Moc wycinarki laserowej – czy zawsze więcej znaczy lepiej?

Moc lasera jest tematem nie do końca zrozumiałym dla klientów chcących kupić wycinarkę laserową, ponieważ producenci w swoich kampaniach reklamowych prześcigają się w oferowaniu coraz większych mocy tych urządzeń. Natomiast okazuje się, że temat ten najpierw trzeba zrozumieć, zanim się podejmie odpowiednią decyzję, ponieważ odpowiedź na tytułowe pytanie brzmi – nie, nie zawsze więcej znaczy lepiej.

W ostatnich latach poziom mocy oferowanych w wycinarkach laserowych znacznie wzrósł. Przez 30 lat lasery (wtedy jeszcze CO2) były oferowane najpierw do 4, później do 6 kW i to był w zasadzie standard. Później pojawiły się lasery światłowodowe, na początku o małej mocy (1, 2, 3, 4, 6 kW), następnie wartości te zaczęły rosnąć od 10, 15, 20, aż do 30 kW. Dziś niektórzy producenci oferują moce na poziomie nawet 40 kW. Aby móc wyobrazić sobie skalę tej mocy, warto porównać maszynę do samochodu osobowego. Takie skojarzenie pozwoli nam również uzmysłowić sobie, dlaczego przesadzanie z mocą nie ma sensu.

Możliwości kontra rzeczywistość

1 kW. Laser o mocy 1 kW jest jak maluch, który posiadał dwadzieścia kilka koni mechanicznych, ale dało się nim jeździć. Może nie wjechał pod zbyt dużą górkę i może nie zrobił tego zbyt szybko, ale dojechał. Taką wycinarką również da się wycinać – może nie zbyt grubą blachę, może nie za szybko, ale idea jest użyteczna. Natomiast jest to tak mała wartość mocy, że w zasadzie nikt jej obecnie nie kupuje, ponieważ podwojenie tej mocy jest niewiele droższe.

2 kW. Przejdźmy do lasera 2 kW – można go porównać do współczesnego samochodu o najmniejszej dostępnej mocy, który można kupić i jeździć po zakupy. Taka moc dobrze sprawdzi się tam, gdzie większość ciętych blach nie przekracza grubości 3 mm, a wydajność nie jest czynnikiem kluczowym. Laser o mocy 2 kW przetnie bez problemu blachy czarne do 12 mm, a aluminium i stal nierdzewną do 6 mm. Jest to moc, która może się sprawdzić przy cięciu na własny użytek, jednak przy usługach wydajność byłaby niekonkurencyjna.

3 kW. Następna moc, 3 kW, to już jest moc, którą można porównać do samochodu mającego 100 KM, czyli podstawowy standard miejski. Przy cienkich blachach całkiem nieźle się sprawdza, a przyzwoitą wydajność uzyskujemy przy cięciu blach czarnych do 4 mm, które przy tej mocy można ciąć jeszcze w azocie. Grubsze blachy czarne – do 15 mm – tniemy już w tlenie, ale znacznie wolniej niż w azocie. Aluminium i stal nierdzewna będą cięte poprawnie do 8 mm. Uśredniona na wszystkie cięte blachy wydajność uwzględniająca ruchy przejazdowe i czynności przygotowawcze w stosunku do 2 kW rośnie o ok 30%.

4 kW. Taką moc możemy przyrównać do samochodu z mocą 150 KM, czyli standardu w samochodach klasy średniej. 4 kW wycina w azocie blachę czarną do 5 mm, a w tlenie do 18 mm. Aluminium i stal nierdzewna cięta jest do 10 mm. Wraz ze zwiększaniem mocy przy cięciu w azocie prędkość cięcia rośnie liniowo, ale przy 4 kW nie jest jeszcze na tyle duża, aby wyraźnie uwidaczniały się ograniczenia wynikające z dynamiki ruchów głowicy tnącej. Taka moc pozwala już na przyzwoite zarabianie na usługach, jednak należy traktować ją jako minimalną do tego celu. Wydajność w stosunku do 3 kW rośnie o ok. 18%.

6 kW. To moc odpowiadająca podstawowym mocom aut klasy premium ok. 250 KM. Jest to obecnie najczęściej wybierana moc, ponieważ do mocy 6 kW wydajność wycinarki szybko rośnie i nie jest jeszcze silnie ograniczana dynamiką ruchów przy cienkich blachach. W stosunku do 4 kW przy blachach 3-6 mm będziemy widzieli znaczną różnicę w wydajności, ale dla blachy 1 mm będzie ona już niewielka. Przy mocy 6 kW tniemy stal czarną do 6 mm w azocie i do 20 mm w tlenie. Aluminium i stal nierdzewna do 12 mm. Wydajność w stosunku do 4 kW rośnie o ok. 15%.

