Czynniki wpływające na szybkość i wydajność cięcia laserowego
W nowoczesnej technologii obróbki blach, technologia laserowa oferuje niezrównaną precyzję i szybkość cięcia podczas formowania różnorodnych materiałów. W miarę jak branża dalej korzysta z wszechstronności technologii cięcia laserowego, optymalizacja szybkości i efektywności staje się coraz istotniejsza. Od surowca po produkt końcowy, proces cięcia laserowego wiąże się ze złożonym wzajemnym oddziaływaniem wielu czynników. Kompletne zrozumienie kluczowych czynników wpływających na szybkość i efektywność cięcia laserowego jest niezbędne, począwszy od wewnętrznych właściwości materiału, aż po skomplikowaną konfigurację maszyny do cięcia.
W tym artykule kompleksowo omawiamy kluczowe czynniki wpływające na prędkość i wydajność cięcia laserowego, wyjaśniając złożoność właściwości materiałów, parametrów lasera, warunków cięcia, konfiguracji maszyny oraz aspektów projektowych. To opracowanie dostarcza użytkownikom cennych informacji, umożliwiających w pełni wykorzystanie potencjału technologii cięcia laserowego i napędzanie innowacji w procesach obróbki metali.
Prędkość i wydajność cięcia laserowego
Prędkość cięcia maszyny do cięcia laserowego jest istotnym zagadnieniem dla wielu firm przetwórczych, ponieważ decyduje ona o efektywności produkcji. Innymi słowy, im większa prędkość, tym wyższy ogólny output. Cięcie laserowe to złożona technologia produkcyjna, która opiera się na delikatnej równowadze wielu czynników w celu osiągnięcia optymalnej szybkości i wydajności. Właściwości materiału, takie jak skład, grubość i stan powierzchni, wpływają na parametry cięcia. Parametry lasera, w tym gęstość mocy, jakość wiązki oraz długość ogniskowej, decydują o dokładności i skuteczności cięcia. Dobór warunków cięcia, takich jak prędkość i gaz wspomagający, odgrywa kluczową rolę w poprawie wydajności procesu. Czynniki maszynowe, takie jak konfiguracja systemu i stan konserwacyjny, znacząco wpływają na ogólną wydajność. Dodatkowo aspekty projektowe, takie jak złożoność geometryczna i optymalizacja rozmieszczenia elementów, również wpływają na prędkość i efektywność cięcia. Poprzez pełne zrozumienie i zoptymalizowanie tych czynników producenci mogą poprawić szybkość, precyzję i efektywność procesu cięcia laserowego, co przekłada się na zwiększoną produktywność i konkurencyjność.
Główne czynniki wpływające na prędkość cięcia laserowego
Zaawansowana technologia cięcia przyczyniła się do szybkiego rozwoju przemysłu laserowego, znacząco poprawiając jakość i stabilność pracy maszyn do cięcia laserowego. W trakcie procesu obróbki prędkość cięcia laserowego jest zależna od takich czynników jak parametry procesu, jakość materiału, czystość gazu oraz jakość wiązka. Głębokie zrozumienie złożoności tego procesu ujawnia kompleksowe zagadnienia, które użytkownicy muszą dokładnie wziąć pod uwagę. Tutaj omawiamy główne czynniki, które znacząco wpływają na prędkość i wydajność cięcia laserowego.
Parametry lasera
Gęstość mocy: Gęstość mocy laseru jest określana przez moc wiązka laserowego skoncentrowanego na danej powierzchni, co bezpośrednio wpływa na prędkość i wydajność cięcia. Wyższa gęstość mocy pozwala na większą prędkość cięcia, jednak wymaga dokładnej kalibracji, aby zapobiec uszkodzeniu materiału.
Jakość wiązki: Jakość wiązki laserowej, w tym takie czynniki jak dywergencja, kształt i długość fali, wpływa na dokładność i wydajność cięcia. Wysoka jakość wiązki zapewnia jednolite rozłożenie energii, co przekłada się na czystsze cięcie i większą efektywność.
Ogniskowa: Ogniskowa soczewki laserowej określa wielkość i głębokość plamki wiązki. Optymalny wybór ostrości zapewnia precyzyjne dostarczanie energii do powierzchni cięcia, maksymalizując wydajność bez utraty jakości.
