Lasersny en waterstraalsny: Twee wonderlike tegnologieë wat kombineer? Of is hulle die beste wanneer hulle alleen is? Soos altyd hang die antwoord af van watter werke op die winkelvloer is, watter materiale die meeste hanteer word, die vaardigheidsvlak van die operateurs, en uiteindelik die beskikbare toerustingbegroting.
Volgens 'n opname van die belangrikste verskaffers van elke stelsel is die kort antwoord dat waterstrale goedkoper en meer veelsydig is as lasers in terme van materiale wat gesny kan word.Van skuim tot kos vertoon waterstrale buitengewone buigsaamheid. Aan die ander kant hand, lasers bied ongeëwenaarde spoed en presisie wanneer groot hoeveelhede dunner metale tot 1 duim (25,4 mm) dik vervaardig word.
Wat bedryfskoste betref, verbruik waterstraalstelsels skuurmateriaal en benodig pompmodifikasies. Vesellasers het hoër aanvanklike koste, maar laer bedryfskoste as hul ouer CO2-neefs;hulle kan ook meer operateuropleiding benodig (hoewel moderne beheerkoppelvlakke die leerkurwe verkort). Verreweg die mees algemeen gebruikte waterstraalskuurmiddel is granaat. In seldsame gevalle wanneer meer skuurstowwe soos aluminiumoksied gebruik word, sal die mengbuis en mondstuk meer slytasie ervaar .Met granaat kan waterstraalkomponente vir 125 uur sny;met alumina kan hulle net sowat 30 uur hou.
Uiteindelik moet die twee tegnologieë as aanvullend beskou word, sê Dustin Diehl, produkbestuurder vir die laserafdeling van Amada America Inc. in Buena Park, Kalifornië.
"Wanneer kliënte albei tegnologieë het, het hulle baie buigsaamheid in bie," het Diehl verduidelik. "Hulle kan op enige tipe werk bie omdat hulle hierdie twee verskillende maar soortgelyke instrumente het en op die hele projek kan bie."
Byvoorbeeld, 'n Amada-kliënt met twee stelsels voer 'n blanking op 'n laser uit. "Net langs die persrem is 'n waterstraal wat hittebestande isolasie sny," sê Diehl. "Sodra die laken gebuig is, sit hulle die isolasie in, buig hulle dit weer en doen die soom of verseëling.Dis ’n netjiese monteerlyn.”
In ander gevalle, het Diehl voortgegaan, het winkels gesê hulle wil 'n lasersnystelsel koop, maar het nie gedink hulle neem baie werk op om die besteding te regverdig nie. "As jy honderd dele maak, en dit neem 'n geheel dag, ons sal hulle na die laser laat kyk.Ons kan plaatmetaaltoediening in minute in plaas van ure doen.”
Tim Holcomb, toepassingspesialis by OMAX Corp. Kent, Washington, wat 'n winkel met ongeveer 14 lasers en 'n waterstraal bestuur, onthou dat hy 'n foto gesien het wat hy jare gelede by 'n maatskappy gesien het wat lasers, waterstraalstralers en draad-EDM gebruik.plakkaat. Die plakkaat lê die beste materiale en diktes uiteen wat elke tipe masjien kan hanteer – die lys waterstrale verdwerg die ander.
Uiteindelik, "Ek sien lasers wat probeer om in die waterstraalwêreld mee te ding en omgekeerd, en hulle gaan nie buite hul onderskeie velde wen nie," verduidelik Holcomb. Hy het ook opgemerk dat aangesien waterstraal 'n koue snystelsel is, "kan ons maak gebruik van meer mediese of verdedigingstoepassings omdat ons nie 'n hitte-geaffekteerde sone (HAZ) het nie - ons is mikrostraaltegnologie.Minijet spuitpunt en mikrostraal sny "Dit het regtig vir ons posgevat."
Terwyl lasers die sny van sagte swart staal oorheers, is waterstraaltegnologie "waarlik die Switserse veemes van die masjiengereedskapbedryf," beweer Tim Fabian, visepresident van bemarking en produkbestuur by Flow International Corp. in Kent, Washington. Lid van Shape Tegnologiegroep. Sy kliënte sluit in Joe Gibbs Racing.