8 kW. To już jest jak samochód o mocy 400 KM. Kosztuje już sporo, ale w mieście niewiele to zmieni, gdy musimy kluczyć wąskimi uliczkami. Co prawda na autostradzie pojedziemy szybciej, ale i tak ograniczenia prędkości nie pozwolą nam na wykorzystanie takiej mocy. Oczywiście może trochę szybciej wystartujemy spod świateł, ale to niewiele zmieni w szybkości dotarcia do celu. Tu największa różnica będzie dla blachy czarnej o grubości 8 mm, ponieważ możemy ciąć tę blachę jeszcze w azocie, co pozwala ciąć nawet 4 razy szybciej niż w tlenie. Laser 8 kW tnie stal czarną w tlenie do 25 mm, a aluminium i stal nierdzewną do 15 mm (w azocie). Przy cienkich blachach do 1,5 mm szybkość liniowa cięcia jest już tak duża, że ograniczenia dynamiki powodują, że różnica w stosunku do mocy 6 kW jest niemal pomijalna. Wydajność w stosunku do 6 kW rośnie o ok. 10%.

10 kW. Kiedy kupimy laser o mocy 10 kW, to tak, jakbyśmy mieli auto 500 KM, to jest granica dostępności samochodów seryjnych. Teraz grubość blachy czarnej ciętej w azocie rośnie do 10 mm (grubość ta jest proporcjonalna do mocy), więc największą różnicę zobaczymy właśnie dla tej grubości. Grubsze blachy czarne dalej musimy ciąć w tlenie, a tu okazuje się, że zjawiska fizyczne występujące przy cięciu w tlenie nie pozwalają na zwiększenie prędkości przy mocach powyżej 8 kW, co więcej zwiększanie mocy nawet pogarsza jakość cięcia. Ale i granica widocznej przewagi tej mocy przesuwa się przy cienkich blachach do wartości ponad 3 mm. Czyli widoczna przewaga lasera 10 kW nad 8 kW dotyczy tylko blach 4-10 mm. Wydajność w stosunku do 8 kW rośnie o ok. 6%.

12 kW. To już musimy porównać do samochodów wyścigowych o mocach 700 KM. Największa różnica będzie dla blachy czarnej 12 mm. Przy cienkich blachach taka moc będzie nawet niemożliwa do wykorzystania, ponieważ zaczyna pojawiać się zjawisko zapalenia się plazmy, która źle wpływa na proces cięcia i nie można do tego dopuścić przez zmniejszanie mocy lub przez zmniejszanie prędkości posuwu. Takie niekorzystne zjawisko występuje przy większych mocach również w stali nierdzewnej, dlatego dalsze zwiększanie mocy nie powoduje proporcjonalnego zwiększania posuwu. Wydajność w stosunku do 10 kW rośnie o ok. 3%.

15 kW. To można porównać do samochodu o mocy 1000 KM. Takie samochody to już wyłączne samochody sportowe, których opanowanie wymaga ogromnego doświadczenia, a drobny błąd kierowcy powoduje często bardzo kosztowną kolizję. Podobnie jest z laserami, gdzie wraz ze wzrostem mocy urządzenie coraz rzadziej wybacza błędy operatora. Co prawda można takim laserem ciąć blachy czarne w azocie do 15 mm, ale zaczynają się pojawiać problemy z innym zjawiskiem – thermal lensingiem, czyli zmianą pozycji ogniskowej wraz z rozgrzewaniem się elementów optycznych.

To zjawisko powoduje często utratę stabilności cięcia, co skutkuje tym, że początkowo poprawne cięcie w ciągu kilku minut pogarsza się i czasami wymaga przerwy w cięciu w celu ostygnięcia optyki. Przy tak dużych mocach znacznie skraca się również żywotność elementów eksploatacyjnych, co powoduje radykalne zwiększenie kosztów cięcia. Z tego powodu użytkownicy, którzy kupili bardzo drogi laser dużej mocy, decydują się na cięcie wolniej z mniejszą mocą dla uniknięcia powyższych problemów. Wydajność w stosunku do 12 kW rośnie o ok. 2%.

