เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์: เหมาะสำหรับวัสดุโลหะหนา 1-50 มม.

ทำความเข้าใจศักยภาพในการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ (1–50 มม.)

ขีดจำกัดทางทฤษฎีและทางปฏิบัติของการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ในโลหะ

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ในปัจจุบันสามารถทำงานกับวัสดุที่มีความหนาตั้งแต่ 1 ถึงประมาณ 50 มม. โดยการปรับคลื่นความถี่ให้มีความยาวคลื่นอยู่ที่ประมาณ 1.06 ไมโครเมตรอย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยให้โลหะดูดซับพลังงานเลเซอร์ได้ดีขึ้นอย่างมาก ตามหนังสือเรียนระบุว่าเหล็กกล้าอ่อนสามารถตัดได้ลึกถึง 50 มม. แต่ร้านส่วนใหญ่พบว่ามีข้อจำกัดอยู่ที่ประมาณ 40 มม. เนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่จำเป็นในการตัดวัสดุเหล่านี้ใช้พลังงานค่อนข้างมาก เมื่อพิจารณาถึงระบบกำลังสูงที่มีค่าเรตติ้ง 12 กิโลวัตต์ ระบบนี้สามารถตัดผ่านเหล็กคาร์บอนที่มีความหนา 40 มม. ได้ที่ความเร็วประมาณ 0.4 เมตรต่อนาที โดยมีความแม่นยำสูงมาก — ในบางกรณีสูงถึง 98% อย่างไรก็ตาม เมื่อความหนาของวัสดุเกิน 25 มม. ผู้ปฏิบัติงานส่วนใหญ่จะต้องใช้แก๊สช่วยจากออกซิเจนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและรักษาความลึกของการตัดให้คงที่

สมรรถนะของความหนาขั้นต่ำและสูงสุดในระบบอุตสาหกรรม

ระบบที่มีกำลังเริ่มต้นที่ 1 กิโลวัตต์สามารถประมวลผลแผ่นโลหะหนา 0.5–6 มม. ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่รุ่น 6 กิโลวัตต์จะครอบคลุมช่วงความหนา 15–25 มม. ซึ่งพบได้บ่อยในการผลิตโครงสร้าง ส่วนระบบกำลังสูง 12 กิโลวัตต์ขึ้นไปสามารถตัดสแตนเลสได้อย่างสะอาดในความหนาถึง 30–40 มม. แม้ว่าขอบตัดจะมีการเบี้ยวเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเกิน 25 มม. โดยประสิทธิภาพจะแตกต่างกันไปตามชนิดของวัสดุ:

• เหล็กกล้าคาร์บอน : 0.5–40 มม. (เหมาะสมที่สุดที่ 3–25 มม.)
• อลูมิเนียม : 0.5–25 มม. (เหมาะสมที่สุดที่ 1–16 มม.)
• ทองแดง : 0.5–15 มม. (เหมาะสมที่สุดที่ 1–8 มม.)

ผลกระทบของประเภทวัสดุที่มีต่อความลึกและความคมชัดของการตัด

ปัจจัยการนำความร้อนมีความสำคัญอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบวัสดุ คาร์บอนสตีลมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่ามากอยู่ที่ประมาณ 45 วัตต์/เมตร·เคลวิน เมื่อเทียบกับอลูมิเนียมที่ 235 วัตต์/เมตร·เคลวิน สิ่งนี้หมายความว่าคาร์บอนสตีลสามารถเก็บความร้อนได้ดีในพื้นที่ที่เข้มข้น ในขณะที่อลูมิเนียมมีแนวโน้มกระจายความร้อนออกไปอย่างรวดเร็ว เนื่องจากความแตกต่างนี้ อลูมิเนียมจึงต้องใช้พลังงานเพิ่มขึ้นประมาณ 30% เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกันเมื่อทำงานกับความหนาเท่ากัน การศึกษาล่าสุดในปี 2023 ได้ตรวจสอบว่าก๊าซชนิดต่างๆ มีผลต่อกระบวนการตัดอย่างไร พบว่าการใช้ก๊าซไนโตรเจนช่วยในการตัดเหล็กสเตนเลสหนา 20 มม. ด้วยเลเซอร์ 6 กิโลวัตต์ สามารถรักษาระดับความแม่นยำสูงภายใน ±0.1 มม. ได้อย่างดีเยี่ยม ในขณะเดียวกัน การตัดด้วยความช่วยเหลือของก๊าซออกซิเจนบนคาร์บอนสตีลก็แสดงถึงการปรับปรุงที่ชัดเจนเช่นกัน โดยเวลาเจาะลดลงประมาณ 20% การเพิ่มประสิทธิภาพในลักษณะนี้มีความแตกต่างอย่างชัดเจนในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มักต้องจัดการกับชิ้นงานที่มีความหนา

การเปรียบเทียบกับเลเซอร์ประเภทอื่น: เหตุใดไฟเบอร์เลเซอร์จึงโดดเด่นในช่วงโลหะกลางถึงหนา