Charakterystyka materiału
Typ materiału: Rodzaj materiału, który jest cięty, odgrywa istotną rolę przy określaniu szybkości i efektywności cięcia laserowego. Miękkie materiały są stosunkowo łatwe do cięcia laserowego i cięte są szybciej. Twarde materiały wymagają dłuższego czasu obróbki. Metale takie jak stal nierdzewna, aluminium i stal węglowa charakteryzują się różną przewodnością cieplną, temperaturami topnienia oraz odbiciem, co wszystko wpływa na ich reakcję na cięcie laserowe. Na przykład cięcie stali przebiega znacznie wolniej niż cięcie aluminium.
Grubość: Grubość materiału bezpośrednio wpływa na prędkość i skuteczność cięcia. Grubsze materiały wymagają więcej energii i czasu do przycięcia niż cieńsze. Aby osiągnąć optymalne wyniki przy różnych grubościach, należy dostosować moc lasera, długość ogniskową oraz prędkość cięcia.
Stan powierzchni: Nierówności powierzchni (takie jak rdza, utlenienie lub powłoki) mogą wpływać na jakość i szybkość cięcia laserowego. W celu efektywnego cięcia powierzchnia materiału może wymagać przygotowania poprzez czyszczenie lub obróbkę powierzchniową.
Czynniki związane z maszyną do cięcia laserowego
Konfiguracja systemu laserowego: Konstrukcja i funkcjonalność maszyny do cięcia laserowego, w tym system dostarczania wiązka, sterowanie ruchem oraz funkcje automatyzacji, mogą wpływać na prędkość i wydajność cięcia. Postępy w nowoczesnej technologii laserowej zwiększyły szybkość i precyzję przetwarzania.
Konserwacja i kalibracja: Regularna konserwacja, kalibracja oraz wyrównanie sprzętu do cięcia laserowego pomaga zapewnić stabilną wydajność i wydłużyć żywotność maszyny. Pominięcie konserwacji może prowadzić do obniżenia efektywności cięcia, zwiększenia przestojów oraz kosztownych napraw.
Warunki koszenia
Prędkość cięcia: Szybkość, z jaką wiązka laserowa porusza się po powierzchni materiału, znacząco wpływa na efektywność cięcia. Znalezienie odpowiedniego balansu między prędkością cięcia a mocą pozwala osiągnąć pożądane wyniki i zminimalizować czas przetwarzania.
Wybór gazu wspomagającego: Gazy wspomagające, takie jak tlen, azot lub sprężone powietrze, ułatwiają usuwanie materiału i chłodzenie podczas procesu cięcia laserowego. Wybór gazu wspomagającego zależy od typu materiału, jego grubości oraz pożądanego jakości krawędzi. Im wyższe ciśnienie gazu wspomagającego, tym wyższa czystość gazu, tym mniej zanieczyszczeń przylega do materiału i tym gładniejsza jest krawędź cięcia. Ogólnie rzecz biorąc, tlen pozwala na szybsze cięcie, natomiast azot zapewnia lepszą jakość cięcia i jest tańszy. Różne gazy oferują różne stopnie efektywności i czystości cięcia.
Projekt i wyrównanie dyszy: Poprawny projekt i wyrównanie dyszy pomaga skierować strumień gazu wtórnego i utrzymać optymalną odległość roboczą. Nieprawidłowe wyrównanie lub zużycie dyszy może prowadzić do zmniejszenia się efektywności i jakości cięcia.
Warunki koszenia
Prędkość cięcia: Szybkość, z jaką wiązka laserowa porusza się po powierzchni materiału, znacząco wpływa na efektywność cięcia. Znalezienie odpowiedniego balansu między prędkością cięcia a mocą pozwala osiągnąć pożądane wyniki i zminimalizować czas przetwarzania.
Wybór gazu wspomagającego: Gazy wspomagające, takie jak tlen, azot lub powietrze skompresowane, ułatwiają usuwanie materiału i chłodzenie podczas procesu cięcia laserowego. Wybór gazu wspomagającego zależy od typu materiału, jego grubości oraz pożądanej jakości krawędzi. Im wyższe ciśnienie gazu wspomagającego, tym wyższa czystość gazu, co zmniejsza ilość zanieczyszczeń przylegających do materiału i zapewnia gładką krawędź cięcia. Ogólnie rzecz biorąc, tlen pozwala na szybsze cięcie, natomiast azot daje lepszą jakość cięcia i jest tańszy. Różne gazy oferują różne stopnie efektywności i czystości cięcia.