20 kW i więcej. Tu można by było kontynuować wyliczankę i porównywać do samochodów o mocach 1500 czy 2000 KM. Czy nawet do rakiety kosmicznej. Jednak czy mglista perspektywa możliwości cięcia blachy 20 mm w azocie zrekompensuje ogromne koszty zakupu oraz eksploatacji takiego lasera? Co prawda producenci starają się omijać pojawiające się problemy np. przez zwiększenie długości ogniskowych do 300 mm, ale to powoduje zwiększenie średnicy plamki i zmniejszenie gęstości mocy, co skutkuje zmniejszeniem prędkości cięcia. Może się zatem okazać, że cięcie z mocą 20 kW lub więcej, uwzględniając przerwy na naprawy, przeglądy, wymiany spalonych soczewek czy światłowodów oraz zmarnowany materiał, kosztuje więcej niż cięcie przy mniejszych mocach.

Dobro klienta przede wszystkim

Zatem czy można sprzedać laser o mocy 15, 20, 30 kW? Można, nic prostszego, kupić źródło lasera o mocy 30 kW, włożyć do wycinarki laserowej, sprzedać klientowi, a potem? Chyba już tylko uciekać. Jednak powinno się wziąć odpowiedzialność za takiego klienta i wytłumaczyć mu wszystkie ograniczenia i zagrożenia płynące z posiadania takiej mocy. Również aspekty ekonomiczne powinny wziąć tu górę. Nawet pobieżna analiza powyższych faktów wskazuje, że często znacznie korzystniej jest kupić w tej samej cenie dwie wycinarki mniejszej mocy niż jedną większą. Dwie wycinarki zapewniają podwojenie wydajności dla całego asortymentu blach. Natomiast wydanie takich samych środków na jedną wycinarkę dużej mocy może w sumie podnieść tę wydajność tylko o np. 20%.

Źródło: Kimla

Galeria

Robo Challenge: zaprogramuj robota!

Tegoroczna, czwarta już edycja Robo Challenge odbędzie się dniach 9 oraz 10 października 2024 r. we Wrocławiu. Wydarzenie to wielowymiarowa przestrzeń wymiany doświadczeń i kontaktów z zakresu automatyki i robotyki przemysłowej. ...

Partner kategorii:

Ekologiczna stal pozyskiwana z odpadów!

O ekologicznej produkcji stali mówi się w ostatnim czasie coraz więcej. Zazwyczaj odnosi się ona do kwestii emisji gazów cieplarnianych, uwalnianych podczas produkcji. Tym razem doniesienia naukowców mówią o samych materiałach, wykorzystywanych podczas wytwarzania stali.

jak-wybrac-nitownice-do-nitonakretek

Jaką nitownicę wybrać do nitonakrętek?

Zarówno nitonakrętki jak i nitownice to produkty, o których słyszy się dość rzadko. Mimo to są one obecne w wielu domach, zakładach produkcyjnych lub rzemieślniczych, a nawet w biurach, czy firmach budowlanych i remontowych. Tak naprawdę trudno dopasować ten sprzęt do jednej k...

STAL_7-8_24_wlasnosci_i_pomiary_Michal_Wieczorowski_SKALA_MIKRO_I_SKALA_NANO_Stock-1162146044_logo
Partner kategorii:

Skala mikro i nano. Nowe możliwości w Zakładzie Metrologii i Systemów Pomiarowych

Z artykułu dowiesz się: jakie trendy rozwojowe towarzyszą pomiarom w skali mikro i nano; jakie możliwości w tym zakresie ma Politechnika Poznańska;

regulacje-prawne-w-branzy-transportowej-a-istniejace-problemy

Czy nowe regulacje prawne wyeliminują problemy w polskiej branży transportowej?

Dramatycznie rosnące koszty, pogłębiające się problemy finansowe i zadłużenie przewoźników, niejasne przepisy i absurdy Pakietu Mobilności czy nierówna konkurencja ze strony krajów trzecich – to tylko niektóre z problemów, z jakimi codziennie musi radzić sobie polska branża tr...

Partner kategorii:

Procesy obróbki cieplnej i odlewnictwa z wykorzystaniem pieców przemysłowych

Najprościej ujmując, piec przemysłowy jest urządzeniem służącym podgrzewaniu różnych materiałów do wysokich temperatur. Urządzenia te mogą być wykorzystywane w różnego typu procesach, np. w:  hartowaniu,

STAL_5-6_24_obrobka_rozmowa_ze_Zbigniewem_Parterem_iStock-875273138

Przyszłość obróbki plastycznej metali w Polsce

Przemysł metalurgiczny stoi dziś przed niejednym wyzwaniem. O radzeniu sobie z nimi opowiada rektor Politechniki Lubelskiej prof. dr hab. inż. Zbigniew Pater, specjalista w zakresie obróbki plastycznej metali. Joanna Miśk...

