Tall per làser i tall per raig d'aigua: dues grans tecnologies que es combinen? O són millors quan estan sols? Com sempre, la resposta depèn de quines feines es realitzen a la botiga, quins materials es manipulen més sovint, el nivell d'habilitat dels operaris, i, en definitiva, el pressupost de l'equipament disponible.
Segons una enquesta als principals proveïdors de cada sistema, la resposta breu és que els dolls d'aigua són menys costosos i més versàtils que els làsers pel que fa als materials que es poden tallar. Des de l'escuma fins als aliments, els dolls d'aigua presenten una flexibilitat extraordinària. D'altra banda, els làsers ofereixen una velocitat i precisió inigualables quan es produeixen grans quantitats de metalls més prims de fins a 1 polzada (25,4 mm) de gruix.
Pel que fa als costos d'explotació, els sistemes de raig d'aigua consumeixen material abrasiu i requereixen modificacions de la bomba. Els làsers de fibra tenen costos inicials més elevats, però costos operatius més baixos que els seus cosins de CO2 més antics;també poden requerir més formació de l'operador (tot i que les interfícies de control modernes escurcen la corba d'aprenentatge). Amb molt, l'abrasiu de raig d'aigua més utilitzat és el granat. En casos rars, quan s'utilitzen substàncies més abrasives com l'òxid d'alumini, el tub de mescla i el broquet experimentaran més desgast. .Amb granat, els components del raig d'aigua poden tallar-se durant 125 hores;amb alúmina només poden durar unes 30 hores.
En última instància, les dues tecnologies s'han de veure com a complementàries, diu Dustin Diehl, gerent de producte de la divisió làser d'Amada America Inc. a Buena Park, Califòrnia.
"Quan els clients tenen ambdues tecnologies, tenen molta flexibilitat a l'hora de licitar", va explicar Diehl. "Poden licitar qualsevol tipus de treball perquè tenen aquestes dues eines diferents però similars i poden licitar per tot el projecte".
Per exemple, un client d'Amada amb dos sistemes realitza l'estampació en un làser. "Justo al costat de la premsa plegadora hi ha un aïllament resistent a la calor que talla amb raig d'aigua", diu Diehl. "Una vegada que la làmina està doblegada, posen l'aïllament, es dobleguen. torna-ho a fer i fes el doblet o el segellat.És una petita línia de muntatge ordenada".
En altres casos, va continuar Diehl, les botigues van dir que volien comprar un sistema de tall per làser, però no pensaven que estaven assumint molta feina per justificar la despesa. dia, els farem mirar el làser.Podem fer l'aplicació de xapa en minuts en comptes d'hores".
Tim Holcomb, especialista en aplicacions a OMAX Corp. Kent, Wash., que dirigeix una botiga amb uns 14 làsers i un raig d'aigua, recorda haver vist una foto que va veure fa anys en una empresa que utilitzava làsers, raigs d'aigua i electroerosió per fil.pòster. El pòster exposa els millors materials i gruixos que pot suportar cada tipus de màquina: la llista de dolls d'aigua és més petita que la resta.
En última instància, "Veig que els làsers intenten competir en el món del raig d'aigua i viceversa, i no guanyaran fora dels seus respectius camps", explica Holcomb. També va assenyalar que com que el raig d'aigua és un sistema de tall en fred, "podem Aprofiteu més aplicacions mèdiques o de defensa perquè no tenim una zona afectada per la calor (HAZ): som tecnologia de microjet.Broquet Minijet i tall de microjet "Ens va enlairar molt".
Tot i que els làsers dominen el tall d'acer negre suau, la tecnologia de raig d'aigua és "verdaderament la navalla suïssa de la indústria de la màquina-eina", afirma Tim Fabian, vicepresident de màrqueting i gestió de productes de Flow International Corp. a Kent, Washington. Membre de Shape Technology Group. Entre els seus clients hi ha Joe Gibbs Racing.