Projekt i wyrównanie dyszy: Poprawny projekt i wyrównanie dyszy pomaga kierować strumień wtórnego gazu i utrzymywać optymalną odległość roboczą. Nieprawidłowe wyrównanie lub zużycie dyszy może prowadzić do obniżenia efektywności i jakości cięcia.
Czynniki środowiskowe
Temperatura i wilgotność: Temperatura otoczenia oraz poziom wilgotności mogą wpływać na wydajność cięcia laserowego. Ekstremalne temperatury lub wysoka wilgotność mogą powodować odkształcenia materiału lub zakłócać propagację wiązki laserowej, wpływając na prędkość i jakość cięcia.
Jakość powietrza: Zanieczyszczenia powietrza, takie jak kurz czy cząstki, mogą zakłócać proces cięcia laserowego. Utrzymywanie czystego powietrza w środowisku cięcia pomaga zapobiegać zatykaniu dysz i gwarantuje stabilną skuteczność cięcia.
Rozważania dotyczące projektowania
Złożoność geometryczna: Skomplikowane projekty z ostrymi narożnikami, małymi detalami lub wąskimi tolerancjami mogą wymagać niższych prędkości cięcia w celu zachowania dokładności i jakości krawędzi. Zaawansowane oprogramowanie CAD może optymalizować ścieżki cięcia dla złożonych geometrii, poprawiając ogólną efektywność.
Optymalizacja rozmieszczenia: Dzięki efektywnemu wykorzystaniu materiału za pomocą oprogramowania do optymalizacji rozmieszczania można zminimalizować odpady materiałowe, skrócić czas cięcia i ostatecznie poprawić ogólną efektywność procesu. Algorytmy rozmieszczania układają części w sposób zapewniający największą oszczędność przestrzeni, maksymalizując wykorzystanie materiału.
Wymagania dotyczące wykończenia krawędzi: Wymagania dotyczące jakości krawędzi (czy mają być gładkie, chropowate lub bez zadziorów) wpływają na parametry i prędkości cięcia. Może być konieczne wprowadzenie korekt, aby spełnić określone standardy wykończenia powierzchni i zagwarantować, że produkt końcowy spełnia normy jakości.
W trakcie złożonego procesu cięcia laserowego producenci muszą starannie rozważyć i zrównoważyć te czynniki, aby w pełni wykorzystać potencjał tej zaawansowanej technologii. Szczegółowa znajomość oddziaływań materiałowych, dynamiki lasera, warunków cięcia, konfiguracji maszyny, wpływu środowiska oraz złożoności projektu może pomóc w osiągnięciu optymalnej prędkości i efektywności cięcia laserowego we współczesnej produkcji.
Jak zwiększyć prędkość cięcia laserowego
1. Wybierz odpowiedni materiał
Wybór materiałów łatwiejszych do cięcia może poprawić wydajność cięcia.
2. Poprawnie dostosuj moc lasera
Dostosowanie mocy lasera znacząco wpływa na prędkość cięcia laserowego. Dlatego ważne jest odpowiednie dostosowanie mocy lasera dla różnych materiałów i ich grubości, aby zwiększyć prędkość cięcia.
3. Używaj wysokiej jakości lasera
Jakość lasera również znacząco wpływa na prędkość cięcia laserowego. Stosowanie lasera wyższej jakości może poprawić wydajność cięcia i skrócić czas cięcia.
4. Konserwuj urządzenie
Regularna konserwacja i serwisowanie maszyny do cięcia laserowego w celu utrzymania jej w optymalnym stanie pracy pomoże poprawić prędkość i wydajność cięcia.
Związek między mocą lasera, stanem materiału a prędkością cięcia laserowego
Wcześniej omawialiśmy czynniki wpływające na prędkość cięcia laserowego, w tym właściwości materiału i moc źródła lasera. Poniżej, za pomocą wykresu, przedstawiamy maksymalną grubość cięcia oraz odpowiadającą jej prędkość cięcia dla włóknowych laserów Raycus o mocy 1000 W–15000 W i włóknowych laserów IPG o mocy 1000 W–12000 W.
