คุณควรเลือกคอมเพรสเซอร์ตัดด้วยเลเซอร์จำนวนกี่กิโลวัตต์

การผลิตสมัยใหม่ต้องอาศัยเทคโนโลยีการตัดด้วยไฟเบอร์เลเซอร์เป็นอย่างมาก ทุกวันนี้ อากาศอัดเข้ามาแทนที่ไนโตรเจนและออกซิเจนแบบเดิมมากขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะก๊าซช่วยเหลือหลัก สิ่งอำนวยความสะดวกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้เนื่องจากอากาศมีความเร็วในการตัดที่น่าทึ่งและขอบที่สะอาดกว่าบนโลหะชนิดต่างๆ อย่างไรก็ตาม การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ

การกำหนดขนาดคอมเพรสเซอร์ไม่ถูกต้องทำให้เกิดปัญหาการปฏิบัติงานที่รุนแรง การลดขนาดจะทำให้แรงดันลดลงกะทันหัน ความผันผวนเหล่านี้ทำลายชิ้นงานที่มีราคาแพงและก่อให้เกิดการสะสมของขี้เถ้าจำนวนมาก ในทางกลับกัน การเพิ่มขนาดหน่วยจะสิ้นเปลืองพลังงานจำนวนมหาศาลและทำให้ทรัพยากรของโรงงานหมดไป คุณต้องมีการจัดตำแหน่งที่แน่นอนระหว่างเลเซอร์และการจ่ายอากาศของคุณ

คู่มือนี้มีกรอบการประเมินทางเทคนิคที่ครอบคลุม เราจะช่วยคุณจับคู่ข้อมูลจำเพาะของคอมเพรสเซอร์ให้ตรงกับข้อกำหนดของเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณโดยตรง คุณจะได้เรียนรู้วิธีประเมินอัตราการไหล ความต้องการแรงดันอย่างต่อเนื่อง และมาตรฐานความบริสุทธิ์ของอากาศที่สำคัญ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสายการผลิตของคุณ

ประเด็นสำคัญ

• ที่เหมาะสม ขนาดของคอมเพรสเซอร์ ต้องตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีดของเครื่องตัดเลเซอร์และความต้องการแรงดันต่อเนื่อง ไม่ใช่แค่กำลังไฟของเลเซอร์เท่านั้น
• เครื่อง อัดอากาศตัดด้วยเลเซอร์ขนาด 22kW เป็นพื้นฐานการทำงานสำหรับโรงงานที่มีการทำงานหลายกะซึ่งใช้ไฟเบอร์เลเซอร์ขนาด 3kW ถึง 6kW ซึ่งต้องใช้แรงดันต่อเนื่อง 16 บาร์ (232 PSI)
• กำลัง (kW) แก้สมการได้เพียงครึ่งเดียวเท่านั้น ความบริสุทธิ์ของอากาศ ISO 8573-1 คลาส 1.2.1 (น้ำมันเป็นศูนย์ อากาศแห้ง) ไม่สามารถต่อรองได้ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของเลนส์หัวตัด
• ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) ควรเป็นตัวกำหนดการตัดสินใจซื้อ โดยชั่งน้ำหนักเงินทุนเริ่มต้นเทียบกับการประหยัดพลังงานของไดรฟ์ความเร็วตัวแปร (VSD)

ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังตัดด้วยเลเซอร์กับการจ่ายลมแก๊สตัด

เครื่องอัดอากาศทำหน้าที่เป็นส่วนสำคัญในการตัดด้วยเลเซอร์ของคุณ ก๊าซช่วยเหลือมีส่วนสำคัญต่อความต้องการในการดำเนินงานรายวันเป็นส่วนใหญ่ อากาศอัดมีบทบาทสำคัญในกระบวนการตัด โดยทำหน้าที่เป็นแรงทางกายภาพในการขจัดโลหะหลอมเหลวออกจากรอยตัด ปราศจากความเข้มแข็ง เมื่อตัดการจ่ายอากาศด้วยแก๊ส ลำแสงเลเซอร์จะทำให้โลหะละลายเท่านั้น เครื่องบินไอพ่นจะต้องขับตะกรันนี้ออกอย่างแรงก่อนที่จะแข็งตัว

