slovo. To, či má laser ekonomický zmysel, závisí od nákladov na jeden diel. V oblasti presného rezania plechov dnes zažívajú boom výkonné lasery. Ak sa časť predtým rezala plazmou a potom sa odihlovala alebo dokončovala na frézke, teraz sa to dá urobiť na vláknovom laseri.
Pomocné miešanie plynov to všetko umožňuje. Aj tie najhrubšie platne sa dnes nespracúvajú kyslíkom, ale zmesou dusík-kyslík. Prúd pomocného plynu stále pozostáva predovšetkým z dusíka, inertného plynu, ktorý vytláča roztavený kov zo zárezu, ale malá časť kyslíka zabezpečuje chemickú reakciu, ktorá pomáha priviesť zárez ku dnu pre okraj bez nečistôt.
Stojan medzi povrchom a dýzou bol vyrobený tak malý, že takmer neexistuje, a to všetko na umožnenie laminárneho prúdenia pomocných plynov cez zárez, takže zmes dusíka a kyslíka môže fungovať podľa plánu. Pri presnom rezaní plechov je nadmerná turbulencia pomocných plynov nepriateľom čistého rezania laserom.
Skoré aplikácie na miešanie plynov sa objavili pred viac ako desiatimi rokmi, nie pre hrubú oceľ, ale pre rezanie hliníka bez škvŕn. Steve Albrecht, prezident spoločnosti Pewaukee, Liberty Systems so sídlom vo Wisconsine, dodávateľa výroby dusíka a miešania plynov, si spomína, že začiatkom 2010. rokov používali zmesi dusíka a kyslíka nie pre vláknové lasery, ale pre 4 kW CO2 systém na rezanie hliníka s hrúbkou 0.{8}}palca.
„Hliník má navrchu oxidovú vrstvu,“ hovorí Albrecht, „a musíte ho spáliť, aby ste predišli tvorbe prachu alebo otrepov. Ako zistili aplikační inžinieri, prúd vzduchu podporovaný dusíkom s dávkou kyslíka pomáha eliminovať ťažké na odstránenie nečistôt na okrajoch laserom rezaného hliníka.
„Ako mäkší materiál má hliník niektoré jedinečné vlastnosti na rezanie laserom,“ hovorí David Bell, prezident spoločnosti Witte Gas Control v Alpharetta, Georgia, „plynová zmes je užitočná. Ak hliník režete kyslíkom, spálite ho. narežte to dusíkom, získate okrajové pruhy. Zmiešajte tieto dva a získate čistejší rez.
Keď vláknové lasery začali preberať trh a dostupný výkon neustále rástol, stratégie pomocných plynov sa naďalej vyvíjali. Aplikační inžinieri začali experimentovať s rôznymi kombináciami dusíka a kyslíka.
Ako spomína Albrecht, keď inžinieri začali dosahovať dobré výsledky s hladinami kyslíka blížiacimi sa k 20 percentám, otvorilo to dvere používaniu ultrasuchého vzduchu na rezanie. To výrobcovi ušetrilo veľa peňazí, najmä ak vezmeme do úvahy množstvo pomocného plynu spotrebovaného ranými vláknovými lasermi.
„Keď sa objavili prvé vlákna s výkonom 6 kW a 8 kW,“ hovorí Albrecht, „vtedy sa rezanie ultrasuchým vzduchom skutočne začalo rozbiehať.
Keď sa však výkon vláknového lasera neustále zvyšoval, zmenila sa stratégia pomocného plynu. Rezné podmienky pre vláknové lasery s najvyšším výkonom boli postavené na presných zmesiach dusík-kyslík s nízkym obsahom kyslíka.
OEM výrobcovia laserových rezačiek začali experimentovať s rôznymi tryskami a rôznymi prístupmi na dosiahnutie hladkého laminárneho prúdenia pomocných plynov okolo výkonnejšieho lúča. Návrhy trysiek boli optimalizované. Niektoré geometrie dýz zachytávajú plyn v hornej časti kovu. Iné techniky využívajú vzduchové „záclony“ okolo stĺpca pomocného plynu. Ako vysvetľuje Albrecht, tieto metódy závisia od výrobcu stroja, ale všetci pracujú na dosiahnutí rovnakého cieľa: dosiahnuť najlepšiu kvalitu rezu pri najnižších nákladoch na kus. To zahŕňa využitie pomocných plynov a najmä nájdenie optimálnej zmesi na zlepšenie kvality a rýchlosti rezu.