STAL_7-8_24_Damian_Augustyn_WRZECIONA_CENTROW_OBROBCZYCH_SYGNALY_DRGAN_RYS_1

Ocena stanu wrzecion centrów obróbczych na podstawie sygnałów drgań

Z artykułu dowiesz się: dlaczego warto monitorować drgania wrzecion; jakie urządzenia będą pomocne do tego celu;

Małe i średnie firmy w UE zbyt wolno się cyfryzują. Polskie przedsiębiorstwa dużo poniżej unijnej średniej

„Droga ku cyfrowej dekadzie”, czyli program polityki transformacji cyfrowej UE, zakłada, że do 2030 roku ponad 90 proc. unijnych MŚP osiągnie co najmniej podstawowy poziom wskaźnika wykorzystania technologii cyfrowych. Dziś postęp w tej dziedzinie w krajach członkowskich Kom...

awarie-budowlane-2024-podsumowanie-konferencji-fot-1

Podsumowanie Konferencji Awarie Budowlane 2024

W dniach 20-24 maja 2024 r. odbyła się w Międzyzdrojach XXXI Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie Budowlane”. Tematyka awarii i katastrof budowlanych od 50 lat związana jest ze środowiskiem szczecińskim. W latach 1974 – 1993 z ini...

STAL_5-6_24_Agnieszka_Rzeznikiewicz_JAKOSC_KRAWEDZI_PO_CIECIU_iStock-896358608

Jakość krawędzi po cięciu strumieniem wody

Z artykułu dowiesz się: czym charakteryzuje się cięcie wodą;jakie są zalety cięcia strumieniem wody;jak oceniono jakość powierzchni ciętych stali ARMOX 500T Wzrastające wy...

STAL_7-8_24_Aleksandra_Krolicka_STALE_BAINITYCZNE_W_INFRASTRUKTURZE_KOLEJOWEJ_RYS_5
Partner kategorii:

Stale bainityczne do zastosowań w infrastrukturze kolejowej

Jakie są aktualne wyzwania związane z zieloną transformacją w sektorze transportu kolejowego, a także w procesach wytwarzania stali? Jak zmiany struktury wpływają na właściwości stali bainitycznych? Z artykułu dowiesz...

W ten sposób marnujemy rekordowe ilości taniej zielonej energii

Ograniczenia w produkcji energii z OZE powtarzają się coraz częściej. Jak podaje Forum Energii, łącznie w kwietniu br. ograniczono generację 149,6 GWh energii elektrycznej. Z tego 25,8 GWh z farm wiatrowych i 123,8 GWh z dużych instalacji fotowoltaicznych. 

zloty-medal-targow-modernlog-2024-poznaj-laureatow

Znamy laureatów nagrody Złoty Medal targów MODERNLOG 2024

Poznaliśmy produkty wyróżnione prestiżową nagrodą Złotego Medalu na targach Logistyki, Magazynowania i Transportu MODERNLOG 2024 oraz ITM INDUSTRY EUROPE 2024. Laureaci zawalczą teraz o Złoty Medal Wybór Konsumentów. W minionym tygod...

STAL_5-6_24_Wojciech_Kowalski_APERIODYCZNE_STRUKTURY_W_STOPACH_METALI_iStock-1480039441
Partner kategorii:

Kwazikryształy – aperiodyczne struktury w stopach metali

Z artykułu dowiesz się: czym są kwazikryształy;jakimi cechami się charakteryzują;gdzie mogą znaleźć zastosowanie. 5 października 2011 roku izraelski badacz Dan Shechtman o...

Stal ma znaczenie strategiczne. Rozmowa z Mirosławem Motyką, prezesem Hutniczej Izby Przemysłowo-Handlowej

Dlaczego polskie hutnictwo jest w kryzysie? Czy jest szansa na poprawę tej sytuacji? O tym rozmawiamy z Mirosławem Motyką, prezesem Hutniczej Izby Przemysłowo-Handlowej. Joanna Miśkiewicz: Dużo mówi się o ty...

Relacje

Katalog produktów

Sklep

STAL Metale & Nowe Technologie 1-2/24

STAL Metale & Nowe Technologie 1-2/24

Zamów
Nowoczesne Hale 1/2024

Nowoczesne Hale 1/2024

Zamów
Utrzymanie Ruchu 1/2024

Utrzymanie Ruchu 1/2024

Zamów
Fastener 1/2023

Fastener 1/2023

Zamów
Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Zamów
Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Zamów
Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Zamów
Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Zamów
Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Zamów
Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Zamów
Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Zamów
Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Zamów
Poznaj nasze serwisy

Nasze strony wykorzystują pliki cookies. Korzystanie z naszych stron internetowych bez zmiany ustawień przeglądarki dotyczących plików cookies oznacza, że zgadzacie się Państwo na umieszczenie ich w Państwa urządzeniu końcowym. Więcej szczegółów w Polityce prywatności.