ผู้ปฏิบัติงานจำนวนมากสับสนระหว่างความกดดันกับการไหล เครื่องตัดเลเซอร์ต้องใช้แรงดันสูงเพื่อเป่าโลหะหลอมเหลวที่มีความหนาแน่นออกไป ระบบทั่วไปต้องการแรงดัน 15 ถึง 16 บาร์ (220 ถึง 230 PSI) อย่างไรก็ตาม อัตราการไหลต่อเนื่องจะกำหนดขนาดมอเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ อัตราการไหลวัดเป็นลูกบาศก์ฟุตต่อนาที (CFM) หรือลิตรต่อนาที (L/min) คอมเพรสเซอร์อาจมีแรงดันถึง 16 บาร์ได้ง่าย แต่ไม่สามารถรักษาปริมาตรที่จำเป็นสำหรับการตัดยาวได้

ความไม่ตรงกันนี้ทำให้เกิดความเสี่ยงในการใช้งานที่รุนแรง แรงดันตกก่อให้เกิดอันตรายที่ใหญ่ที่สุดในระหว่างการตัดต่อเนื่อง การลดลงอย่างกะทันหันเพียงหนึ่งหรือสองแท่งจะเปลี่ยนไดนามิกของการตัดโดยสิ้นเชิง คุณจะเห็นการสะสมของขี้เถ้าอย่างรุนแรงที่ด้านล่างของแผ่นโลหะ ในวัสดุที่มีความหนา แรงดันที่ลดลงจะทำให้โครงสร้างของการตัดเสียหายโดยสิ้นเชิง หัวเลเซอร์อาจได้รับความเสียหายจากการตีกลับ

ข้อผิดพลาดทั่วไป: อาศัยการอ่านค่าแรงดันคงที่เพียงอย่างเดียว วัดความดันไดนามิกเสมอในขณะที่เลเซอร์กำลังตัดอยู่ แรงดันสถิตอาจแสดง 16 บาร์ แต่แรงดันไดนามิกอาจลดลงหากอัตราการไหลไม่เพียงพอ

เหตุใดเครื่องอัดอากาศตัดด้วยเลเซอร์ขนาด 22kW จึงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม

ผู้ผลิตในอุตสาหกรรมมักนิยมใช้โปรไฟล์อุปกรณ์เฉพาะเพื่อการผลิตที่ได้มาตรฐาน ที่ เครื่องอัดอากาศตัดด้วยเลเซอร์ขนาด 22kW ทำหน้าที่เป็นความสามารถพื้นฐานที่ชัดเจนสำหรับร้านขายงานยุคใหม่ โดยทั่วไปแล้วหน่วยมาตรฐาน 22kW ให้พลังงานประมาณ 2.0 ถึง 2.5 ลูกบาศก์เมตรต่อนาทีที่ 16 บาร์ต่อเนื่อง

โปรไฟล์เอาท์พุตนี้เข้ากันได้อย่างลงตัวกับอุปกรณ์ไฟเบอร์เลเซอร์ระดับกลาง ระบบ 22kW รองรับเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ขนาด 3kW ถึง 6kW ได้อย่างสะดวกสบาย รองรับการตั้งค่าหัวเดียวหรือสองหัวในการตัดเหล็กคาร์บอนและสแตนเลสความหนาปานกลาง อัตราการไหลให้ปริมาตรเพียงพอในการขจัดตะกรันหนา ในขณะที่ยังคงรักษาระดับแรงดัน 16 บาร์ที่สำคัญไว้

พิจารณาถึงประโยชน์ของการจับคู่ระดับอุปกรณ์นี้:

