알루미늄 레이저 절단기

레이저 절단 및 워터젯 절단: 두 가지 훌륭한 기술의 결합? 아니면 단독으로 할 때 가장 좋습니까? 항상 그렇듯이 대답은 작업 현장에서 어떤 작업을 하는지, 가장 자주 처리하는 재료는 무엇인지, 작업자의 기술 수준, 그리고 궁극적으로 사용 가능한 장비 예산.
각 시스템의 주요 공급업체를 대상으로 한 설문 조사에 따르면 짧은 대답은 절단할 수 있는 재료 측면에서 워터 제트가 레이저보다 저렴하고 다재다능하다는 것입니다. 폼에서 식품에 이르기까지 워터 제트는 탁월한 유연성을 나타냅니다. 레이저는 최대 1인치(25.4mm) 두께의 더 얇은 금속을 대량 생산할 때 타의 추종을 불허하는 속도와 정밀도를 제공합니다.
운영 비용 측면에서 워터 제트 시스템은 연마재를 사용하고 펌프 수정이 필요합니다. 파이버 레이저는 초기 비용이 더 높지만 이전 CO2 사촌보다 운영 비용이 낮습니다.또한 더 많은 작업자 교육이 필요할 수 있습니다(현대식 제어 인터페이스는 학습 곡선을 단축하지만). 지금까지 가장 일반적으로 사용되는 워터젯 연마제는 석류석입니다. 드문 경우지만 산화알루미늄과 같은 더 연마성 물질을 사용하면 혼합 튜브와 노즐이 더 많이 마모됩니다. .석류석을 사용하면 워터젯 구성 요소가 125시간 동안 절단될 수 있습니다.알루미나를 사용하면 약 30시간만 지속될 수 있습니다.
궁극적으로 두 기술은 상호보완적이라고 캘리포니아 부에나 파크에 있는 Amada America Inc.의 레이저 부문 제품 관리자인 Dustin Diehl은 말합니다.
Diehl은 "고객이 두 가지 기술을 모두 보유하고 있을 때 입찰에 많은 유연성을 갖게 됩니다."라고 설명했습니다. "그들은 서로 다르지만 유사한 두 가지 도구를 가지고 전체 프로젝트에 입찰할 수 있기 때문에 모든 유형의 작업에 입찰할 수 있습니다."
예를 들어, 두 개의 시스템을 사용하는 Amada 고객은 레이저에서 블랭킹을 수행합니다. "절단기 바로 옆에는 내열 단열재를 절단하는 워터 제트가 있습니다."라고 Diehl은 말합니다. 다시 헤밍 또는 실링을하십시오.깔끔하고 작은 조립 라인입니다.”
다른 경우에 Diehl은 매장에서 레이저 절단 시스템을 구매하고 싶었지만 지출을 정당화하기 위해 많은 작업을 수행하고 있다고 생각하지 않았다고 말했습니다. 그날, 우리는 그들이 레이저를 보게 할 것입니다.몇 시간이 아닌 몇 분 만에 판금 적용을 할 수 있습니다.”
약 14개의 레이저와 워터젯이 있는 상점을 운영하는 OMAX Corp. Kent, Washington의 애플리케이션 전문가인 Tim Holcomb은 몇 년 전에 레이저, 워터젯 및 와이어 EDM을 사용하는 회사에서 본 사진을 회상합니다.포스터.포스터에는 각 유형의 기계가 처리할 수 있는 최상의 재료와 두께가 나와 있습니다.
궁극적으로 "저는 레이저가 워터젯 세계에서 경쟁하려고 하고 그 반대의 경우도 마찬가지이며 각각의 분야 밖에서는 이기지 못할 것"이라고 Holcomb은 설명합니다. 그는 또한 워터젯이 냉간 절단 시스템이기 때문에 "우리는 열영향부(HAZ)가 없기 때문에 더 많은 의료 또는 방위 응용 분야를 활용할 수 있습니다. 우리는 마이크로젯 기술입니다.미니제트 노즐과 마이크로제트 절단” 정말 성공적이었습니다.”
레이저가 연강의 절단을 지배하는 반면 워터젯 기술은 "진정한 공작 기계 산업의 스위스 군용 칼"이라고 워싱턴주 켄트에 있는 Flow International Corp.의 마케팅 및 제품 관리 부사장인 Tim Fabian은 주장합니다. Technology Group의 고객으로는 Joe Gibbs Racing이 있습니다.
