WYCINARKI Warto zdawać sobie sprawę, że dostępne na rynku wycinarki laserowe można podzielić na nadające się do użytku i takie, które się do tego nie bardzo nadają. Chodzi oczywiście o użytkowanie komercyjne do celów zarobkowych.
Urządzenia z drugiej grupy często charakteryzują się wątpliwą jakością wykonania, niską wydajnością i jakością cięcia a przecież laser kupuje się nawet na 20 lat. Urządzenia te najczęściej wyposażone są w źródła lasera, które nie mają serwisu w Polsce.
Problemy nie tylko ze źródłem lasera
Większość sprzedawców chwali się liczbą pracowników serwisu i szybkością reakcji, natomiast nie wspomina, że nie ma możliwości naprawienia źródła lasera. Oczywiście można to źródło wymienić w całości. Wtedy jednak może ono kosztować nawet połowę ceny nowej maszyny, co powoduje, że naprawa staje się nieopłacalna. Zdarza się też, że w takich maszynach instalowane są markowe źródła lasera. Możliwość ich serwisowania jest jednak ograniczona do konkretnych rynków przeznaczenia, o czym klient może nie być informowany. Należy również pamiętać, że wielu sprzedawców dalekowschodnich produktów często zmienia branże. A to sprawia, że po kilku latach taka maszyna może nie mieć już wsparcia technicznego ani serwisu. Cechą charakterystyczna tych maszyn z Dalekiego Wschodu jest zaskakująco niska cena – często kilkukrotnie niższa od ich europejskich odpowiedników. Maszyny te mogą być jednak niewarte korzystania z takiej okazji, jeśli nie działają zgodnie z przeznaczeniem. Należy również ostrzec, że takie wycinarki mogą być skrajnie niebezpieczne, szczególnie w przypadku maszyn bez zabudowy, które w normalnych warunkach nie mogą być w Europie w ogóle używane. Nie można tego ignorować, ponieważ niefortunny zbieg okoliczności może spowodować odbicie wiązki w kierunku operatora i uszkodzenie wzroku.
Nie zmarnować potencjału laserów fiber
Wśród dostępnych na rynku laserów przemysłowych do profesjonalnego użytku można wymienić co najmniej kilka znanych marek europejskich i japońskich. Wspólną cechą tych firm najczęściej jest to, że wcześniej produkowały wycinarki laserowe bazujące na źródłach lasera CO2. Wielu z tych producentów poszło niestety na skróty przy wdrażaniu technologii fiber poprzez zainstalowanie takich źródeł w produkowanych wcześniej wycinarkach CO2. Niestety to podejście spowodowało marnowanie potencjału nowej technologii. Lasery fiber generują bowiem światło o znacznie krótszej długości fali niż lasery CO2. Z praw fizyki wynika, że im krótsza długość fali, tym bardziej można skupić promień światła. Z kolei bardziej skupiony promień może wycinać, tworząc węższą szczelinę, natomiast wytapianie mniejszej ilości materiału umożliwia szybsze cięcie. Z tego powodu lasery fiber potrafią ciąć do 5 razy szybciej niż lasery CO2 przy tej samej mocy. Dlaczego więc większość producentów wycinarek po przejściu z laserów CO2 na lasery fiber zwiększyła wydajność swoich maszyn zaledwie o kilkadziesiąt procent, a nie np. pięciokrotnie? Okazuje się, że systemy sterowania i układy napędowe osi zaprojektowane 50 lat temu do maszyn skrawających i z powodzeniem stosowane w laserach CO2 są zbyt wolne dla laserów fiber. Przez to potencjał tej nowej technologii jest marnowany. W wielu z takich laserów wciąż wykorzystuje się też napędy zębatkowe i systemy sterowania starej generacji, które są programowane G-kodem. W dzisiejszych czasach, kiedy serie produkcyjne są coraz krótsze, a różnorodność asortymentu coraz większa, taki sposób programowania jest bardzo nieefektywny i uciążliwy. Do przygotowywania programów niezbędny jest bowiem osobny technolog, który generuje programy w zewnętrznym programie CAM.
Jaka moc lasera?
Bardzo ważną decyzją przy wyborze wycinarki laserowej jest także moc źródła. Obecnie dostępne są jednostki, które generują już ponad 20 kW mocy. Powszechnie uważa się, że większa moc, to większa wydajność i możliwość cięcia grubszych blach. Tak jest w teorii, jednak w praktyce już niekoniecznie. Okazuje się bowiem, że przy większych mocach ograniczeniem wydajności często nie jest moc lasera, ale dynamika ruchów maszyny. Dla przykładu, przy wycinaniu cieńszych blach zwiększenie mocy z 2 kW na 3 kW zwiększa wydajność procesu o 40%, natomiast zwiększenie z 6 kW na 8 kW – już tylko o 2–3%. Niestety przy grubych blachach, które wymagają cięcia w tlenie, występuje ograniczenie. Wynika ono z tego, że powyżej mocy 6 kW prędkość cięcia w tym gazie niemal nie rośnie. Kiedy więc wybrać większą moc? Okazuje się, że istnieje prosta zależność między mocą źródła lasera a maksymalną grubością blachy, którą jeszcze można ciąć w azocie. Cięcie w azocie odbywa się nawet z czterokrotnie większą wydajnością, ponieważ wytapiana szczelina jest znacznie węższa niż przy użyciu tlenu. Grubość stali czarnej w milimetrach, którą można jeszcze cięć w azocie, odpowiada mocy źródła w kilowatach. Dla przykładu, laser o mocy 6 kW może w azocie ciąć blachy do 6 mm, a laser 12 kW – do 12 mm. Powyżej tej grubości należy przejść już na tlen. Warto zauważyć, że zwiększenie mocy
z 6 kW na 12 kW przy blachach cienkich niewiele pomoże. Także blachy o grubości powyżej 12 mm nie będą cięte szybciej. Przyspieszymy więc tylko wydajność cięcia blach średniej grubości, które stanowią ok. 30% asortymentu.
Jedna wycinarka o większej mocy czy dwie o mniejszej?
Wydajność wycinania nie wynika tylko z liniowej prędkości cięcia, która zależy od mocy. Jest ograniczona także czasem przejazdów, przebijania, wymianą palet czy czasem przerw śniadaniowych. Należy więc przyjąć, że przy podwojeniu mocy przyrost wydajności to ok. 50%. Jeśli to 50% pomnożymy przez 30% asortymentu, to uśredniając, wydajność całej ma- szyny wzrośnie tylko o 15%. Jeśli więc niemal dwa razy droższa maszyna pozwala na zwiększenie wydajności o 15%, to oczywiste, że znacznie ekonomiczniej jest kupić dwie maszyny o mocy 6 kW, co zapewni wzrost wydajności o 100%. Nie bez znaczenia jest także bezpieczeństwo procesu. W przypadku awarii jednej z dwóch wycinarek produkcja wciąż jest możliwa, natomiast nie jest, kiedy dysponuje się tylko jedną wycinarką. Ponadto ryzyko awarii rośnie wraz ze wzrostem mocy. Przy zakupie pierwszej wycinarki zdecydowanie nie należy przesadzać z mocą. Dobrym rozwiązaniem powinno być postawienie na maszynę o mocy w granicy 6–8 kW. Lasery o większej mocy powinny być używane tylko jako kolejne urządzenia – przeznaczone do cięcia blach ze średnich grubości,w których przypadku stosowanie mocy ponad 10 kW w ogóle ma jakikolwiek sens.