• การเจาะที่มั่นคง: ความพร้อมในปริมาณมากช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสามารถเจาะทะลุแผ่นโลหะหนาได้อย่างรวดเร็ว
• ขอบที่สม่ำเสมอ: การไหลที่ต่อเนื่องจะช่วยป้องกันการเกิดริ้วและรอยขรุขระบนขอบตัด
• ความสามารถในการขยายขนาด: ความจุ 22kW มีพื้นที่ว่างเล็กน้อยหากคุณอัพเกรดขนาดหัวฉีดเลเซอร์

คุณต้องจัดลำดับความสำคัญของรอบการทำงานต่อเนื่องด้วย การตัดด้วยเลเซอร์ในระดับการผลิตต้องใช้รอบการทำงาน 100% คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบล้มเหลวอย่างน่าสังเวชในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ ไม่สามารถรับภาระต่อเนื่องได้หากไม่มีความร้อนสูงเกินไปอย่างรุนแรง เทคโนโลยีโรตารีสกรูเป็นสิ่งจำเป็นในระดับนี้ คอมเพรสเซอร์แบบสกรูทำงานอย่างต่อเนื่อง สร้างแรงเสียดทานน้อยลง และรักษาอุณหภูมิให้คงที่ระหว่างการทำงานหลายกะ

กรอบการทำงานการกำหนดขนาด: วิธีการคำนวณกำลังของคอมเพรสเซอร์สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์

การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมต้องใช้แนวทางที่เป็นระบบ คุณไม่สามารถคาดเดาสิ่งที่จำเป็นได้ ของคอมเพรสเซอร์ตัดด้วยเลเซอร์ กำลัง เริ่มต้นด้วยการประเมินคู่มือเฉพาะที่มาจากเครื่องตัดเลเซอร์ OEM ของคุณ คุณต้องระบุตัวชี้วัดที่สำคัญสองตัว: แรงดันไดนามิกขั้นต่ำ (เป็นบาร์หรือ PSI) และปริมาณการใช้สูงสุด (เป็นลิตร/นาที)

ปัจจัยหัวฉีดเปลี่ยนแปลงความต้องการอากาศของคุณอย่างมาก ผู้ปฏิบัติงานมักมองข้ามตัวแปรนี้ในระหว่าง ขนาด คอมเพรสเซอร์ หัวฉีดขนาด 2.0 มม. ใช้อากาศน้อยกว่าหัวฉีดขนาด 3.0 มม. ที่ทำงานที่แรงดันเท่ากันทุกประการ เมื่อคุณเพิ่มรูหัวฉีดเพื่อตัดวัสดุที่หนาขึ้น ความต้องการเชิงปริมาตรก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว คุณต้องปรับขนาดคอมเพรสเซอร์ให้ตรงกับหัวฉีดที่ใหญ่ที่สุดที่คุณวางแผนจะใช้

วิศวกรขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้กฎบัฟเฟอร์ความปลอดภัย 20% สร้างมาตรฐานตรรกะในการกำหนดขนาดของคุณเพื่อป้องกันปัญหาคอขวดในอนาคต หากเลเซอร์ของคุณต้องการอากาศ 2.0 m³/นาที คอมเพรสเซอร์ของคุณต้องส่งออกอย่างน้อย 2.4 m³/นาที บัฟเฟอร์นี้คำนึงถึงตัวแปรในโลกแห่งความเป็นจริงหลายประการ:

1. การสูญเสียความเสียดทานที่เดินทางผ่านท่อเวิร์คช็อปแบบขยาย
2. แรงดันตามธรรมชาติจะลดลงตลอดขั้นตอนการกรองแบบอินไลน์
3. การรั่วไหลของระบบเล็กน้อยเกิดขึ้นตลอดระยะเวลาหลายปีของการทำงาน
4. การสูญเสียประสิทธิภาพอย่างค่อยเป็นค่อยไปเมื่อมอเตอร์คอมเพรสเซอร์มีอายุมากขึ้น

ด้านล่างนี้คือเมทริกซ์การตัดสินใจที่เป็นมาตรฐานเพื่อเป็นแนวทางในกระบวนการประเมินผลของคุณ