"생각해 보면 Joe Gibbs Racing과 같은 경주용 자동차 제조업체는 티타늄, 알루미늄 및 탄소 섬유를 포함한 다양한 재료에서 제한된 수의 부품을 절단하는 경우가 많기 때문에 레이저 기계에 대한 접근성이 낮습니다."라고 Fabian은 설명했습니다. 그들이 우리에게 설명한 요구 사항 중 하나는 그들이 사용하고 있는 기계가 프로그래밍하기 매우 쉬워야 한다는 것이었습니다.때때로 작업자는 ¼"[6.35mm] 알루미늄으로 부품을 만들어 경주용 자동차에 장착하지만 부품을 티타늄, 더 두꺼운 탄소 섬유 시트 또는 더 얇은 알루미늄 시트로 만들어야 한다고 결정할 수 있습니다. ”
전통적인 CNC 머시닝 센터에서 그는 "이러한 변화는 상당합니다."라고 말했습니다.재료에서 재료로, 부품에서 부품으로 기어를 변경하려는 시도는 커터 헤드, 스핀들 속도, 이송 속도 및 프로그램을 변경하는 것을 의미합니다.
"그들이 우리에게 워터젯을 사용하도록 강요한 것 중 하나는 그들이 사용하는 다양한 재료의 라이브러리를 만드는 것이었기 때문에 그들이 해야 할 일은 몇 번의 마우스 클릭을 수행하고 ¼" 알루미늄에서 ½로 전환하도록 하는 것이었습니다." [12.7 mm] 탄소 섬유,” Fabian이 계속 말했습니다.Joe Gibbs Racing은 “일반적으로 일반 고객이 사용하는 것을 볼 수 없는 이국적인 합금과 재료를 많이 사용합니다.그래서 우리는 이러한 고급 재료로 라이브러리를 만들기 위해 그들과 함께 작업하는 데 많은 시간을 할애했습니다.당사 데이터베이스에 있는 수백 가지 재료를 통해 고객이 고유한 재료를 추가하고 이 데이터베이스를 더욱 확장할 수 있는 쉬운 프로세스가 있습니다.”
Flow 워터젯의 또 다른 고급 사용자는 Elon Musk의 SpaceX입니다. "우리는 SpaceX에 로켓선용 부품을 만들기 위해 꽤 많은 기계를 가지고 있습니다."라고 Fabian이 말했습니다. 또 다른 항공 우주 탐사 제조업체인 Blue Origin도 Flow 기계를 사용합니다."그들은 아무것도 10,000을 만들지 않습니다.그들은 그것들 중 하나, 다섯 개, 네 개를 만들고 있습니다.”
일반적인 상점의 경우 "직업이 있고 강철로 만든 제품이 5,000 ¼" 필요할 때마다 레이저를 이기기가 어려울 것입니다."라고 Fabian은 지적합니다."하지만 강철 부품 2개, 알루미늄 부품 3개, 제조 부품 3개 또는 나일론 부품 4개가 필요한 경우 워터젯 대신 레이저를 사용하는 것을 고려하지 않을 것입니다. 워터젯을 사용하면 얇은 강철에서 6인치까지 모든 재료를 절단할 수 있습니다." ~ 8" [15.24 ~ 20.32 cm] 두께의 금속.
레이저 및 공작 기계 사업부를 통해 Trumpf는 레이저 및 기존 CNC에서 확실한 발판을 마련했습니다.
워터젯과 레이저가 겹칠 가능성이 가장 높은 좁은 창에서(금속 두께는 25.4mm[1인치]를 약간 넘음) 워터젯은 날카로운 모서리를 유지합니다.
"1.5인치[38.1mm] 이상의 매우 두꺼운 금속의 경우 워터젯이 더 나은 품질을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 레이저가 금속을 처리하지 못할 수도 있습니다."라고 레이저 기술 및 판매 관리자인 Brett Thompson은 말했습니다. 컨설팅 .그 후 차이점은 분명합니다. 비금속은 워터젯에서 가공할 가능성이 높지만 1인치 두께 또는 더 얇은 금속의 경우 레이저는 생각할 필요가 없습니다.레이저 절단은 특히 더 얇은 경우 훨씬 빠릅니다. 및/또는 더 단단한 재료 – 예를 들어 알루미늄에 비해 스테인리스 스틸.”
