Generator dušika za lasersko rezanje: Zašto vam je potreban i kako odabrati

Zašto lasersko rezanje treba dušik

Kada vlaknasti laser reže metal, pomoćni plin pod visokim tlakom izbacuje rastaljeni materijal iz reza. Plin koji odaberete izravno utječe na kvalitetu reza, brzinu i trošak. Iako se kisik često koristi za debeli ugljični čelik (egzotermna reakcija dodaje toplinu rezanju), dušik je preferirani izbor za nehrđajući čelik, aluminij i kada su potrebni čisti rubovi bez oksida na ugljičnom čeliku.

Evo zašto je dušik važan:

• Sprečava oksidaciju - Dušik je inertni plin. Kada se koristi kao pomoćni plin, sprječava oksidaciju ruba reza, što je ključno za komponente od nehrđajućeg čelika koje moraju zadržati otpornost na koroziju.
• Čistiji rubovi - Rezanje dušikom proizvodi svijetle, sjajne rubove koji često ne zahtijevaju naknadnu obradu. To smanjuje vrijeme i troškove daljnje obrade.
• Bolja zavarljivost - Rubovi bez oksida pouzdanije se zavaruju. Ako će se rezani dijelovi naknadno zavarivati, rubovi rezani dušikom eliminiraju potrebu za brušenjem oksidnih slojeva.
• Prianjanje boje i premaza - Površine bez oksida ravnomjernije prihvaćaju boju, praškaste premaze i druge završne obrade.
• Brže rezanje tankih materijala - Za tanki lim, dušik može omogućiti veće brzine rezanja u usporedbi s kisikom, jer ne morate upravljati egzotermnom reakcijom.

Kompromis je trošak. Dušik potrošen tijekom rezanja pod visokim tlakom brzo se povećava kada kupujete dušik u bocama ili tekući dušik. Ovdje generator dušika na licu mjesta generatorom dušika postaje strateška investicija.

Vrste generatora dušika: PSA naspram membrane

Dvije glavne tehnologije dominiraju proizvodnjom dušika na licu mjesta: adsorpcija s promjenom tlaka (PSA) i membranska separacija. Oba izdvajaju dušik iz komprimiranog zraka (koji sadrži 78% dušika), ali rade drugačije.

PSA generatori dušika

PSA sustavi koriste ugljično molekularno sito (CMS) za adsorpciju kisika i drugih molekula pod tlakom, dopuštajući dušiku da prođe. Dvije kolone izmjenjuju cikluse adsorpcije i regeneracije, osiguravajući kontinuiranu opskrbu dušikom. PSA generatori mogu postići čistoću do 99,999%, što ih čini standardnim izborom za aplikacije laserskog rezanja gdje su visoka čistoća i protok ključni.

Membranski generatori dušika

Membranski sustavi koriste šuplja vlakna koja propuštaju plinove koji brže permeiraju (kisik, vodena para) dok dušik prolazi kroz jezgre vlakana. Membranski generatori su kompaktni, tihi i imaju manje pokretnih dijelova, ali obično postižu nižu čistoću (do 99,5%) i niže protoke od PSA sustava.

Značajka	PSA	Membrana
Maks. čistoća	Do 99,999%	Do 99,5%
Protok	Visoka	Umjeren
Površina	Veća	Kompaktna
Održavanje	Zamjena CMS-a svakih 5-10 godina	Zamjena membrane svakih 5-10 godina
Najbolje za	Lasersko rezanje visoke čistoće i velikog volumena	Aplikacije niske čistoće, ograničen prostor

Za većinu aplikacija laserskog rezanja, PSA generatori dušika su preporučeni izbor zbog veće čistoće i protoka.

Kako odabrati generator dušika za lasersko rezanje

1. Zahtjevi za čistoću

Za lasersko rezanje, čistoća dušika izravno utječe na kvalitetu ruba. Većina aplikacija rezanja zahtijeva čistoću od 99,9% ili više. Za rezanje nehrđajućeg čelika i aluminija gdje se oksidacija ruba mora potpuno eliminirati, preporučuje se čistoća od 99,99%. PSA generatori mogu pouzdano isporučiti ove razine čistoće.

2. Protok

Protok (mjeren u Nm³/h ili L/min) mora odgovarati potrošnji plina vašeg stroja za lasersko rezanje, što ovisi o:

• Snaga lasera - Strojevi veće snage obično zahtijevaju veći tlak i protok pomoćnog plina.
• Debljina materijala - Deblji materijali zahtijevaju veći tlak i dulju isporuku plina po rezu.
• Promjer mlaznice - Veće mlaznice troše više plina.
• Brzina rezanja - Brže rezanje znači više plina potrošenog po jedinici vremena.

Kao opće pravilo, dimenzionirajte kapacitet protoka generatora na 1,2 do 1,5 puta vršne potrošnje dušika vašeg lasera kako biste osigurali stabilan tlak tijekom kontinuiranog rada.