ตาราง: ตารางเมทริกซ์ขนาดคอมเพรสเซอร์มาตรฐานสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์

ช่วงกำลังของคอมเพรสเซอร์ กำลัง	เลเซอร์	เป้าหมาย โปรไฟล์การใช้งานทั่วไป	การส่งอากาศที่คาดหวัง (ที่ 16 บาร์)
11kW – 15kW	1kW – 2kW	การตัดเป็นระยะๆ แผ่นโลหะบางมาก การสร้างต้นแบบ	1.0 - 1.5 ม.3;/นาที
22kW – 30kW	3kW – 6kW	การผลิตการผลิต คาร์บอนปานกลาง/สแตนเลส	2.0 - 3.5 ม.3;/นาที
37kW+	10kW+ หรือหลายเครื่อง	การดำเนินงานทางอุตสาหกรรมหนัก การตัดแผ่นหนา การตั้งค่าแบบหลายหัว	4.0+ ม⊃3;/นาที

Beyond kW: ความบริสุทธิ์ของอากาศและความเป็นจริงในการใช้งาน

วิศวกรมักจะแก้สมการกำลัง แต่ล้มเหลวในเรื่องคุณภาพอากาศ ความบริสุทธิ์ของอากาศทำหน้าที่เป็นภัยคุกคามที่ซ่อนอยู่ต่อหัวเลเซอร์ แม้แต่กำลังมอเตอร์ที่มีขนาดพอเหมาะก็อาจทำให้การทำงานของคุณล้มเหลวได้หากอากาศมีความชื้นหรือน้ำมันที่ระเหยเป็นไอ อากาศที่ปนเปื้อนจะพ่นลงบนเลนส์โฟกัสและหน้าต่างป้องกันภายในหัวเลเซอร์โดยตรง

เมื่อน้ำมันหรือน้ำโดนเลนส์เลเซอร์ มันจะสร้างเอฟเฟกต์เลนส์ความร้อน การปนเปื้อนจะดูดซับความร้อนอันมหาศาลของเลเซอร์ สิ่งนี้จะทำให้กระจกออพติคอลราคาแพงแตกหรือแตกอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนเลนส์หัวตัดที่เสียหายจะหยุดการผลิตและสร้างความล่าช้าในการซ่อมแซมอย่างมาก

คุณต้องใช้มาตรฐานการกรองที่เข้มงวดควบคู่ไปกับคอมเพรสเซอร์ อุตสาหกรรมนี้ปฏิบัติตาม ISO 8573-1 Class 1.2.1 อย่างเคร่งครัดสำหรับแก๊สช่วยตัดด้วยเลเซอร์ มาตรฐานนี้กำหนดให้น้ำมันเป็นศูนย์และอากาศแห้งสนิท การปฏิบัติตามมาตรฐานนี้จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เสริมเฉพาะ:

• การกรองที่แม่นยำ: คุณต้องมีการตั้งค่าการกรองสี่ขั้นตอน ตัวกรองเหล่านี้จะขจัดเศษขนาดใหญ่ ละอองลอย และอนุภาคขนาดเล็กมากอย่างเป็นระบบจนถึงขนาด 0.01 ไมครอน
• เครื่องทำลมแห้ง: เครื่องอบผ้ามาตรฐานของร้านค้าไม่สามารถรองรับข้อกำหนดด้านเลเซอร์ได้ คุณต้องใช้เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เย็นหรือแบบดูดความชื้นแบบพิเศษเพื่อให้ได้จุดน้ำค้างแรงดัน 3°C หรือต่ำกว่า เครื่องทำลมแห้งที่ใช้สารดูดความชื้นช่วยขจัดความชื้นได้ดียิ่งขึ้นสำหรับการใช้งานที่มีความไวสูง