부품 마감, 특히 가장자리 품질의 경우 재료가 두꺼워지고 열 입력이 요인이 됨에 따라 워터젯이 다시 이점을 얻습니다.
Thompson은 "여기는 워터 제트가 이점을 가질 수 있는 곳일 수 있습니다."라고 인정했습니다.프로세스가 레이저보다 느리지만 워터젯은 일관되게 우수한 가장자리 품질을 제공합니다.또한 워터젯을 사용할 때 매우 우수한 직각도를 얻는 경향이 있습니다. 인치 단위의 두께와 버가 전혀 없습니다.”
Thompson은 확장된 생산 라인으로의 통합 측면에서 자동화의 장점은 레이저라고 덧붙였습니다.
“레이저를 사용하면 완전한 통합이 가능합니다. 통합 절단 및 절곡 시스템의 한쪽 면에 재료를 로드하고 다른 쪽 면에서 출력하면 완성된 절단 및 절곡 부품을 얻을 수 있습니다.이 경우 부품이 훨씬 느리게 절단되고 분명히 물을 처리해야 하기 때문에 좋은 재료 관리 시스템을 사용하더라도 워터 제트는 여전히 좋지 않은 선택일 수 있습니다.”
Thompson은 "사용되는 소모품, 특히 파이버 레이저가 비교적 제한적"이기 때문에 레이저를 작동하고 유지하는 데 비용이 적게 든다고 주장합니다.그러나 “워터젯의 전체 간접 비용은 기계의 낮은 전력과 상대적인 단순성으로 인해 더 낮을 것입니다.그것은 두 장치가 얼마나 잘 설계되고 유지 관리되는지에 달려 있습니다.”
그는 1990년대에 OMAX의 Holcomb이 상점을 운영하고 있을 때 "내 책상 위에 부품이나 청사진이 있을 때마다 '레이저로 할 수 있을까?'라고 생각했습니다."라고 회상합니다. 워터젯 전용 프로젝트가 점점 더 많아지고 있습니다. 이들은 더 두꺼운 재료와 특정 유형의 부품입니다. 레이저의 열 영향 영역 때문에 매우 좁은 구석에 들어갈 수 없습니다.모퉁이에서 불어서 우리는 레이저가 일반적으로 하는 것과 같은 워터 제트 쪽으로 기울어질 것입니다. 재료 두께도 마찬가지입니다.”
단일 시트는 레이저에서 더 빠르지만 4겹으로 쌓인 시트는 워터젯에서 더 빠릅니다.
"1/4"[6.35mm] 연강에서 3" x 1"[76.2 x 25.4mm] 원을 절단한다면 속도와 정확도 때문에 레이저를 선호할 것입니다.마무리 – 사이드 컷 컨투어 – 유리와 같은 마무리에 가깝고 매우 부드럽습니다.”
그러나 레이저를 이 정도의 정밀도로 작동시키려면 “주파수와 출력의 전문가가 되어야 합니다.우리는 그것을 아주 잘하지만 당신은 그것을 아주 세게 눌러야 합니다.워터 제트로, 처음으로, 첫 시도.이제 모든 기계에 CAD 시스템이 내장되어 있습니다. 기계에서 직접 부품을 설계할 수 있습니다.”이것은 시제품 제작에 아주 좋습니다. "워터젯에서 직접 프로그래밍할 수 있어 재료 두께와 설정을 더 쉽게 변경할 수 있습니다."작업 설정 및 전환은 "비교 가능합니다.레이저와 매우 유사한 워터젯의 일부 전환을 보았습니다.”
이제 소규모 작업, 시제품 제작 또는 교육용 – 심지어 취미 상점이나 차고용 – OMAX의 ProtoMAX는 쉽게 이동할 수 있는 펌프 및 캐스터 테이블과 함께 제공됩니다. 공작물 재료는 조용한 절단을 위해 물속에 잠겨 있습니다.
유지 관리와 관련하여 Holcomb은 “보통 하루나 이틀 안에 누군가를 워터젯으로 교육하고 매우 빠르게 현장으로 보낼 수 있습니다.”라고 주장합니다.
OMAX의 EnduroMAX 펌프는 물 사용량을 줄이고 빠른 재구축이 가능하도록 설계되었습니다. 현재 버전에는 3개의 다이내믹 씰이 있습니다.고압 펌프이니 시간을 두고 적절한 교육을 받으세요.”