"Si t'ho penses, un fabricant de cotxes de carreres com Joe Gibbs Racing té menys accés a màquines làser perquè sovint tallen un nombre limitat de peces de molts materials diferents, com ara titani, alumini i fibra de carboni", va explicar Fabian a la carretera. de les necessitats que ens van explicar era que la màquina que feien servir havia de ser molt fàcil de programar.De vegades, un operador pot fer una peça d'alumini de ¼ "[6,35 mm] i muntar-la en un cotxe de carreres, però després decideix que la peça s'ha de fer de titani, una làmina de fibra de carboni més gruixuda o una làmina d'alumini més prima. ”
En un centre de mecanitzat CNC tradicional, va continuar, "aquests canvis són considerables".Intentar canviar els engranatges d'un material a un altre i d'una peça a una altra significa canviar els capçals de tall, les velocitats de l'eix, les velocitats d'alimentació i els programes.
"Una de les coses que realment ens van empènyer a utilitzar el raig d'aigua va ser crear una biblioteca dels diferents materials que utilitzaven, així que tot el que havien de fer era fer un parell de clics del ratolí i fer-los canviar d'alumini de ¼" a ½" [12,7". mm] fibra de carboni", va continuar Fabian. "Un clic més, passen de fibra de carboni de ½" a titani de 1/8" [3,18 mm]".Joe Gibbs Racing està "utilitzant molts aliatges exòtics i coses que normalment no veuen els clients habituals.Així que hem dedicat molt de temps treballant amb ells per crear biblioteques amb aquests materials avançats.Amb centenars de materials a la nostra base de dades, hi ha un procés fàcil perquè els clients afegeixin als seus propis materials únics i ampliïn encara més aquesta base de dades.”
Un altre usuari de gamma alta del raig d'aigua Flow és SpaceX d'Elon Musk. "Tenim bastant màquines a SpaceX per fabricar peces per a coets", va dir Fabian. Un altre fabricant d'exploració aeroespacial, Blue Origin, també utilitza la màquina Flow ". no feu 10.000 de res;n'estan fent un, cinc d'ells, quatre d'ells”.
Per a la botiga típica, "Sempre que tens feina i necessites 5.000 ¼" d'alguna cosa feta d'acer, un làser serà difícil de superar", assenyala Fabian."Però si necessiteu dues peces d'acer, tres peces d'alumini Peces fabricades o quatre peces de niló, probablement no us plantejaríeu utilitzar un làser en comptes d'un raig d'aigua. Amb el raig d'aigua, podeu tallar qualsevol material, des d'acer prim fins a 6" metall de 8" [15,24 a 20,32 cm] de gruix.
Amb les seves divisions de làser i màquina-eina, Trumpf té una clara base en làser i CNC convencional.
A la finestra estreta on és més probable que el raig d'aigua i el làser se superposin (el gruix del metall és de poc més d'1 polzada [25,4 mm]), el raig d'aigua manté una vora afilada.
"Per a metalls molt, molt gruixuts (1,5 polzades [38,1 mm] o més), no només un raig d'aigua us pot oferir una millor qualitat, sinó que és possible que un làser no pugui processar el metall", va dir Brett Thompson, gerent de tecnologia làser i vendes. Assessorament. Després d'això, la diferència és clara: és probable que els no metalls es mequinin amb raig d'aigua, mentre que per a qualsevol metall d'1 polzada de gruix o més prim, el làser és una obvietat. El tall per làser és molt més ràpid, especialment en els més prims. i/o materials més durs, per exemple, l'acer inoxidable en comparació amb l'alumini".
Per a l'acabat parcial, especialment la qualitat de les vores, a mesura que el material es fa més gruixut i l'entrada de calor es converteix en un factor, el raig d'aigua torna a obtenir un avantatge.