การกำหนดขนาดถังยังมีบทบาทสำคัญในความเสถียรของระบบอีกด้วย ถังบัฟเฟอร์แรงดันสูงจะรักษาเสถียรภาพของแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากระหว่างการเจาะ เราแนะนำให้ติดตั้งถังรับแรงดันสูงขั้นต่ำ 1,000 ลิตร ถังทำหน้าที่เป็นแบตเตอรี่กักเก็บอากาศพร้อมใช้ ช่วยป้องกันมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ไม่ให้กระชากทุกครั้งที่เลเซอร์กระตุ้นการระเบิดของอากาศเป็นเวลาสั้นๆ

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด: ติดตั้งถังบัฟเฟอร์ตรงหน้าเครื่องตัดเลเซอร์ แทนที่จะติดตั้งติดกับคอมเพรสเซอร์ ตำแหน่งนี้ดูดซับแรงดันที่ลดลงจากการวิ่งท่อยาว

ประสิทธิภาพและสมรรถนะ: คอมเพรสเซอร์แบบสกรู 22kW เทียบกับทางเลือกอื่น

การประเมินประสิทธิภาพการทำงานในระยะยาวมีความสำคัญพอๆ กับการบรรลุข้อกำหนดทางเทคนิคเบื้องต้น ความต้องการอากาศในการตัดด้วยเลเซอร์มีความผันผวนอย่างมากในระหว่างกะทำงานทั่วไป ระบบจะดึงปริมาตรอากาศจำนวนมากในระหว่างการเจาะ ตามด้วยการไหลที่สม่ำเสมอในระหว่างการตัดยาว จากนั้นจะลดลงไปที่ศูนย์ในขณะที่หัวตัดเคลื่อนที่ไปยังจุดเริ่มต้นถัดไป

เนื่องจากความผันผวนเหล่านี้ เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้ประเมิน Variable Speed ​​Drive (VSD) คอมเพรสเซอร์แบบสกรู 22kW หน่วยความเร็วคงที่แบบดั้งเดิมจะทำงานที่ RPM เต็มโดยไม่คำนึงถึงความต้องการที่แท้จริง พวกมันเป่าลมส่วนเกินออกไป ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานจำนวนมหาศาล เทคโนโลยี VSD จะเพิ่มหรือลดความเร็วของมอเตอร์ให้ตรงกับความต้องการแบบเรียลไทม์ ซึ่งจะช่วยขจัดการสูญเสียพลังงานที่ไม่ได้ใช้งานและลดการสึกหรอทางกลไกที่ปลายอากาศแบบสกรูโรตารี

คุณต้องตั้งสมมติฐานการบำรุงรักษาตามความเป็นจริงด้วย การรักษาเอาต์พุตต่อเนื่อง 16 บาร์ทำให้เกิดความเครียดสูงกับส่วนประกอบภายใน คุณต้องเปลี่ยนวัสดุสิ้นเปลืองเฉพาะเป็นประจำเพื่อรักษาประสิทธิภาพเชิงปริมาตรสูงสุด เครื่องแยกน้ำมันจำเป็นต้องได้รับการดูแลอย่างเข้มงวด เครื่องแยกที่ไม่ทำงานจะทำให้ไอน้ำมันสามารถผ่านตัวกรองและเข้าถึงเลเซอร์ได้ สลับตัวกรองอากาศเป็นประจำและซ่อมบำรุงส่วนประกอบของเครื่องทำลมแห้งเพื่อรักษามาตรฐาน ISO 8573-1

ใช้ตรรกะการคัดเลือกที่เข้มงวดเมื่อติดต่อกับผู้ผลิต อย่าซื้อเครื่องจักรที่ใช้สติกเกอร์ '22kW' เพียงอย่างเดียว กำลังมอเตอร์เพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันการไหลเวียนของอากาศ แบรนด์ต่างๆ ต่างก็แสดงประสิทธิภาพด้านปริมาตรที่แตกต่างกันอย่างมาก กระตุ้นให้ซัพพลายเออร์ของคุณจัดทำกราฟประสิทธิภาพที่แท้จริง แผนภูมิเหล่านี้แสดงอัตราการไหลที่แน่นอน (m³/นาที) ที่ส่งไปที่ขีดจำกัดแรงดัน 16 บาร์ที่คุณต้องการ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้ผลิตทดสอบอุปกรณ์ภายใต้อุณหภูมิแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริง คอมเพรสเซอร์ที่มีอุณหภูมิแวดล้อม 20°C อาจสูญเสียความสามารถในการไหล 15% ในโรงงานที่มีอุณหภูมิร้อนจัดถึง 40°C ในฤดูร้อน ยืนยันความโปร่งใสเกี่ยวกับกราฟประสิทธิภาพเหล่านี้ก่อนที่จะสรุปการเลือกอุปกรณ์ของคุณ

