เพียงทศวรรษที่แล้ว เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ถือเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นบาง ร้านค้าพบอย่างรวดเร็วว่าพวกเขาต้องลงทุนซื้อมันเพื่อแข่งขัน หรืออย่างน้อยก็ตัดวัสดุเกจออก สำหรับการตัดเพลตคุณภาพสูง เลเซอร์ CO2 ยังคงเป็นหนทางไป แน่นอนว่าไฟเบอร์เลเซอร์สามารถตัดชิ้นงานที่หนาขึ้นได้ แต่คุณภาพไม่ได้ดีนัก และความได้เปรียบด้านความเร็วเกือบจะหายไปเมื่อตัดแผ่นที่หนามาก วันนี้โลกมีการเปลี่ยนแปลง
เทคโนโลยีก๊าซเสริมได้พัฒนาไปไกลในเวลาเพียงไม่กี่ปี และเป็นหนึ่งในผู้มีส่วนสำคัญในการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของการตัดด้วยเลเซอร์ วัสดุเลนส์และการออกแบบได้รับการปรับปรุง เช่นเดียวกับหัวตัดและหัวฉีด ระบบส่งลำแสงเลเซอร์ไฟเบอร์สมัยใหม่สามารถรับมือกับพลังโฟตอนขนาดใหญ่ได้อย่างสะดวกสบาย เลเซอร์กำลังสูงพิเศษขนาด 20, 30 และแม้แต่ 50 kW สามารถเฉือนแผ่นหนาได้อย่างรวดเร็วและสะอาดตา
"สะอาด" เป็นคำที่ใช้ในที่นี้ เลเซอร์จะสมเหตุสมผลหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับต้นทุนต่อชิ้นส่วน ปัจจุบัน เลเซอร์กำลังสูงกำลังเฟื่องฟูในด้านการตัดเพลทที่มีความแม่นยำ หากชิ้นส่วนเคยถูกตัดด้วยพลาสม่าแล้วขัดหรือทำให้เสร็จด้วยเครื่องกัด ตอนนี้ก็สามารถทำได้ด้วยไฟเบอร์เลเซอร์แล้ว
การผสมแก๊สเสริมช่วยให้ทุกอย่างเป็นไปได้ แม้แต่เพลตที่หนาที่สุดในปัจจุบันก็ยังไม่ได้รับการประมวลผลด้วยออกซิเจน แต่ใช้ส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจน กระแสก๊าซเสริมยังคงประกอบด้วยไนโตรเจนเป็นหลัก ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยที่ไล่โลหะที่หลอมละลายออกจากรอยตัด แต่มีออกซิเจนส่วนเล็กๆ ทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ช่วยนำรอยตัดลงไปที่ด้านล่างเพื่อให้ขอบปราศจากตะกรัน
จุดยืนระหว่างพื้นผิวและหัวฉีดมีขนาดเล็กจนแทบไม่มีอยู่จริง ทั้งหมดนี้เพื่อให้ก๊าซเสริมไหลเป็นชั้นๆ ผ่านร่องเพื่อให้ส่วนผสมไนโตรเจน-ออกซิเจนสามารถทำงานได้ตามที่ต้องการ ในการตัดเพลทอย่างแม่นยำ ความปั่นป่วนของก๊าซเสริมที่มากเกินไปเป็นศัตรูของการตัดด้วยเลเซอร์ที่สะอาด
การใช้งานผสมแก๊สในช่วงแรกๆ ปรากฏขึ้นเมื่อกว่าทศวรรษที่แล้ว ไม่ใช่สำหรับเหล็กหนา แต่สำหรับการตัดอะลูมิเนียมแบบไร้ตะกรัน Steve Albrecht ประธานของ Pewaukee บริษัท Liberty Systems ในรัฐวิสคอนซิน ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ด้านการสร้างไนโตรเจนและการผสมก๊าซ เล่าถึงการใช้ส่วนผสมของไนโตรเจน-ออกซิเจนในช่วงต้น 2010 วินาที ไม่ใช่สำหรับไฟเบอร์เลเซอร์ แต่สำหรับ CO2 ขนาด 4 kW ระบบตัดอลูมิเนียมหนา 0.125- นิ้ว