Prędkość cięcia Raycus – stal węglowa
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem włóknowym (Raycus/stal węglowa/1000 W–4000 W)
| Materiał | Moc lasera | 1000 W | 1500W | 2000 watów | 3000 W | 4000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal węglowa (O2/N2/powietrze) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 7.3/25 | 10/35 | 28-35 |
| 2 | 4 | 5 | 5.2/9 | 5.5/20 | 12-15 | |
| 3 | 3 | 3.6 | 4.2 | 4 | 4-4,5(1,8 kW)/8-12 | |
| 4 | 2.3 | 2.5 | 3 | 3.5 | 3-3,5(2,4 kW) | |
| 5 | 1.8 | 1.8 | 2.2 | 3.2 | 2,5-3(2,4 kW) | |
| 6 | 1.4 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | 2,5-2,8(3 kW) | |
| 8 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 2.2 | 2-2,3(3,6 kW) | |
| 10 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.5 | 1,8-2(4 kW) | |
| 12 | 0.8 | 0.9 | 1 | 1-1,2(1,8-2,2 kW) | ||
| 14 | 0.65 | 0.8 | 0.9 | 0,9-1(1,8-2,2 kW) | ||
| 16 | 0.5 | 0.7 | 0.75 | 0,7-0,9(2,2-2,6 kW) | ||
| 18 | 0.5 | 0.65 | 0,6-0,7(2,2-2,6 kW) | |||
| 20 | 0.4 | 0.6 | 0,55-0,65(2,2-2,6 kW) | |||
| 22 | 0.55 | 0,5-0,6(2,2-2,8 kW) | ||||
| 25 | 0,5(2,4-3 kW) |
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem światłowodowym (Raycus/ stal węglowa / 6000W-15000W)
| Moc lasera | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3,5-4,2(2,4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3,3-3,8(2,4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3,6(3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2,7-3,2(3,3 kW) / 4,5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2,2-2,5(4,2 kW) | 2,3-2,5(4 kW) / 5-5,5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2,0-2,3(5,5 kW) | 2,3(6 kW) | 2-2,3(6 kW)/3,5-4,5 | 2-2,3(6 kW)/5-6,5 | 2-2,3(6 kW)/7-8 |
| 12 | 1,9-2,1(6 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7(6 kW) | 1,6-1,8(8 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4(6 kW) | 1,4-1,6(8 kW) | 1,4-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW)/3-3,5 |
| 18 | 0,8(6 kW) | 1,2-1,4(8 kW) | 1,3-1,5(9,5 kW) | 1,4-1,5(10 kW) | 1,4-1,5(10 kW) |
| 20 | 0,6-0,7(6 kW) | 1-1,2(8 kW) | 1,2-1,4(10 kW) | 1,3-1,4(12 kW) | 1,3-1,4(12 kW) |
| 22 | 0,5-0,6(6 kW) | 0,6-0,65(8 kW) | 1,0-1,2(10 kW) | 1-1,2(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 25 | 0,4-0,5(6 kW) | 0,3-0,45(8 kW) | 0,5-0,65(10 kW) | 0,8-1(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 30 | 0,2-0,25(8 kW) | 0,3-0,35(10 kW) | 0,7-0,8(12 kW) | 0,75-0,85(15 kW) | |
| 40 | 0,1-0,15(8 kW) | 0,2(10 kW) | 0,25-0,3(12 kW) | 0,3-0,35(15 kW) | |
| 50 | 0,2-0,25(15 kW) | ||||
| 60 | 0,18-0,2(15 kW) |
Prędkość cięcia IPG – stal węglowa
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem włóknowym (IPG // 1000W-4000W)
| Materiał | Moc lasera | 1000 W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal węglowa (O2/N2/powietrze) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem światłowodowym (Raycus/ stal węglowa / 6000W-15000W)