"As jy daaraan dink, het 'n renmotorvervaardiger soos Joe Gibbs Racing minder toegang tot lasermasjiene omdat hulle dikwels 'n beperkte aantal onderdele van baie verskillende materiale sny, insluitend titanium, aluminium en koolstofvesel," het Fabian pad verduidelik. "Een van die behoeftes wat hulle aan ons verduidelik het, was dat die masjien wat hulle gebruik baie maklik moes wees om te programmeer.Soms maak 'n operateur dalk 'n onderdeel van ¼” [6,35 mm] aluminium en monteer dit op 'n renmotor, maar besluit dan dat die onderdeel gemaak moet word deur Made of titanium, 'n dikker koolstofveselplaat, of 'n dunner aluminiumplaat. ”
Op 'n tradisionele CNC-bewerkingsentrum, het hy voortgegaan, "hierdie veranderinge is aansienlik."Om ratte van materiaal tot materiaal en van deel tot deel te probeer verander, beteken om snykoppe, spilspoed, voertempo en programme te verander.
"Een van die dinge wat hulle ons regtig gedruk het om waterstraal te gebruik, was om 'n biblioteek te skep van die verskillende materiale wat hulle gebruik het, so al wat hulle moes doen was om 'n paar muisklikke uit te voer en hulle te laat oorskakel van ¼" aluminium na ½" [12.7 mm] koolstofvesel,” het Fabian voortgegaan.” Nog een klik, hulle gaan van ½” koolstofvesel na 1/8” [3,18 mm] titanium.”Joe Gibbs Racing “gebruik baie eksotiese allooie en goed wat jy nie gewoonlik sien dat gereelde klante gebruik nie.Ons het dus baie tyd spandeer om saam met hulle te werk om biblioteke te skep met hierdie gevorderde materiaal.Met honderde materiaal in ons databasis, is daar 'n maklike proses vir kliënte om by hul eie unieke materiaal by te voeg en hierdie databasis verder uit te brei.”
Nog 'n uitstekende gebruiker van die Flow-waterstraal is Elon Musk se SpaceX. "Ons het 'n hele paar masjiene by SpaceX om onderdele vir vuurpylskepe te maak," het Fabian gesê. 'n Ander vervaardiger van lugvaartverkenning, Blue Origin, gebruik ook die Flow-masjien." maak nie 10 000 van enigiets nie;hulle maak een van hulle, vyf van hulle, vier van hulle.”
Vir die tipiese winkel, "Enige keer as jy 'n werk het en jy benodig 5 000 ¼" van iets wat van staal gemaak is, gaan 'n laser moeilik wees om te klop," wys Fabian uit."Maar as jy twee staalonderdele, drie aluminiumonderdele Vervaardigde onderdele of vier nylononderdele benodig, sal jy waarskynlik nie oorweeg om 'n laser in plaas van 'n waterstraal te gebruik nie. Met die waterstraal kan jy enige materiaal sny, van dun staal tot 6" tot 8″ [15,24 tot 20,32 cm] dik metaal.
Met sy laser- en masjiengereedskapafdelings het Trumpf 'n duidelike vastrapplek in laser en konvensionele CNC.
In die smal venster waar die waterstraal en laser waarskynlik sal oorvleuel—die metaaldikte is net meer as 25,4 mm—die waterstraal behou ’n skerp rand.
"Vir baie, baie dik metale - 1,5 duim [38,1 mm] of meer - kan 'n waterstraal jou nie net beter kwaliteit gee nie, maar 'n laser kan dalk nie die metaal verwerk nie," het Brett Thompson, Bestuurder van Laser Tegnologie en Verkope gesê. Raadpleging .Daarna is die verskil duidelik: nie-metale sal waarskynlik op 'n waterstraal gemasjineer word, terwyl vir enige metaal 1 duim dik of dunner,” die laser 'n no-brainer is. Lasersny is baie vinniger, veral in dunner en/of harder materiale – byvoorbeeld vlekvrye staal in vergelyking met aluminium.”
Vir gedeeltelike afwerking, veral randkwaliteit, kry die waterstraal weer 'n voordeel namate die materiaal dikker word en hitte-insette 'n faktor word.
