เครื่องผลิตไนโตรเจนสำหรับการตัดเลเซอร์: ทำไมคุณถึงต้องใช้และวิธีเลือก

ทำไมการตัดด้วยเลเซอร์จึงต้องใช้ไนโตรเจน

เมื่อเลเซอร์ไฟเบอร์ตัดโลหะ ก๊าซช่วยแรงดันสูงจะเป่าโลหะหลอมเหลวออกจากรอยตัด ก๊าซที่คุณเลือกส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการตัด ความเร็ว และต้นทุน แม้ว่าโดยทั่วไปจะใช้ออกซิเจนสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนหนา (ปฏิกิริยาคายความร้อนช่วยเพิ่มความร้อนในการตัด) ไนโตรเจน เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับสแตนเลส อะลูมิเนียม และเมื่อคุณต้องการขอบที่สะอาด ปราศจากออกไซด์บนเหล็กกล้าคาร์บอน

นี่คือเหตุผลที่ไนโตรเจนสำคัญ:

• ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน - ไนโตรเจนเป็นก๊าซเฉื่อย เมื่อใช้เป็นก๊าซช่วย จะป้องกันไม่ให้ขอบตัดเกิดออกซิเดชัน ซึ่งสำคัญสำหรับชิ้นส่วนสแตนเลสที่ต้องคงความต้านทานการกัดกร่อน
• ขอบที่สะอาดกว่า - การตัดด้วยไนโตรเจนให้ขอบที่สว่างและเป็นเงา ซึ่งมักไม่ต้องเก็บรายละเอียดรอง ซึ่งช่วยลดเวลาและต้นทุนในกระบวนการถัดไป
• เชื่อมได้ดีกว่า - ขอบที่ปราศจากออกไซด์เชื่อมได้น่าเชื่อถือกว่า หากชิ้นส่วนที่ตัดจะถูกเชื่อมในขั้นตอนถัดไป ขอบที่ตัดด้วยไนโตรเจนจะไม่ต้องเจียรชั้นออกไซด์ออกก่อน
• การยึดเกาะของสีและสารเคลือบ - พื้นผิวที่ปราศจากออกไซด์จะรับสี สีฝุ่น และการเคลือบอื่นๆ ได้สม่ำเสมอมากกว่า
• ตัดเร็วกว่าบนวัสดุบาง - สำหรับแผ่นโลหะบาง ไนโตรเจนสามารถตัดได้เร็วกว่าออกซิเจน เนื่องจากไม่ต้องจัดการปฏิกิริยาคายความร้อน

ข้อแลกเปลี่ยนคือต้นทุน ไนโตรเจนที่ใช้ในการตัดแรงดันสูงจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อคุณซื้อไนโตรเจนแบบถังหรือแบบเหลว นี่คือจุดที่ เครื่องผลิตไนโตรเจน กลายเป็นการลงทุนเชิงกลยุทธ์

ประเภทของเครื่องผลิตไนโตรเจน: PSA กับเมมเบรน

เทคโนโลยีหลักสองอย่างครองตลาดการผลิตไนโตรเจนในสถานที่: การดูดซับด้วยแรงดันสวิง (PSA) และ การแยกด้วยเมมเบรนทั้งสองวิธีสกัดไนโตรเจนจากอากาศอัด (ซึ่งมีไนโตรเจน 78%) แต่ทำงานต่างกัน

เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA

ระบบ PSA ใช้ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน (CMS) เพื่อดูดซับออกซิเจนและโมเลกุลอื่นๆ ภายใต้แรงดัน ปล่อยให้ไนโตรเจนผ่านไปได้ หอคอยสองหอสลับกันระหว่างรอบการดูดซับและการสร้างใหม่ ทำให้มีไนโตรเจนอย่างต่อเนื่อง เครื่องผลิต PSA สามารถให้ความบริสุทธิ์สูงถึง 99.999% ทำให้เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ที่ต้องการความบริสุทธิ์สูงและอัตราการไหลสูง

เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบเมมเบรน

ระบบเมมเบรนใช้เส้นใยกลวงที่ยอมให้ก๊าซที่ซึมผ่านเร็วกว่า (ออกซิเจน ไอน้ำ) ผ่านไปได้ ในขณะที่ไนโตรเจนไหลผ่านรูของเส้นใย เครื่องผลิตแบบเมมเบรนมีขนาดกะทัดรัด เงียบ และมีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยกว่า แต่โดยทั่วไปให้ความบริสุทธิ์ต่ำกว่า (สูงถึง 99.5%) และอัตราการไหลต่ำกว่าระบบ PSA