| Moc lasera | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3,5-4,2(2,4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3,3-3,8(2,4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3,6(3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2,7-3,2(3,3 kW) / 4,5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2,2-2,5(4,2 kW) | 2,3-2,5(4 kW) / 5-5,5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2,0-2,3(5,5 kW) | 2,3(6 kW) | 2-2,3(6 kW)/3,5-4,5 | 2-2,3(6 kW)/5-6,5 | 2-2,3(6 kW)/7-8 |
| 12 | 1,9-2,1(6 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7(6 kW) | 1,6-1,8(8 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4(6 kW) | 1,4-1,6(8 kW) | 1,4-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW)/3-3,5 |
| 18 | 0,8(6 kW) | 1,2-1,4(8 kW) | 1,3-1,5(9,5 kW) | 1,4-1,5(10 kW) | 1,4-1,5(10 kW) |
| 20 | 0,6-0,7(6 kW) | 1-1,2(8 kW) | 1,2-1,4(10 kW) | 1,3-1,4(12 kW) | 1,3-1,4(12 kW) |
| 22 | 0,5-0,6(6 kW) | 0,6-0,65(8 kW) | 1,0-1,2(10 kW) | 1-1,2(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 25 | 0,4-0,5(6 kW) | 0,3-0,45(8 kW) | 0,5-0,65(10 kW) | 0,8-1(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 30 | 0,2-0,25(8 kW) | 0,3-0,35(10 kW) | 0,7-0,8(12 kW) | 0,75-0,85(15 kW) | |
| 40 | 0,1-0,15(8 kW) | 0,2(10 kW) | 0,25-0,3(12 kW) | 0,3-0,35(15 kW) | |
| 50 | 0,2-0,25(15 kW) | ||||
| 60 | 0,18-0,2(15 kW) |
Prędkość cięcia IPG - stal węglowa
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem włóknowym (IPG // 1000W-4000W)
| Materiał | Moc lasera | 1000 W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal węglowa (O2/N2/powietrze) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem włóknowym (IPG/stal węglowa/6000W-12000W)
| Materiał | Moc lasera | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal węglowa (O2/N2/powietrze) | 1 | 10-12/45-60 | 10-12/50-60 | 10-12/50-80 | |
| 2 | 5-6/26-30 | 5.5-6.8/30-35 | 5.5-6.8/38-43 | ||
| 3 | 4-4.5/18-20 | 4.2-5.0/20-25 | 4.2-5.0/28-30 | ||
| 4 | 3.2-3.8/13-15 | 3.7-4.5/15-18 | 3.7-4.5/18-21 | ||
| 5 | 3-3.5/7-10 | 3.2-3.8/10-12 | 3.2-3.8/13-15 | ||
| 6 | 2.8-3.2 | 2.8-3.6/8.2-9.2 | 2.8-3.6/10.8-12 | ||
| 8 | 2.5-2.8 | 2.6-3.0/5.0-5.8 | 2.6-3.0/7.0-7.8 | ||
| 10 | 2.0-2.5 | 2.1-2.6/3.0-3.5 | 2.1-2.6/3.8-4.6 | 2.2-2.6 | |
| 12 | 1.8-2.2 | 1.9-2.3 | 1.9-2.3 | 2-2.2 | |
| 14 | 1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.8-2.2 | |
| 16 | 0.85-1.5 | 0.85-1.2 | 0.85-1.2 | 1.5-2 | |
| 20 | 0.75-1.0 | 0.75-1.1 | 0.75-1.1 | 1.2-1.7 | |
| 22 | 0.7-0.8 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | |
| 25 | 0.6-0.7 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | |
| 30 | 0.4-0.5 | ||||
| 35 | 0.35-0.45 | ||||
| 40 | 0.3-0.4 |
Jak pokazano na wykresie, możemy zobaczyć parametry grubości i prędkości dla maszyn do cięcia laserowego włóknowego o mocy 1000 W, 1500 W, 2000 W, 3000 W, 4000 W, 6000 W, 8000 W, 10000 W, 12000 W oraz 15000 W.
Na przykładzie stali węglowej, maszyna do cięcia laserowego włóknowego Raycus 1000 W może przecinać stal węglową o grubości 3 mm z maksymalną prędkością cięcia wynoszącą 3 metry na minutę.
Maszyna do cięcia laserowego włóknowego o mocy 1500 W może przecinać stal węglową o grubości 3 mm z maksymalną prędkością cięcia wynoszącą 3,6 metra na minutę.
