Głowica, moc i przyspieszenie – przepis na laserowy sukces?

Od pewnego czasu w branży cięcia laserowego można zauważyć pewien trend związany z rozwojem technologii cięcia wysokimi mocami. Powód jest prosty. Maszyny o wyższej mocy wyprodukują więcej detali w krótszym czasie, czyli koszty produkcji maleją, ale jest tu pewien haczyk.

Jeszcze kilka lat temu najbardziej popularne były lasery światłowodowe o mocy 4 kW. Jednak moce szybko wzrastały, najpierw do 6 kW, a następnie do 8 kW. Dziś właściciele firm użytkujących wycinarki laserowe chcą mieć do dyspozycji maszyny o mocy 10 kW i większej. Jednak wysokie moce są wymagające i nie każdy producent decyduje się na wejście w ten segment. Samo podłączenie źródła nie stanowi problemu, ale co z zapewnieniem efektywnej i bezawaryjnej pracy maszyny? Główne wyzwanie stanowi laserowa głowica tnąca. Wielu producentów wycinarek laserowych ma trudności z opracowaniem takiego układu optycznego głowicy tnącej, który może wytrzymać większą moc bez wystąpienia awarii, a przecież koszty naprawy czy wymiany głowicy są wysokie.

Marka EAGLE, produkująca systemy cięcia laserowego, opracowała własną, opatentowaną głowicę tnącą eVa. Głowica jest dedykowana właśnie wysokim mocom. Jest w stanie bezawaryjnie i wydajnie pracować z mocą 20 kW, co ważne, w trybie 24/7. W przypadku większości systemów zwiększenie mocy lasera światłowodowego znacznie skraca żywotność głowicy tnącej ze względu na dużą gęstość energii, na jaką jest ona narażona. Z reguły nawet najmniejsze zanieczyszczenie może powodować powstanie drobnych punktów przepaleń na elementach optycznych. Zanieczyszczenia mogą doprowadzić do pogorszenia jakości wiązki lasera. Zanieczyszczenia pochodzące z ruchomych części są częstym czynnikiem powodującym awarie głowic.

Laserowa głowica eVa

Z kolei laserowa głowica eVa automatycznie ustawia autofocus. Zmienia także średnicę wiązki laserowej bez konieczności stosowania ruchomych części i napędów na ścieżce wiązki. Dzięki zastosowaniu tylko trzech elementów optycznych, dwóch soczewek i szkła ochronnego w celu ochrony przed zanieczyszczeniami, koszty konserwacji i serwisu są zminimalizowane. Automatyczne centrowanie wiązki lasera, system antykolizyjny i odległość szkiełka ochronnego od dyszy wynosząca aż 355 mm zwiększają wydajność i ograniczają możliwość uszkodzenia głowicy, nawet przy dużych prędkościach. Natomiast automatyczny zmieniacz dysz zwiększa produktywność wycinarki.

Wydawałoby się, że im większa moc, tym szybciej możemy ciąć materiał, ale to nie uda się bez większego przyspieszenia. Niestety większość laserów światłowodowych ma ograniczoną dynamikę ruchu. W przypadku konwencjonalnego wyposażenia głowica nie ma możliwości szybszego cięcia ze względu na ograniczenia mechaniczne. Dlatego potencjał wysokiej mocy źródła lasera nie jest w pełni wykorzystywany. Dobrą praktyką jest więc, aby wraz ze zwiększeniem mocy szło w parze odpowiednie przyspieszenie. W maszynach EAGLE przyspieszenie wynoszące 6G umożliwia dynamiczną pracę bez utraty szybkości lub dokładności cięcia, wykorzystując jednocześnie potencjał źródła lasera. Cała konstrukcja maszyny, czyli silniki liniowe, lekka trawersa z włókna węglowego i stabilne korpusy z polimerobetonu, są podporządkowane laserowi fiber.

Zakup lasera fiber wysokiej mocy warto rozważyć w przypadku produkcji wielkoseryjnej. Producent tnący kilka godzin dziennie nie zauważy znaczących oszczędności. Jednak już przy pracy chociażby dwuzmianowej produkcja większej ilości detali będzie kluczowa do zwiększenia zysków oraz ograniczenia zużycia energii.

Przeczytaj również: Spawanie laserowe – nowoczesne spojrzenie na obróbkę blach