"อะลูมิเนียมมีชั้นออกไซด์อยู่ด้านบน" Albrecht กล่าว "และคุณจำเป็นต้องเผามันออกเพื่อป้องกันขี้เถ้าหรือเศษเสี้ยน ดังที่วิศวกรด้านการใช้งานค้นพบ กระแสลมที่ใช้ไนโตรเจนช่วยพร้อมกับปริมาณออกซิเจนจะช่วยขจัดคราบแข็ง- เพื่อขจัดคราบบนขอบอลูมิเนียมที่ตัดด้วยเลเซอร์
David Bell ประธาน Witte Gas Control ในเมืองอัลฟาเรตตา รัฐจอร์เจียกล่าวว่า "เนื่องจากวัสดุที่อ่อนนุ่มกว่า อลูมิเนียมจึงมีคุณลักษณะเฉพาะบางอย่างสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์" ส่วนผสมของก๊าซมีประโยชน์ ถ้าคุณตัดอลูมิเนียมด้วยออกซิเจน คุณจะเผามัน ถ้าคุณตัดอลูมิเนียมด้วยออกซิเจน ตัดมันด้วยไนโตรเจน คุณจะได้ขอบ ผสมทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันแล้วคุณจะได้รอยตัดที่สะอาดยิ่งขึ้น
ในขณะที่ไฟเบอร์เลเซอร์เริ่มเข้าครอบครองตลาดและกำลังไฟฟ้าที่มีอยู่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กลยุทธ์ด้านก๊าซเสริมก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วิศวกรด้านการประยุกต์ใช้งานเริ่มทดลองใช้ไนโตรเจนและออกซิเจนที่แตกต่างกัน
ดังที่ Albrecht เล่า เมื่อวิศวกรเริ่มได้รับผลลัพธ์ที่ดีโดยมีระดับออกซิเจนใกล้ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ก็เปิดประตูสู่การใช้อากาศแห้งพิเศษในการตัด สิ่งนี้ช่วยผู้ผลิตประหยัดเงินได้มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงปริมาณก๊าซเสริมที่ใช้โดยไฟเบอร์เลเซอร์ในยุคแรกๆ
"เมื่อเส้นใย 6 kW และ 8 kW แรกออกมา" Albrecht กล่าว "นั่นคือตอนที่การตัดด้วยอากาศแห้งพิเศษเริ่มเริ่มต้นขึ้นจริงๆ
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกำลังของไฟเบอร์เลเซอร์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กลยุทธ์การใช้ก๊าซเสริมจึงเปลี่ยนไป สภาพการตัดสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูงสุดถูกสร้างขึ้นจากส่วนผสมไนโตรเจน-ออกซิเจนที่แม่นยำซึ่งมีปริมาณออกซิเจนต่ำ
OEM ของเครื่องตัดเลเซอร์เริ่มทดลองใช้หัวฉีดและแนวทางที่แตกต่างกันเพื่อให้ก๊าซเสริมไหลเป็นชั้นได้อย่างราบรื่นรอบๆ ลำแสงที่ทรงพลังยิ่งขึ้น การออกแบบหัวฉีดได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม รูปทรงหัวฉีดบางแบบจะดักก๊าซที่ด้านบนของโลหะ เทคนิคอื่นๆ ใช้ "ม่าน" อากาศรอบๆ คอลัมน์ของก๊าซเสริม ดังที่ Albrecht อธิบาย วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับผู้สร้างเครื่องจักร แต่ทุกคนต่างทำงานเพื่อบรรลุเป้าหมายเดียวกัน นั่นก็คือ การได้คุณภาพการตัดที่ดีที่สุดด้วยต้นทุนต่อชิ้นที่ต่ำที่สุด ซึ่งรวมถึงการใช้ก๊าซเสริม และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การค้นหาส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุดเพื่อปรับปรุงคุณภาพการตัดและความเร็ว