"워터 제트는 블랭킹 및 제조를 위한 훌륭한 디딤돌이며 다음 단계는 레이저가 될 것입니다."라고 그는 제안합니다. "사람들이 부품을 절단할 수 있습니다.그리고 프레스 브레이크는 꽤 저렴해서 자르고 구부릴 수 있습니다.생산 환경에서는 레이저를 사용하는 경향이 있을 수 있습니다.”
파이버 레이저는 비철(구리, 황동, 티타늄)을 절단할 수 있는 유연성을 제공하지만 워터 제트는 HAZ가 없기 때문에 개스킷 재료와 플라스틱을 절단할 수 있습니다.
현재 세대의 파이버 레이저 절단 시스템을 작동하는 것은 "이제 매우 직관적이며 생산 위치는 프로그램에 의해 결정될 수 있습니다."라고 Diehl은 말했습니다. "작업자는 공작물을 로드하고 시작합니다.저는 공장에서 일하며 CO2 시대에 광학 장치가 노후화되고 악화되기 시작하고 절단 품질이 저하되며 이러한 문제를 진단할 수 있다면 우수한 작업자로 간주됩니다.오늘날의 광섬유 시스템은 쿠키 절단기이며 소모품이 없으므로 켜거나 끌 수 있습니다. 부품을 자르거나 말거나 할 수 있습니다.약간의 숙련된 작업자 요구가 필요합니다.즉, 워터젯에서 레이저로의 전환이 부드럽고 쉬울 것이라고 생각합니다.”
Diehl은 일반적인 파이버 레이저 시스템이 시간당 $2에서 $3까지 운영될 수 있는 반면 워터젯은 연마재 소비(예: 석류석)와 계획된 펌프 개조를 고려하여 시간당 약 $50에서 $75로 운영되는 것으로 추정합니다.
레이저 절단 시스템의 킬로와트 전력이 계속 증가함에 따라 알루미늄과 같은 재료에서 워터 제트의 대안이 되고 있습니다.
"과거에는 두꺼운 알루미늄을 사용했다면 워터젯이 유리했을 것입니다."라고 Diehl은 설명합니다. t는 그 세계에서 매우 오랫동안 실패했지만 이제 더 높은 전력량의 광섬유와 레이저 기술의 발전으로 1인치 알루미늄은 더 이상 문제가 되지 않습니다.비용 비교를 했다면, 기계에 대한 초기 투자는 워터젯이 더 저렴할 수 있습니다.레이저 절단 부품은 10배 더 많을 수 있지만 비용을 높이려면 이러한 대량 생산 환경에 있어야 합니다.소량 혼합 부품을 더 많이 사용할수록 물 분사에 몇 가지 이점이 있을 수 있지만 생산 환경에서는 확실히 그렇지 않습니다.수백 또는 수천 개의 부품을 실행해야 하는 환경이라면 워터젯 응용 프로그램이 아닙니다.”
사용 가능한 레이저 출력의 증가를 보여주는 Amada의 ENSIS 기술은 2013년에 출시되었을 때 2kW에서 12kW로 증가했습니다. 다른 쪽 끝에서 Amada의 VENTIS 기계(Fabtech 2019에서 소개됨)는 더 넓은 범위의 재료 가공을 가능하게 합니다. 노즐의 직경을 따라 움직이는 빔으로.
Diehl은 VENTIS에 대해 "우리는 앞뒤, 위아래, 좌우 또는 8자 모양으로 움직여 다양한 기술을 수행할 수 있습니다."라고 말했습니다. "ENSIS 기술에서 배운 것 중 하나는 모든 재료에 반점 – 자르는 것을 좋아하는 방식.다양한 유형의 패턴과 빔 형성을 사용하여 이를 수행합니다.VENTIS를 사용하면 거의 톱처럼 앞뒤로 움직입니다.헤드가 움직일 때 빔이 앞뒤로 움직이므로 매우 부드러운 줄무늬, 뛰어난 가장자리 품질, 때로는 속도를 얻을 수 있습니다.”
OMAX의 소형 ProtoMAX 워터젯 시스템과 마찬가지로 Amada는 소규모 작업장 또는 "R&D 프로토타이핑 작업장"을 위해 "초소형 섬유 시스템"을 준비하고 있습니다. ”