การตัดแบบเฉือน

เครื่องตัดแบบเลเซอร์-เปลวไฟผสม หรือที่เรียกอีกอย่างว่า ระบบตัดแบบเลเซอร์-ออกซิเชื้อเพลิงผสม เป็นอุปกรณ์ตัดระดับสูงสำหรับอุตสาหกรรม ซึ่งผสานเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์เข้ากับเทคโนโลยีการตัดด้วยเปลวไฟ (ออกซิเชื้อเพลิง) เข้าด้วยกัน.

โดยสรุปง่าย ๆ แล้ว เครื่องนี้เครื่องเดียวสามารถตัดได้สองแบบ ซึ่งการออกแบบนี้แก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นจากการตัดวัสดุทุกชนิด ตั้งแต่แผ่นบางไปจนถึงแผ่นหนาพิเศษ ได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ตามความหนาของวัสดุ

หลักการปฏิบัติงานหลักของมันเรียบง่ายมาก คือใช้ลำแสงเลเซอร์เพื่อจุดประกาย ส่วนความร้อนที่เกิดจากเปลวไฟจะทำหน้าที่ตัดจริง

ระบบไม่ได้แค่รวมเทคโนโลยีทั้งสองแบบเข้าด้วยกันอย่างผิวเผิน แต่ประสานงานให้ทั้งสองแบบทำงานร่วมกันอย่างสอดคล้องผ่านกระบวนการสามขั้นตอน

1. การให้ความร้อนล่วงหน้าและเจาะด้วยเลเซอร์: ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงจะให้ความร้อนบริเวณเฉพาะบนแผ่นเหล็กอย่างรวดเร็วจนถึงจุดติดไฟ (ประมาณ 1,350 องศาเซลเซียส) ทำให้สามารถเจาะแผ่นเหล็กหนาได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยเอาชนะข้อจำกัดของวิธีการตัดด้วยเปลวไฟแบบดั้งเดิม ที่ต้องใช้เวลาในการให้ความร้อนล่วงหน้านาน และมีความยากลำบากในการเจาะแผ่นหนา ขณะที่วิธีการตัดด้วยเปลวไฟแบบดั้งเดิมต้องใช้เวลาให้ความร้อนล่วงหน้านานและมีปัญหาในการเจาะแผ่นหนา เลเซอร์สามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย

2. การตัดด้วยเปลวไฟ (ออกซิ-เชื้อเพลิง): เครื่องจักรปล่อยออกซิเจนบริสุทธิ์ความดันสูงพร้อมกัน กระตุ้นปฏิกิริยาการออกซิเดชันและการเผาไหม้อย่างรุนแรงระหว่างออกซิเจนกับโลหะที่มีอุณหภูมิสูง ปฏิกิริยานี้ปลดปล่อยความร้อนมหาศาล—มากกว่าพลังงานของเลเซอร์เองถึงสามถึงห้าเท่า—และยังเป่าเศษโลหะหลอมละลายออกไปด้วย เพื่อให้ได้รอยตัดที่สะอาดยิ่งขึ้น

3. ประสิทธิภาพแบบร่วมมือ: เลเซอร์ควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำและกำหนดทิศทางการตัด ในขณะที่เปลวไฟ (ซึ่งขับเคลื่อนปฏิกิริยาออกซิเดชัน) เป็นแหล่งจ่ายความร้อนปริมาณมากที่จำเป็นสำหรับการตัดลึก การทำงานร่วมกันของทั้งสองระบบจึงให้ผลลัพธ์ที่เหนือกว่าผลรวมของแต่ละส่วน ทำให้ประสิทธิภาพและคุณภาพของการตัดดีขึ้นอย่างมาก

เครื่องจักรมีโหมดการตัดสองแบบ ซึ่งสามารถสลับใช้งานได้อย่างสะดวกโดยไม่จำเป็นต้องปรับแต่งอุปกรณ์เพิ่มเติม