"Dit kan wees waar die waterstraal 'n voordeel kan hê," het Thompson erken. "Die reeks diktes en materiale oorskry dié van 'n laser met 'n kleiner hitte-geaffekteerde sone.Alhoewel die proses stadiger is as 'n laser, bied die waterstraal ook konsekwent goeie randkwaliteit.Jy is ook geneig om baie goeie vierkantigheid te kry wanneer jy 'n waterstraal gebruik - selfs dikte in duim, en glad nie brame nie.
Thompson het bygevoeg dat die voordeel van outomatisering in terme van integrasie in uitgebreide produksielyne die laser is.
“Met 'n laser is volle integrasie moontlik: laai materiaal aan die een kant, en uitset vanaf die ander kant van die geïntegreerde sny- en buigstelsel, en jy kry 'n klaar gesnyde en gebuigde deel.In hierdie geval is die waterstraal dalk steeds ’n swak keuse – selfs met ’n goeie materiaalbestuurstelsel – want die dele word baie stadiger gesny en natuurlik moet jy met die water omgaan.”
Thompson beweer dat lasers goedkoper is om te bedryf en in stand te hou omdat "die verbruiksgoedere wat gebruik word relatief beperk is, veral vesellasers."“Die algehele indirekte koste van waterstrale sal egter waarskynlik laer wees as gevolg van die laer krag en relatiewe eenvoud van die masjien.Dit hang regtig af van hoe goed die twee toestelle ontwerp en onderhou is.”
Hy onthou dat toe OMAX se Holcomb 'n winkel in die 1990's bedryf het, "Wanneer ek ook al 'n onderdeel of bloudruk op my lessenaar gehad het, was my aanvanklike gedagte: 'Kan ek dit op 'n laser doen?'" Maar voor ek geweet het Voorheen, was ons om meer en meer projekte te kry wat aan waterstrale toegewy is. Dit is dikker materiale en sekere tipes dele, ons kan nie in 'n baie stywe hoek kom nie as gevolg van die laser se hitte-geaffekteerde sone;dit waai uit die hoek, so ons sal na waterstrale leun – selfs wat lasers gewoonlik doen. Dieselfde geld vir materiaaldikte.”
Terwyl enkele velle vinniger op die laser is, is velle wat tot vier lae gestapel is, vinniger op die waterstraal.
“As ek ’n sirkel van 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] van 1/4″ [6,35 mm] sagte staal sou sny, sou ek waarskynlik die laser verkies weens sy spoed en akkuraatheid.Afwerking – kantgesnyde kontoer – sal meer van ’n glasagtige afwerking wees, baie glad.”
Maar om 'n laser te kry om op hierdie vlak van akkuraatheid te werk, het hy bygevoeg, "moet jy 'n kenner in frekwensie en krag wees.Ons is baie goed daarmee, maar jy moet dit baie styf skakel;met waterstrale, vir die eerste keer, Eerste probeer.Nou het al ons masjiene 'n CAD-stelsel ingebou. Ek kan 'n onderdeel direk op die masjien ontwerp.”Dit is wonderlik vir prototipering, voeg hy by. "Ek kan direk op die waterstraal programmeer, wat dit makliker maak om materiaaldiktes en instellings te verander."Die posinstellings en oorgange is “vergelykbaar;Ek het 'n paar oorgange vir waterstrale gesien wat baie soortgelyk is aan lasers.”
Nou, vir kleiner werke, prototipering of opvoedkundige gebruik – selfs vir 'n stokperdjiewinkel of motorhuis – kom OMAX se ProtoMAX met 'n pomp- en roltafel vir maklike hervestiging. Werkstukmateriaal word onder die water gedompel vir stil sny.
Wat instandhouding betref, "Gewoonlik kan ek iemand binne 'n dag of twee waterstraal oplei en hulle baie vinnig veld toe stuur," beweer Holcomb.
OMAX se EnduroMAX-pompe is ontwerp om waterverbruik te verminder en om vinnige herbou toe te laat. Die huidige weergawe het drie dinamiese seëls.” Ek sê steeds vir mense om versigtig te wees om enige pomp te onderhou, nie net myne nie.Dit is ’n hoëdrukpomp, so neem jou tyd en kry behoorlike opleiding.”