Korzystając z powyższego wykresu IPG, możemy porównać parametry różnych maszyn do cięcia laserowego podczas cięcia tego samego materiału. Na przykład:
Maszyna do cięcia laserowego o mocy 1000 W może przecinać stal węglową o grubości 3 mm z maksymalną prędkością 3,3 metra na minutę.
Maszyna do cięcia laserowego o mocy 1500 W może przecinać stal węglową o grubości 3 mm z maksymalną prędkością 3,9 metra na minutę.
Prędkość cięcia Raycus - stal nierdzewna
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem światłowodowym (Raycus/stal nierdzewna/1000W-4000W)
| Materiał | Moc lasera | 1000 W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal nierdzewna (N2) | 1 | 13 | 20 | 28 | 28-35 | 30-40 |
| 2 | 6 | 7 | 10 | 18-24 | 15-20 | |
| 3 | 3 | 4.5 | 5 | 7-10 | 10-12 | |
| 4 | 1 | 3 | 3 | 5-6.5 | 6-7 | |
| 5 | 0.6 | 1.5 | 2 | 3-3.6 | 4-4.5 | |
| 6 | 0.8 | 1.5 | 2-2.7 | 3-3.5 | ||
| 8 | 0.6 | 1-1.2 | 1.5-1.8 | |||
| 10 | 0.5-0.6 | 1-1.2 | ||||
| 12 | 0.8 |
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem światłowodowym (Raycus/stal nierdzewna/6000W-15000W)
| Materiał | Moc lasera | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal nierdzewna (N2) | 1 | 30-45 | 40-50 | 45-50 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 25-30 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-50 | |
| 3 | 15-18 | 20-24 | 25-30 | 30-35 | 35-38 | |
| 4 | 10-12 | 12-15 | 18-20 | 23-27 | 25-29 | |
| 5 | 7-8 | 9-10 | 12-15 | 15-18 | 18-22 | |
| 6 | 4.5-5 | 7-8 | 8-9 | 13-15 | 15-18 | |
| 8 | 3.5-3.8 | 4-5 | 5-6 | 8-10 | 10-12 | |
| 10 | 1.5-2 | 3-3.5 | 3.5-4 | 6.5-7.5 | 8-9 | |
| 12 | 1-1.2 | 2-2.5 | 2.5-3 | 5-5.5 | 6-7 | |
| 16 | 0.5-0.6 | 1-1.5 | 1.6-2 | 2-2.3 | 2.9-3.1 | |
| 20 | 0.2-0.35 | 0.6-0.8 | 1-1.2 | 1.2-1.4 | 1.9-2.1 | |
| 22 | 0.4-0.6 | 0.7-0.9 | 0.9-1.2 | 1.5-1.7 | ||
| 25 | 0.3-0.4 | 0.5-0.6 | 0.7-0.9 | 1.2-1.4 | ||
| 30 | 0.15-0.2 | 0.25 | 0.25-0.3 | 0.8-1 | ||
| 35 | 0.15 | 0.2-0.25 | 0.6-0.8 | |||
| 40 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | ||||
| 45 | 0.2-0.4 |
Prędkość cięcia IPG - stal nierdzewna
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem światłowodowym (IPG/stal nierdzewna/1000W-4000W)
| Materiał | Moc lasera | 1000 W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal nierdzewna (N2) | 1 | 12-15 | 16-20 | 20-28 | 30-40 | 40-55 |
| 2 | 4.5-5.5 | 5.5-7.0 | 7-11 | 15-18 | 20-25 | |
| 3 | 1.5-2 | 2.0-2.8 | 4.5-6.5 | 8-10 | 12-15 | |
| 4 | 1-1.3 | 1.5-1.9 | 2.8-3.2 | 5.4-6 | 7-9 | |
| 5 | 0.6-0.8 | 0.8-1.2 | 1.5-2 | 2.8-3.5 | 4-5.5 | |
| 6 | 0.6-0.8 | 1-1.3 | 1.8-2.6 | 2.5-4 | ||
| 8 | 0.6-0.8 | 1.0-1.3 | 1.8-2.5 | |||
| 10 | 0.6-0.8 | 1.0-1.6 | ||||
| 12 | 0.5-0.7 | 0.8-1.2 | ||||
| 16 | 0.25-0.35 |
Parametry grubości i prędkości cięcia laserem światłowodowym (IPG/stal nierdzewna/6000W-12000W)
| Materiał | Moc lasera | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Grubość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | Prędkość | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Stal nierdzewna (N2) | 1 | 60-80 | 60-80 | 60-80 | 70-80 |