คุณสมบัติ	PSA	เมมเบรน
ความบริสุทธิ์สูงสุด	สูงถึง 99.999%	สูงถึง 99.5%
อัตราการไหล	สูง	ปานกลาง
พื้นที่ติดตั้ง	ใหญ่กว่า	กะทัดรัด
การบำรุงรักษา	เปลี่ยน CMS ทุก 5-10 ปี	เปลี่ยนเมมเบรนทุก 5-10 ปี
เหมาะสำหรับ	การตัดเลเซอร์ความบริสุทธิ์สูง ปริมาณมาก	การใช้งานความบริสุทธิ์ต่ำ พื้นที่จำกัด

สำหรับการตัดเลเซอร์ส่วนใหญ่ เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA เป็นตัวเลือกที่แนะนำ เนื่องจากมีความบริสุทธิ์และความสามารถในการไหลสูงกว่า

วิธีเลือกเครื่องผลิตไนโตรเจนสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์

1. ข้อกำหนดความบริสุทธิ์

สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพขอบ การตัดส่วนใหญ่ต้องการความบริสุทธิ์ 99.9% ขึ้นไปสำหรับการตัดสแตนเลสและอะลูมิเนียมที่ต้องกำจัดการเกิดออกซิเดชันที่ขอบอย่างสมบูรณ์ แนะนำความบริสุทธิ์ 99.99% เครื่องผลิต PSA สามารถให้ระดับความบริสุทธิ์เหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ

2. อัตราการไหล

อัตราการไหล (วัดเป็น Nm³/h หรือ L/min) ต้องตรงกับปริมาณการใช้ก๊าซของเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ ซึ่งขึ้นอยู่กับ:

• กำลังเลเซอร์ - เครื่องที่มีกำลังสูงกว่ามักต้องใช้แรงดันและอัตราการไหลของก๊าซช่วยสูงกว่า
• ความหนาของวัสดุ - วัสดุที่หนากว่าต้องใช้แรงดันสูงกว่าและใช้ก๊าซต่อการตัดนานกว่า
• เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด - หัวฉีดที่ใหญ่กว่าใช้ก๊าซมากกว่า
• ความเร็วในการตัด - การตัดที่เร็วกว่าหมายถึงการใช้ก๊าซต่อหน่วยเวลามากขึ้น

ตามกฎทั่วไป กำหนดความสามารถการไหลของเครื่องผลิตของคุณที่ 1.2 ถึง 1.5 เท่า ของการใช้ไนโตรเจนสูงสุดของเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันคงที่ระหว่างการทำงานต่อเนื่อง

3. แรงดัน

การตัดด้วยเลเซอร์ต้องมีการจ่ายไนโตรเจนแรงดันสูงที่เสถียร - โดยทั่วไป 1.0 ถึง 2.5 MPa (10 ถึง 25 bar) ขึ้นอยู่กับวัสดุและความหนา ความผันผวนของแรงดันทำให้คุณภาพการตัดไม่สม่ำเสมอ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องผลิตและระบบคอมเพรสเซอร์ของคุณสามารถรักษาแรงดันให้คงที่ตามอัตราการไหลที่ต้องการ ถังพักเฉพาะระหว่างเครื่องผลิตและเครื่องตัดช่วยลดแรงดันที่เพิ่มขึ้นและลดลง

4. แหล่งจ่ายอากาศอัด

เครื่องผลิตไนโตรเจนไม่ได้ผลิตไนโตรเจนจากความว่างเปล่า - พวกมันแยกไนโตรเจนจากอากาศอัด คุณภาพและความสามารถของคอมเพรสเซอร์อากาศของคุณส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องผลิต ข้อกำหนดรวมถึง:

• อากาศอัดที่ปราศจากน้ำมันหรือผ่านการกรอง - การปนเปื้อนของน้ำมันทำให้ CMS หรือเมมเบรนเสื่อมสภาพ
• ความสามารถของอากาศที่เพียงพอ - คอมเพรสเซอร์ต้องจ่ายอากาศเพียงพอเพื่อป้อนเครื่องผลิตที่กำลังการผลิตเต็ม โดยทั่วไปเครื่องผลิต PSA ต้องใช้อากาศอัด 3-5 เท่าของปริมาตรไนโตรเจนที่ผลิตได้
• เครื่องอบแห้งอากาศ - ต้องกำจัดความชื้นก่อนที่อากาศจะเข้าสู่เครื่องผลิตเพื่อปกป้องตัวกลางแยก

5. รอบการทำงานและความซ้ำซ้อน

พิจารณาว่าการตัดของคุณทำงานกี่ชั่วโมงต่อวัน สำหรับการผลิตต่อเนื่อง เลือกเครื่องผลิตที่ออกแบบมาสำหรับการทำงาน 24/7 หากเวลาทำงานมีความสำคัญ พิจารณาระบบ PSA แบบสองหอที่สามารถทำงานได้ในขณะที่หอหนึ่งกำลังบำรุงรักษา หรือมีแหล่งจ่ายไนโตรเจนสำรองสำหรับช่วงเวลาบำรุงรักษา

การจับคู่เครื่องผลิตไนโตรเจนกับเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ

เพื่อกำหนดขนาดเครื่องผลิตไนโตรเจนอย่างถูกต้อง คุณต้องทราบข้อกำหนดการใช้ไนโตรเจนของเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ ข้อมูลสำคัญ:

• อัตราการไหลของก๊าซหัวฉีดสูงสุด (จากข้อกำหนดของเครื่องของคุณ)
• ช่วงแรงดันใช้งาน
• ชั่วโมงการตัดต่อวันโดยทั่วไปที่ใช้ไนโตรเจน
• ส่วนผสมของวัสดุและช่วงความหนา

ตัวอย่างเช่น เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ 3000W ที่ตัดสแตนเลสที่ความหนาต่างๆ อาจต้องใช้อัตราการไหลของไนโตรเจนตั้งแต่ 500 ถึง 3,000 L/min ขึ้นอยู่กับหัวฉีดและความหนาของวัสดุ เครื่อง 12,000W กำลังสูงที่ตัดสแตนเลสหนาอาจต้องใช้อัตราการไหลสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ควรปรึกษาทั้งผู้ผลิตเครื่องเลเซอร์และซัพพลายเออร์เครื่องผลิตไนโตรเจนของคุณเพื่อยืนยันข้อกำหนดที่ตรงกัน

การประหยัดต้นทุน: การผลิตในสถานที่กับการซื้อไนโตรเจน

แม้ว่าเครื่องผลิตไนโตรเจนต้องใช้เงินลงทุนเริ่มแรก แต่ระยะเวลาคืนทุนมักจะ 12 ถึง 24 เดือน สำหรับโรงงานที่มีความต้องการตัดไนโตรเจนเป็นประจำ ปัจจัยสำคัญ:

• ไนโตรเจนแบบเทกอง - คุณจ่ายค่าขนส่ง ค่าจัดเก็บ ค่าการระเหย และค่าเช่าถัง ต้นทุนผันผวนตามราคาของซัพพลายเออร์
• ไนโตรเจนแบบถัง - แพงที่สุดต่อหน่วยปริมาตร เหมาะสำหรับการใช้งานที่ใช้น้อยมากเท่านั้น
• การผลิตในสถานที่ - ต้นทุนหลักคือค่าไฟฟ้าสำหรับคอมเพรสเซอร์อากาศ เมื่อระบบคืนทุนแล้ว ต้นทุนไนโตรเจนจะลดลงเหลือเศษเสี้ยวของก๊าซที่ซื้อ

สำหรับโรงงานผลิตที่มีปริมาณมาก การประหยัดอาจมีนัยสำคัญ โรงงานที่ใช้จ่าย $2,000-$5,000 ต่อเดือนสำหรับไนโตรเจนแบบเทกองอาจพบว่าเครื่องผลิต PSA คุ้มทุนภายในเวลาไม่ถึงสองปี

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและบูรณาการ

เมื่อเพิ่มเครื่องผลิตไนโตรเจนให้กับการตัดเลเซอร์ของคุณ วางแผนสำหรับ:

• พื้นที่โรงงาน - เครื่องผลิต PSA ต้องใช้พื้นที่สำหรับเครื่องผลิต คอมเพรสเซอร์อากาศ เครื่องอบแห้งอากาศ และถังพัก
• ท่อส่ง - ท่อส่งไนโตรเจนแรงดันสูงจากเครื่องผลิตไปยังเครื่องเลเซอร์ต้องมีขนาดและระดับที่เหมาะสม
• แหล่งจ่ายไฟฟ้า - คอมเพรสเซอร์อากาศเป็นผู้ใช้พลังงานหลัก ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความสามารถทางไฟฟ้าเพียงพอ
• การระบายอากาศ - คอมเพรสเซอร์และเครื่องผลิตสร้างความร้อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศเพียงพอในพื้นที่ติดตั้ง

เกี่ยวกับเครื่องผลิตไนโตรเจนของ Xinhong CNC

บริษัท ซานตง ซินหง CNC เทคโนโลยี จำกัด ได้ผลิตอุปกรณ์เลเซอร์ไฟเบอร์มาตั้งแต่ปี 2005 นอกเหนือจากเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ (2000W-30000W) และระบบเชื่อมของเราแล้ว เรายังมีเครื่องผลิตไนโตรเจนที่ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกับอุปกรณ์ตัดของเราได้อย่างลงตัว เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA ของเราสร้างขึ้นภายใต้ระบบคุณภาพ ISO 9001:2015 และสามารถกำหนดค่าให้สอดคล้องกับข้อกำหนด CE ได้

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องผลิตไนโตรเจนสำหรับงานตัดเลเซอร์ของคุณ เยี่ยมชมแคตตาล็อกสินค้าของเรา หรือติดต่อทีมงานของเรา เราจะช่วยคุณกำหนดขนาดระบบไนโตรเจนที่ตรงกับกำลังเลเซอร์ ประเภทวัสดุ และปริมาณการผลิตของคุณ