1. โหมดเลเซอร์แบบบริสุทธิ์: เหมาะสำหรับการตัดแผ่นที่มีความหนาบางถึงปานกลาง (โดยทั่วไปไม่เกิน 20 มม.) ข้อดีชัดเจนคือ ความแม่นยำสูง รอยตัดแคบ (ความกว้างของรอยตัด) ความเร็วในการตัดสูง และการบิดตัวจากความร้อนน้อยมาก จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำ

2. โหมดไฮบริดเลเซอร์-เปลวไฟ: เหมาะสำหรับการตัดแผ่นที่มีความหนาปานกลางถึงหนามาก โดยสามารถตัดได้สูงสุดถึง 200 มม. ใช้ความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีเพื่อช่วยกระบวนการตัด ซึ่งทำให้ตัดแผ่นหนาได้เร็วกว่าและมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่า จึงคุ้มค่ากว่าการตัดด้วยเลเซอร์แบบบริสุทธิ์ และช่วยลดต้นทุนการผลิต

เครื่องตัดแบบไฮบริดออกซิ-เชื้อเพลิง/เลเซอร์มีข้อได้เปรียบหลายประการ ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นห้าประเด็นหลักได้ดังนี้

ประการแรก มีความสามารถสูงในการตัดแผ่นหนา สามารถตัดเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีความหนาสูงมาก—ตั้งแต่หลายสิบมิลลิเมตรไปจนถึง 200 มิลลิเมตร—ได้อย่างง่ายดาย จึงไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ตัดขนาดใหญ่

ประการที่สอง ให้ประสิทธิภาพในการตัดสูงมาก โดยการเจาะด้วยเลเซอร์ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที—เร็วกว่าการตัดด้วยออกซิ-เชื้อเพลิงหรือพลาสม่าแบบดั้งเดิมหลายเท่า—จึงช่วยประหยัดเวลาการประมวลผลได้อย่างมาก

ประการที่สาม ให้ความแม่นยำและคุณภาพการตัดที่ยอดเยี่ยม โดยรอยตัดที่ได้มีความตั้งฉากสูงและเศษโลหะหลงเหลือน้อยมาก ให้ผลลัพธ์ที่เหนือกว่าการตัดด้วยออกซิ-เชื้อเพลิงอย่างชัดเจน และไม่จำเป็นต้องตกแต่งขอบรอยตัดเพิ่มเติมอย่างเข้มข้น

ประการที่สี่ มีต้นทุนรวมต่ำ เมื่อตัดแผ่นโลหะหนา การใช้พลังงานจะลดลงเหลือเพียงหนึ่งในห้าถึงหนึ่งในสิบของวิธีการตัดด้วยเลเซอร์แบบบริสุทธิ์ จึงประหยัดไฟฟ้าได้มาก และลดต้นทุนการดำเนินงานระยะยาวอย่างมีนัยสำคัญ

ประการที่ห้า เป็นเครื่องจักรอเนกประสงค์ที่ใช้งานได้หลากหลาย สามารถตัดแผ่นโลหะทั้งบางและหนา รวมทั้งตัดแนวเอียงได้ด้วย เครื่องเดียวจึงตอบสนองความต้องการการตัดที่หลากหลาย ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการจัดซื้อเครื่องจักรหลายเครื่อง และประหยัดพื้นที่โรงงาน

อุปกรณ์นี้ใช้หลักสำหรับการตัดเหล็กคาร์บอน และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม ได้แก่ อุตสาหกรรมโครงสร้างเหล็ก การต่อเรือ เครื่องจักรก่อสร้าง การก่อสร้างสะพาน เครื่องจักรเหมืองแร่ และการผลิตอุปกรณ์หนัก ภาคส่วนเหล่านี้ต้องการการแปรรูปแผ่นหนาอย่างมาก และเครื่องตัดไฮบริดแบบออกซิเจนเชื้อเพลิง/เลเซอร์ เหมาะอย่างยิ่งที่จะตอบสนองความต้องการเหล่านี้