3. Tlak

Lasersko rezanje zahtijeva stabilnu isporuku dušika pod visokim tlakom - obično 1,0 do 2,5 MPa (10 do 25 bara) ovisno o materijalu i debljini. Fluktuacije tlaka uzrokuju nedosljednu kvalitetu reza. Osigurajte da vaš generator i kompresorski sustav mogu održavati stabilan tlak pri potrebnom protoku. Namjenski međuspremnik između generatora i stroja za rezanje pomaže prigušiti skokove i padove tlaka.

4. Opskrba komprimiranim zrakom

Generatori dušika ne proizvode dušik ni iz čega - oni ga odvajaju iz komprimiranog zraka. Kvaliteta i kapacitet vašeg zračnog kompresora izravno utječu na performanse generatora. Zahtjevi uključuju:

• Bezuljni ili filtrirani komprimirani zrak - Onečišćenje uljem degradira CMS ili membranu.
• Adekvatan kapacitet zraka - Kompresor mora isporučiti dovoljno zraka za napajanje generatora pri punom učinku. PSA generatori obično zahtijevaju 3-5 volumena komprimiranog zraka po volumenu proizvedenog dušika.
• Sušač zraka - Vlaga se mora ukloniti prije nego zrak uđe u generator kako bi se zaštitio medij za separaciju.

5. Radni ciklus i redundantnost

Razmotrite koliko sati dnevno vaša operacija rezanja radi. Za kontinuiranu proizvodnju odaberite generator predviđen za rad 24/7. Ako je vrijeme rada kritično, razmotrite dvostupanjski PSA sustav koji može raditi dok se jedan stupanj servisira, ili rezervnu opskrbu dušikom za razdoblja održavanja.

Usklađivanje generatora dušika s vašim laserskim rezačem

Za ispravno dimenzioniranje generatora dušika morate znati specifikacije potrošnje dušika vašeg stroja za lasersko rezanje. Ključni ulazi:

• Maksimalni protok plina kroz mlaznicu (iz specifikacija vašeg stroja)
• Raspon radnog tlaka
• Tipični dnevni sati rezanja s dušikom
• Mješavina materijala i raspon debljina

Na primjer, vlaknasti laser snage 3000 W za rezanje nehrđajućeg čelika različitih debljina može zahtijevati protok dušika u rasponu od 500 do 3000 L/min ovisno o mlaznici i debljini materijala. Stroj velike snage od 12 000 W za rezanje debelog nehrđajućeg čelika može zahtijevati znatno veće protoke. Uvijek se posavjetujte i s proizvođačem laserskog stroja i s dobavljačem generatora dušika kako biste provjerili zahtjeve usklađenosti.

Uštede: proizvodnja na licu mjesta naspram kupovine dušika

Iako generator dušika zahtijeva početno kapitalno ulaganje, razdoblje povrata često je 12 do 24 mjeseca za radionice s redovitim potrebama za rezanjem dušikom. Ključni čimbenici:

• Rasuti dušik - Plaćate dostavu, skladištenje, gubitke isparavanjem i najam spremnika. Troškovi fluktuiraju s cijenama dobavljača.
• Dušik u bocama - Najskuplji po jedinici volumena; prikladan samo za vrlo nisku potrošnju.
• Proizvodnja na licu mjesta - Primarni trošak je električna energija za zračni kompresor. Nakon što se sustav otplati, trošak dušika pada na djelić cijene kupovnog plina.

Za radionice s velikim volumenom, uštede mogu biti znatne. Radionica koja troši 2000-5000 USD mjesečno na rasuti dušik može otkriti da se PSA generator isplati za manje od dvije godine.

Razmatranja instalacije i integracije

Prilikom dodavanja generatora dušika u vašu operaciju laserskog rezanja, planirajte:

• Podni prostor - PSA generatori zahtijevaju podni prostor za generator, zračni kompresor, sušač zraka i međuspremnik.
• Cjevovod - Cjevovod za dovod dušika pod visokim tlakom od generatora do laserskog stroja mora biti pravilno dimenzioniran i ocijenjen.
• Električno napajanje - Zračni kompresor je glavni potrošač energije; osigurajte odgovarajući električni kapacitet.
• Ventilacija - Kompresor i generator proizvode toplinu; osigurajte odgovarajuću ventilaciju u prostoru za instalaciju.

O dušikovim generatorima tvrtke Xinhong CNC

Shandong Xinhong CNC Technology Co., Ltd. proizvodi opremu za fiber laser od 2005. godine. Osim naših strojeva za lasersko rezanje (2000W-30000W) i sustava za zavarivanje, nudimo i generatore dušika dizajnirane za besprijekornu integraciju s našom opremom za rezanje. Naši PSA generatori dušika proizvedeni su u skladu s našim sustavom kvalitete ISO 9001:2015 i mogu se konfigurirati za usklađenost s CE.

Da biste saznali više o generatorima dušika za vašu operaciju laserskog rezanja, posjetite naš katalog proizvoda ili kontaktirajte naš tim. Pomoći ćemo vam odrediti veličinu sustava za dušik koji odgovara snazi vašeg lasera, mješavini materijala i obujmu proizvodnje.