"Waterstralers is 'n goeie stapsteen in die wegbreek en vervaardiging, en miskien sal jou volgende stap 'n laser wees," stel hy voor. "Dit laat mense dele sny.En die persremme is redelik bekostigbaar, sodat hulle dit kan sny en buig.In ’n produksie-omgewing is jy dalk geneig om ’n laser te gebruik.”
Terwyl vesellasers die buigsaamheid bied om nie-staal te sny (koper, koper, titanium), kan waterstrale pakkingmateriaal en plastiek sny weens die gebrek aan 'n HAZ.
Die bedryf van die huidige generasie vesellasersnystelsels "is nou baie intuïtief, en die ligging van produksie kan deur program bepaal word," het Diehl gesê. "Die operateur laai net die werkstuk en slaan begin.Ek is van die winkel en in die CO2-era begin optika verouder en verswak, sny kwaliteit ly, en as jy daardie probleme kan diagnoseer, word jy as 'n uitstekende operateur beskou.Vandag se veselstelsels is koekiesnyers, hulle het nie daardie verbruiksgoedere nie, so hulle kan aan- of afgeskakel word – sny onderdele of nie.Dit verg 'n bietjie van 'n bekwame operateur se aanvraag.Dit word gesê, ek dink die oorgang van waterstraal na laser sal glad en maklik wees.”
Diehl skat dat 'n tipiese vesellaserstelsel $2 tot $3 per uur kan hardloop, terwyl waterstralers sowat $50 tot $75 per uur kan hardloop, met inagneming van skuurmiddelverbruik (bv. granaat) en beplande pompombouings.
Namate die kilowatt-krag van lasersnystelsels steeds toeneem, word dit toenemend 'n alternatief vir waterstrale in materiale soos aluminium.
"In die verlede, as dik aluminium gebruik is, sou die waterstraal [die] voordeel hê," verduidelik Diehl. "Die laser het nie die vermoë om deur iets soos 1" aluminium te gaan nie. In die laserwêreld het ons Dit is nie vir baie lank in daardie wêreld nie, maar nou met 'n hoër wattage veseloptika en vooruitgang in lasertegnologie, is 1″-aluminium nie meer 'n probleem nie.As jy 'n kostevergelyking gedoen het, vir Die aanvanklike belegging in die masjien, kan waterstrale goedkoper wees.Lasersnyde onderdele kan 10 keer soveel wees, maar jy moet in hierdie hoëvolume-omgewing wees om koste te verhoog.Soos jy meer gemengde lae-volume dele hardloop, Daar kan 'n paar voordele aan waterstraal wees, maar beslis nie in 'n produksie-omgewing nie.As jy in enige tipe omgewing is waar jy honderde of duisende dele moet hardloop, is dit nie 'n waterstraaltoepassing nie.”
Ter illustrasie van die toename in beskikbare laserkrag, het Amada se ENSIS-tegnologie van 2 kW tot 12 kW toegeneem toe dit in 2013 bekend gestel is. Aan die ander kant van die skaal maak Amada se VENTIS-masjien (bekendgestel by Fabtech 2019) 'n groter reeks materiaalverwerking moontlik. met 'n balk wat langs die deursnee van die mondstuk beweeg.
"Ons kan verskillende tegnieke uitvoer deur heen en weer te beweeg, op en af, van kant tot kant, of syfer-agt," het Diehl oor VENTIS gesê. "Een van die dinge wat ons uit ENSIS-tegnologie geleer het, is dat elke materiaal 'n soetigheid het. kol – 'n manier waarop hy daarvan hou om te sny.Ons doen dit deur verskillende tipes patrone en balkvorming te gebruik.Met VENTIS, ons Dit gaan heen en weer amper soos 'n saag;soos die kop beweeg, beweeg die balk heen en weer, so jy kry baie gladde strepe, goeie randkwaliteit en soms spoed.”
Soos OMAX se klein ProtoMAX waterstraalstelsel, berei Amada 'n "baie klein voetspoor veselstelsel" voor vir klein werkswinkels of "R&D prototipering werkswinkels" wat nie by hul produksieafdeling wil inbreek wanneer hulle net 'n paar prototipes hoef te maak nie.deel. ”
Postyd: Feb-09-2022