Dar prieš dešimtmetį šviesolaidinės lazerinės pjaustyklės buvo laikomos plonų lakštų specialistais. Parduotuvės greitai pastebėjo, kad jos turi investuoti į jas, kad galėtų konkuruoti arba bent jau sumažinti savo matuoklio medžiagą. Kokybiškam plokščių pjovimui vis dar reikia naudoti CO2 lazerius. Aišku, šviesolaidiniais lazeriais buvo galima išpjauti storesnius ruošinius, tačiau kokybė nebuvo puiki, o jų greičio pranašumas beveik išnyko pjaunant labai storas plokštes. Šiandien pasaulis pasikeitė.
Vos per kelerius metus pagalbinių dujų technologija pažengė į priekį ir yra viena iš pagrindinių veiksnių, prisidedančių prie sparčiai besikeičiančios lazerinio pjovimo srities. Patobulintos lęšių medžiagos ir jų dizainas, pjovimo galvutės ir purkštukai. Galima pastebėti, kad šiuolaikinės skaidulinio lazerio spindulio tiekimo sistemos patogiai susidoroja su didžiulėmis fotonų galiomis. 20, 30 ir net 50 kW itin didelės galios lazeriai dabar gali greitai ir švariai supjaustyti storas plokštes.
„Švarus“ čia yra pagrindinis žodis. Ar lazeris ekonomiškai prasmingas, priklauso nuo vienos dalies kainos. Šiandien didelio galingumo lazeriai klesti tikslaus plokščių pjovimo srityje. Jei dalis anksčiau buvo pjaustoma plazminiu būdu, o po to nušlifuota arba baigta frezavimo staklėmis, dabar tai gali būti padaryta pluoštiniu lazeriu.
Pagalbinis dujų maišymas padeda visa tai padaryti. Netgi storiausios plokštės šiandien apdorojamos ne deguonimi, o azoto-deguonies mišiniu. Pagalbinių dujų srautą vis dar sudaro azotas, inertinės dujos, kurios išstumia išlydytą metalą iš plyšio, tačiau nedidelė dalis deguonies vykdo cheminę reakciją, padedančią plyšį nukelti į apačią, kad kraštas nebūtų apnašas.
Stovas tarp paviršiaus ir purkštuko buvo padarytas toks mažas, kad jo beveik nėra – visa tai leidžia pagalbinėms dujoms tekėti per plyšį, kad azoto ir deguonies mišinys galėtų veikti taip, kaip numatyta. Tiksliai pjaustant plokštes, per didelė pagalbinių dujų turbulencija yra švaraus pjovimo lazeriu priešas.
Ankstyvosios dujų maišymo programos atsirado daugiau nei prieš dešimtmetį ne storam plienui, o aliuminio pjovimui be apnašų. Steve'as Albrechtas, Pewaukee, Viskonsine įsikūrusios „Liberty Systems“, azoto gamybos ir dujų maišymo tiekėjos, prezidentas, primena, kad azoto ir deguonies mišiniai 2010 s pradžioje buvo naudojami ne pluoštiniams lazeriams, o 4 kW galios CO2. 0.{8}}colių storio aliuminio pjovimo sistema.
"Aliuminio viršuje yra oksido sluoksnis, - sako Albrechtas, - ir jūs turite jį sudeginti, kad nesusidarytų nuodegų ar įbrėžimų. Kaip atrado taikymo inžinieriai, azoto padedamas oro srautas su deguonies doze padeda pašalinti kietą pašalinti nešvarumus nuo lazeriu pjaustyto aliuminio kraštų.
"Kaip minkštesnė medžiaga, aliuminis turi keletą unikalių pjovimo lazeriu savybių, - sako Davidas Bellas, "Witte Gas Control" prezidentas Alpharetoje, Džordžijos valstijoje, - "dujų mišinys yra naudingas. Jei pjaustysite aliuminį deguonimi, jį sudeginsite. supjaustykite azotu, gausite kraštų dryželius. Sumaišykite abu ir gausite švaresnį pjūvį.
Skaiduliniams lazeriams pradėjus užvaldyti rinką, o turimai galiai ir toliau augant, pagalbinių dujų strategijos toliau vystėsi. Taikymo inžinieriai pradėjo eksperimentuoti su skirtingais azoto ir deguonies deriniais.
Kaip prisimena Albrechtas, kai inžinieriai pradėjo gauti gerų rezultatų, kai deguonies lygis artėjo prie 20 procentų, tai atvėrė duris pjovimui naudoti itin sausą orą. Taip gamintojas sutaupė daug pinigų, ypač turint omenyje ankstyvųjų šviesolaidinių lazerių sunaudotų pagalbinių dujų kiekį.
„Kai pasirodė pirmieji 6 kW ir 8 kW pluoštai, – sako Albrechtas, – tada itin sausas pjovimas oru iš tikrųjų pradėjo kilti.
Tačiau toliau didėjant šviesolaidinio lazerio galiai, pasikeitė pagalbinių dujų strategija. Pjovimo sąlygos didžiausios galios skaiduliniams lazeriams buvo sukurtos iš tikslių azoto ir deguonies mišinių su mažu deguonies kiekiu.
Lazerinių pjaustytuvų originalios įrangos gamintojai pradėjo eksperimentuoti su skirtingais purkštukais ir skirtingais būdais, kad pasiektų sklandų laminarinį pagalbinių dujų srautą aplink galingesnį spindulį. Purkštukų dizainas buvo optimizuotas. Kai kurios antgalio geometrijos sulaiko dujas metalo viršuje. Kiti metodai naudoja oro „užuolaidas“ aplink pagalbinių dujų kolonėlę. Kaip aiškina Albrechtas, šie metodai priklauso nuo mašinos gamintojo, tačiau visi siekia to paties tikslo: pasiekti geriausią pjovimo kokybę už mažiausią vieneto kainą. Tai apima pagalbinių dujų panaudojimą ir ypač optimalaus mišinio suradimą, siekiant pagerinti pjovimo kokybę ir greitį.