| 2 | 30-35 | 36-40 | 39-42 | 42-50 | |
| 3 | 19-21 | 21-24 | 25-30 | 33-40 | |
| 4 | 12-15 | 15-17 | 20-22 | 25-28 | |
| 5 | 8.5-10 | 10-12.5 | 14-16 | 17-20 | |
| 6 | 5.0-5.8 | 7.5-8.5 | 11-13 | 13-16 | |
| 8 | 2.8-3.5 | 4.8-5.8 | 7.8-8.8 | 8-10 | |
| 10 | 1.8-2.5 | 3.2-3.8 | 5.6-7 | 6-8 | |
| 12 | 1.2-1.5 | 2.2-2.9 | 3.5-3.9 | 4.5-5.4 | |
| 16 | 1.0-1.2 | 1.5-2.0 | 1.8-2.6 | 2.2-2.5 | |
| 20 | 0.6-0.8 | 0.95-1.1 | 1.5-1.9 | 1.4-6 | |
| 22 | 0.3-0.4 | 0.7-0.85 | 1.1-1.4 | 0.9-4 | |
| 25 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | 0.45-0.65 | 0.7-1 | |
| 30 | 0.3-0.4 | 0.4-0.5 | 0.3-0.5 | ||
| 35 | 0.25-0.35 | ||||
| 40 | 0.2-0.25 |
Spójrzmy teraz bliżej na parametry cięcia stali nierdzewnej.
Za pomocą maszyny do cięcia laserem światłowodowym o mocy 1000 W można przeciąć stal nierdzewną o grubości 3 mm z maksymalną prędkością 3 metry na minutę.
Za pomocą maszyny do cięcia laserem światłowodowym o mocy 1500 W można przeciąć stal nierdzewną o grubości 3 mm z maksymalną prędkością 4,5 metra na minutę.
Dla stali nierdzewnej o grubości 5 mm, maszyna do cięcia laserowego włóknowego o mocy 1000 W może osiągnąć maksymalną prędkość cięcia wynoszącą 0,6 metra na minutę, podczas gdy maszyna laserowa o mocy 1500 W może osiągnąć maksymalną prędkość cięcia wynoszącą 1,5 metra na minutę.
Porównując te parametry, widać wyraźnie, że przy użyciu tego samego typu i grubości materiału wyższa moc umożliwia szybsze prędkości cięcia.
Wpływ prędkości cięcia laserowego na jakość cięcia
1. Gdy prędkość cięcia jest zbyt wysoka, gaz współosiowy z wiązką nie jest w stanie całkowicie usunąć odpadów powstających podczas cięcia. Stopiony materiał gromadzi się po obu stronach i zastyga u dolnej krawędzi, tworząc trudno usuwalne natopy. Zbyt szybkie cięcie może również skutkować niepełnym przetnięciem materiału, pozostawiając pewną grubość przylegającego materiału u dołu, zwykle bardzo małą, którą trzeba usunąć ręcznie za pomocą młotka.
2. Gdy prędkość cięcia jest odpowiednia, jakość cięcia się poprawia, co skutkuje małymi i gładkimi szczelinami, gładką powierzchnią cięcia bez zadziorów oraz brakiem ogólnego odkształcenia przedmiotu obrabianego, umożliwiając jego użycie bez dodatkowej obróbki.
Gdy prędkość cięcia jest zbyt niska, wiązka lasera o wysokiej energii pozostaje w danym obszarze zbyt długo, co powoduje znaczny efekt cieplny. Może to prowadzić do silnego nadtopienia po przeciwnej stronie cięcia, nadtopienia powyżej miejsca cięcia oraz powstawania gruzu pod cięciem, co skutkuje złej jakości cięciem.
Podsumowanie
Prędkość cięcia laserowego wpływa zarówno na wydajność, jak i jakość. Dlatego producenci powinni zrozumieć czynniki wpływające na prędkość cięcia laserowego. Zrozumienie tej prędkości może poprawić szybkość, precyzję i efektywność procesu cięcia laserowego, zwiększając tym samym zdolności produkcyjne i konkurencyjność.
