Само преди десетилетие лазерните резачки с влакна се смятаха за специалисти по тънки листове. Магазините бързо откриха, че трябва да инвестират в тях, за да се конкурират, или поне да намалят техния габарит. За висококачествено рязане на плочи CO2 лазерите все още са правилният начин. Разбира се, влакнестите лазери можеха да режат по-дебели заготовки, но качеството не беше страхотно и предимството им в скоростта почти изчезна при рязане на много дебели плочи. Днес светът се е променил.
Технологията на спомагателния газ измина дълъг път само за няколко години и е един от ключовите участници в бързо променящата се област на лазерното рязане. Материалите на лещите и техният дизайн са подобрени, както и режещите глави и дюзи. Може да се види, че съвременните системи за доставяне на лазерен лъч с влакна се справят удобно с огромни мощности на фотони. 20, 30 и дори 50 kW лазери с ултра висока мощност вече могат да режат дебели плочи бързо и чисто.
„Чист“ е оперативната дума тук. Дали лазерът има икономически смисъл се свежда до цената на част. Днес високомощните лазери процъфтяват в областта на прецизното рязане на плочи. Ако дадена част е била изрязана с плазма и след това отстранявана или завършена на фреза, сега това може да бъде направено с фибролазер.
Спомагателното смесване на газ помага всичко да стане възможно. Дори най-дебелите плочи днес се обработват не с кислород, а с азотно-кислородна смес. Спомагателният газов поток все още се състои основно от азот, инертен газ, който изтласква разтопения метал от прореза, но малка част от кислорода осигурява химическата реакция, която помага на прореза да стигне до дъното за ръб без шлака.
Стойката между повърхността и дюзата е направена толкова малка, че почти не съществува, всичко това, за да позволи ламинарен поток от спомагателни газове през прореза, така че сместа азот-кислород да може да работи по предназначение. При прецизното рязане на плочи прекомерната турбуленция на спомагателния газ е враг на чистото лазерно рязане.
Ранните приложения за смесване на газ се появиха преди повече от десетилетие, не за дебела стомана, а за рязане на алуминий без шлаки. Стив Албрехт, президент на Pewaukee, базирана в Уисконсин Liberty Systems, доставчик на генериране на азот и смесване на газ, си спомня използването на азотно-кислородни смеси в началото на 2010-те години не за фибролазери, а за 4 kW CO2 система за рязане на алуминий с дебелина 0{8}}инча.
„Алуминият има оксиден слой отгоре,“ казва Албрехт, „и трябва да го изгорите, за да предотвратите шлака или изпъкналост. Както откриха инженерите по приложението, въздушен поток, подпомаган от азот и доза кислород, помага за елиминирането на твърдия за премахване на измет по ръбовете на лазерно изрязан алуминий.
„Като по-мек материал алуминият има някои уникални характеристики за лазерно рязане“, казва Дейвид Бел, президент на Witte Gas Control в Алфарета, Джорджия, „Газовата смес е полезна. Ако режете алуминий с кислород, вие го изгаряте. режете го с азот, получавате ивици по ръбовете.Смесете двете и ще получите по-чист разрез.
Тъй като влакнестите лазери започнаха да превземат пазара и наличната мощност продължи да расте, стратегиите за спомагателен газ продължиха да се развиват. Инженерите по приложенията започнаха да експериментират с различни комбинации от азот и кислород.
Както си спомня Албрехт, когато инженерите започнаха да получават добри резултати с нива на кислород, наближаващи 20 процента, това отвори вратата за използване на ултрасух въздух за рязане. Това спести много пари на производителя, особено като се има предвид количеството спомагателен газ, консумирано от ранните оптични лазери.
„Когато се появиха първите 6 kW и 8 kW влакна“, казва Албрехт, „тогава рязането с ултрасух въздух наистина започна да се развива.
Въпреки това, тъй като мощността на оптичния лазер продължи да нараства, стратегията за спомагателния газ се промени. Условията на рязане за най-мощните оптични лазери са изградени около прецизни азотно-кислородни смеси с ниско съдържание на кислород.
OEM производителите на лазерни резачки започнаха да експериментират с различни дюзи и различни подходи за постигане на плавен ламинарен поток от спомагателни газове около по-мощен лъч. Дизайнът на дюзите е оптимизиран. Някои геометрии на дюзата улавят газа в горната част на метала. Други техники използват въздушни "завеси" около колоната на спомагателния газ. Както обяснява Албрехт, тези методи зависят от производителя на машината, но всеки работи към една и съща цел: постигане на най-доброто качество на рязане при най-ниската цена на парче. Това включва използването на спомагателни газове и по-специално намирането на оптималната смес за подобряване на качеството и скоростта на рязане.