บทสรุป

การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุดคือการปรับสมดุลที่ละเอียดอ่อน คุณต้องจัดความต้องการการไหลต่อเนื่องของเลเซอร์ให้สอดคล้องกับความต้องการที่เข้มงวดของชั่วโมงการผลิตในโรงงานของคุณ โปรดคำนึงถึงขั้นตอนที่สามารถดำเนินการได้เหล่านี้:

• ตรวจสอบความดันไดนามิกเฉพาะของเลเซอร์และข้อกำหนดปริมาณการไหลสูงสุดได้โดยตรงจากคู่มือ OEM
• สร้างมาตรฐานความสามารถประมาณ 22kW หากใช้ไฟเบอร์เลเซอร์อุตสาหกรรมขนาด 3kW ถึง 6kW มาตรฐาน เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของแรงกด
• อย่าประนีประนอมกับความบริสุทธิ์ของอากาศ ลงทุนมหาศาลกับการกรองแบบหลายขั้นตอนและเครื่องทำลมแห้งคุณภาพสูงเพื่อปกป้องเลนส์ตัดของคุณ
• ตรวจสอบปริมาณการใช้อากาศในศูนย์บริการปัจจุบันของคุณก่อนการติดตั้งเพื่อระบุรอยรั่วที่มีอยู่หรือแรงดันตกในท่อของคุณ
• ปรึกษากับวิศวกรระบบอากาศเพื่อจัดทำแผนผังวงจรปิดแรงดันสูงโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานเลเซอร์ของคุณ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ฉันสามารถใช้เครื่องอัดอากาศจากร้านค้าที่มีอยู่กับเครื่องตัดเลเซอร์ได้หรือไม่

ตอบ: โดยทั่วไปแล้วไม่มี คอมเพรสเซอร์มาตรฐานของร้านมีแรงดันสูงสุดที่ 8-10 บาร์ (115-145 PSI) การตัดด้วยเลเซอร์ต้องใช้ระบบแรงดันสูงโดยเฉพาะ (ปกติคือ 16 บาร์ / 232 PSI) เพื่อกำจัดวัสดุที่หลอมเหลวออกจากรอยตัดอย่างมีประสิทธิภาพ

ถาม: จะเกิดอะไรขึ้นหากกำลังของคอมเพรสเซอร์ตัดด้วยเลเซอร์ของฉันต่ำเกินไป

ตอบ: คุณจะพบกับแรงดันลดลงอย่างกะทันหันระหว่างการทำงานต่อเนื่อง สิ่งนี้นำไปสู่การตัดที่ไม่สมบูรณ์ มีกากตะกอนหนักที่ด้านล่างของวัสดุ และอาจเกิดความเสียหายย้อนกลับต่อหัวตัดที่มีราคาแพง

ถาม: คอมเพรสเซอร์ขนาด 22kW จำเป็นต้องมีการตั้งค่าระบบไฟฟ้าแบบพิเศษหรือไม่

ก. ใช่. มอเตอร์อุตสาหกรรมขนาด 22kW ต้องการแหล่งจ่ายไฟสามเฟสที่แข็งแกร่ง ผู้ซื้อจะต้องตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าของโรงงานของตน รวมถึงขนาดเบรกเกอร์ที่เพียงพอและสายไฟสำหรับงานหนัก ก่อนที่จะพยายามติดตั้ง