"Aquí podria ser on el raig d'aigua podria tenir un avantatge", va admetre Thompson. "El rang de gruixos i materials supera el d'un làser amb una zona afectada per la calor més petita.Tot i que el procés és més lent que un làser, el raig d'aigua també proporciona una qualitat de vora constantment bona.També tendeix a obtenir una quadrada molt bona quan utilitzeu un raig d'aigua, fins i tot un gruix en polzades i sense rebaves.
Thompson va afegir que l'avantatge de l'automatització pel que fa a la integració en línies de producció esteses és el làser.
"Amb un làser, és possible una integració total: carregueu material per un costat i sortiu des de l'altre costat del sistema integrat de tall i plegat, i obteniu una peça tallada i doblegada acabada.En aquest cas, el raig d'aigua pot ser que encara sigui una mala elecció, fins i tot amb un bon sistema de gestió de materials, perquè les peces es tallen molt més lentament i, òbviament, has de fer front a l'aigua".
Thompson afirma que els làsers són menys costosos d'operar i mantenir perquè "els consumibles utilitzats són relativament limitats, especialment els làsers de fibra".Tanmateix, "el cost indirecte global dels raigs d'aigua és probable que sigui menor a causa de la menor potència i la relativa simplicitat de la màquina.Realment depèn del disseny i el manteniment dels dos dispositius".
Recorda que quan Holcomb d'OMAX dirigia una botiga als anys 90, "Sempre que tenia una peça o un plànol a l'escriptori, el meu primer pensament va ser: 'Puc fer-ho amb un làser?'". Però abans de saber-ho abans, estàvem aconseguint cada cop més projectes dedicats als raigs d'aigua. Són materials més gruixuts i cert tipus de peces, no podem entrar en un racó molt atapeït per la zona afectada per la calor del làser;bufa per la cantonada, de manera que ens inclinaríem cap als dolls d'aigua, fins i tot el que solen fer els làsers. El mateix passa amb el gruix del material.
Mentre que els fulls individuals són més ràpids al làser, els fulls apilats en quatre capes són més ràpids al raig d'aigua.
"Si hagués de tallar un cercle de 3 "x 1" [76,2 x 25,4 mm] d'acer suau d'1/4 "[6,35 mm], probablement preferiria el làser per la seva velocitat i precisió.Acabat - tall lateral Contorn - serà més un acabat semblant al vidre, molt suau".
Però per aconseguir que un làser funcioni amb aquest nivell de precisió, ha afegit, “cal ser un expert en freqüència i potència.Ens ho fem molt bé, però cal marcar-ho amb molta força;amb dolls d'aigua, per primera vegada, Primer intent.Ara, totes les nostres màquines tenen un sistema CAD integrat. Puc dissenyar una peça directament a la màquina”.Això és fantàstic per crear prototips, afegeix. "Puc programar directament al raig d'aigua, facilitant el canvi de gruixos i paràmetres del material".La configuració i les transicions del treball són “comparables;He vist algunes transicions per a raigs d'aigua que són molt similars als làsers".
Ara, per a treballs més petits, prototipatge o ús educatiu, fins i tot per a una botiga d'aficions o un garatge, el ProtoMAX d'OMAX inclou una bomba i una taula de rodes per a una fàcil reubicació. El material de la peça de treball es submergeix sota l'aigua per a un tall silenciós.
Pel que fa al manteniment, "Normalment puc entrenar algú amb raig d'aigua en un dia o dos i enviar-lo al camp molt ràpidament", afirma Holcomb.
Les bombes EnduroMAX d'OMAX estan dissenyades per reduir l'ús d'aigua i permetre reconstruccions ràpides. La versió actual té tres segells dinàmics. "Encara dic a la gent que tingui cura de mantenir qualsevol bomba, no només la meva.És una bomba d'alta pressió, així que preneu-vos el vostre temps i entreneu-vos adequadament".
"Els raigs d'aigua són un gran pas per a l'estampació i la fabricació, i potser el vostre següent pas serà un làser", suggereix. "Permet a la gent tallar peces.I els frens de premsa són bastant assequibles, de manera que els poden tallar i doblegar.En un entorn de producció, és possible que estigueu inclinat a utilitzar un làser".
Si bé els làsers de fibra ofereixen la flexibilitat per tallar no acer (coure, llautó, titani), els raigs d'aigua poden tallar materials i plàstics de juntes a causa de la manca d'un HAZ.
El funcionament de la generació actual de sistemes de tall per làser de fibra "és ara molt intuïtiu, i la ubicació de la producció es pot determinar per programa", va dir Diehl. "L'operador només carrega la peça de treball i enceta.Sóc de la botiga i a l'era del CO2 l'òptica comença a envellir i a deteriorar-se, la qualitat del tall se'n ressent, i si pots diagnosticar aquests problemes, et consideren un excel·lent operador.Els sistemes de fibra actuals són talladors de galetes, no tenen aquests consumibles, de manera que es poden encendre o apagar, tallant peces o no.Es necessita una mica de demanda d'operador qualificat.Dit això, crec que la transició del raig d'aigua al làser serà suau i fàcil".
Diehl estima que un sistema làser de fibra típic pot funcionar entre 2 i 3 dòlars per hora, mentre que els raigs d'aigua funcionen entre 50 i 75 dòlars per hora, tenint en compte el consum d'abrasius (per exemple, granat) i les reformes previstes de la bomba.
A mesura que la potència de quilowatts dels sistemes de tall per làser no para de augmentar, s'estan convertint cada cop més en una alternativa als dolls d'aigua en materials com l'alumini.
"En el passat, si s'utilitzava alumini gruixut, el raig d'aigua tindria [l'avantatge]", explica Diehl. "El làser no té la capacitat de passar per alguna cosa com l'alumini d'1 polzada. En el món del làser, ho vam fer" No s'ha enganxat en aquest món durant molt de temps, però ara amb una fibra òptica de més potència i els avenços en la tecnologia làser, l'alumini d'1 polzada ja no és un problema.Si vau fer una comparació de costos, per La inversió inicial a la màquina, els dolls d'aigua poden ser més barats.Les peces tallades amb làser poden ser 10 vegades més, però cal estar en aquest entorn de gran volum per augmentar els costos.A mesura que utilitzeu més peces mixtes de baix volum, pot haver-hi alguns avantatges en el raig d'aigua, però certament no en un entorn de producció.Si us trobeu en qualsevol tipus d'entorn on necessiteu executar centenars o milers de peces, no és una aplicació de raig d'aigua".
Il·lustrant l'augment de la potència làser disponible, la tecnologia ENSIS d'Amada ha augmentat de 2 kW a 12 kW quan es va llançar el 2013. A l'altre extrem de l'escala, la màquina VENTIS d'Amada (introduïda a Fabtech 2019) permet una gamma més àmplia de processament de materials. amb una biga que es mou al llarg del diàmetre del broquet.
"Podem realitzar diferents tècniques movent-nos cap endavant i cap enrere, cap amunt i cap avall, d'un costat a l'altre o en una figura en vuit", va dir Diehl de VENTIS. "Una de les coses que hem après de la tecnologia ENSIS és que cada material té un dolç. punt: una manera que li agrada tallar.Ho fem utilitzant diferents tipus de patrons i conformació de feixos.Amb VENTIS, anem i torna gairebé com una serra;a mesura que el cap es mou, el feix es mou cap endavant i cap enrere, de manera que obteniu ratlles molt suaus, una gran qualitat de vora i, de vegades, velocitat".
Igual que el petit sistema de raig d'aigua ProtoMAX d'OMAX, Amada està preparant un "sistema de fibra d'empremta molt petita" per a petits tallers o "tallers de prototipatge d'R+D" que no volen entrar al seu departament de producció quan només necessiten fer uns quants prototips.part. ”
Hora de publicació: 09-feb-2022