เมื่อพูดถึงวัสดุที่มีความหนาตั้งแต่ 3 ถึง 30 มม. เลเซอร์ไฟเบอร์จะเหนือกว่าระบบ CO₂ อย่างชัดเจน สาเหตุคือ เลเซอร์ไฟเบอร์มีความเข้มข้นของพลังงานสูงกว่าประมาณสองเท่า ซึ่งหมายถึงความเร็วในการตัดที่เร็วกว่ามาก เช่น เลเซอร์ไฟเบอร์ 6 กิโลวัตต์ ที่สามารถตัดเหล็กหนา 10 มม. ได้ที่ความเร็วประมาณ 12 เมตรต่อนาที เทียบกับระบบ CO₂ 8 กิโลวัตต์ ที่ทำได้เพียง 4 เมตรต่อนาทีเท่านั้น การออกแบบแบบโซลิดสเตตของเลเซอร์ไฟเบอร์ช่วยรักษาคุณภาพลำแสงให้มีความแม่นยำสูง (ร่องตัดกว้างไม่ถึง 0.2 มม.) แม้ในขณะทำงานกับวัสดุที่มีความหนาถึง 50 มม. ในขณะที่เลเซอร์ CO₂ แบบดั้งเดิมจะเริ่มมีปัญหาในการโฟกัสความลึกเมื่อความหนาเกิน 25 มม. สำหรับผู้ผลิตที่ดำเนินการผลิตจำนวนมาก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ที่ทุกสตางค์มีความสำคัญ ความแตกต่างนี้นำไปสู่การประหยัดต้นทุนระหว่าง 15% ถึง 40% ต่อชิ้นส่วนแต่ละชิ้น

กำลังเลเซอร์มีผลต่อประสิทธิภาพการตัดในวัสดุที่มีความหนาต่างกันอย่างไร

กำลังวัตต์ของเลเซอร์และผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถและความเร็วในการตัด

ปริมาณพลังงานเลเซอร์มีผลโดยตรงต่อสิ่งที่สามารถตัดได้ และความเร็วในการทำงาน ตัวอย่างเช่น เครื่องมาตรฐาน 3 กิโลวัตต์สามารถตัดเหล็กกล้าคาร์บอนหนา 5 มิลลิเมตรได้ที่ความเร็วประมาณ 15 เมตรต่อนาที แต่เมื่อเพิ่มเป็นระบบ 6 กิโลวัตต์ วัสดุชนิดเดียวกันจะถูกตัดด้วยความเร็วเกือบสองเท่า คือประมาณ 28 เมตรต่อนาที และให้ขอบที่สะอาดยิ่งขึ้น การใช้กำลังวัตต์ที่สูงขึ้นไปอีกจะช่วยเพิ่มความเร็วสำหรับวัสดุที่หนากว่า เนื่องจากมีพลังงานมากขึ้นสำหรับการกลายเป็นไอ อย่างไรก็ตาม ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อใช้ระบบกำลังสูงเหล่านี้กับแผ่นบางที่มีความหนาน้อยกว่า 3 มม. หากไม่มีการควบคุมลำแสงที่เหมาะสม จะมีความเสี่ยงจริงในการเกิดการบิดงอหรือความเสียหายจากความร้อนอื่น ๆ ระหว่างกระบวนการตัด

ระดับพลังงานที่แนะนำสำหรับการประมวลผลโลหะบาง กลาง และหนา

ข้อมูลประสิทธิภาพ: อัตราความสำเร็จในการตัดที่ 1 กิโลวัตต์, 3 กิโลวัตต์, 6 กิโลวัตต์ และ 12 กิโลวัตต์

งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า ระบบ 12 กิโลวัตต์ สามารถตัดเหล็กสแตนเลสหนา 30 มม. ได้สำเร็จในครั้งแรกถึง 98% เมื่อใช้ก๊าซไนโตรเจนช่วยในการตัด เทียบกับ 78% ของระบบที่ 6 กิโลวัตต์ ส่วนอลูมิเนียมหนา 10 มม. ระบบเลเซอร์ 3 กิโลวัตต์ สามารถรักษาระดับความคลาดเคลื่อน ±0.1 มม. ที่ความเร็ว 10 เมตร/นาที ในขณะที่ระบบ 1 กิโลวัตต์ จะทำงานได้ยากเกิน 5 เมตร/นาที และมีความแปรปรวนของรอยตัดเพิ่มขึ้น

การสมดุลการใช้พลังงานและประสิทธิภาพการเจาะทะลุเพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุด

แม้จะใช้พลังงานเริ่มต้นมากกว่า แต่เครื่องเลเซอร์ไฟเบอร์ 12 กิโลวัตต์ ช่วยลดการใช้พลังงานต่อชิ้นงานลง 40% ในการประมวลผลเหล็กกล้าหนา 20 มม. เมื่อเทียบกับโมเดลที่มีกำลังต่ำกว่า ตามที่การวิเคราะห์อุตสาหกรรมยืนยันว่า การปรับพัลส์อย่างเหมาะสมในระบบ 6 กิโลวัตต์ขึ้นไป ช่วยป้องกันการสูญเสียพลังงาน พร้อมรักษาระดับความแม่นยำตำแหน่ง ±0.05 มม. ตลอดการทำงานต่อเนื่อง 8 ชั่วโมง

ประสิทธิภาพการตัดเฉพาะวัสดุโดยใช้เครื่องเลเซอร์ไฟเบอร์

เหล็กกล้าคาร์บอน: การตัดอย่างสะอาดจากระยะความหนา 1 มม. ถึง 50 มม. โดยใช้พารามิเตอร์ที่เหมาะสม

เลเซอร์ไฟเบอร์ทำงานได้อย่างสม่ำเสมอกับเหล็กกล้าคาร์บอน ไม่ว่าจะเป็นแผ่นโลหะบางที่หนา 1 มม. หรือแผ่นหนาที่สุดถึง 50 มม. ผู้ปฏิบัติงานส่วนใหญ่สามารถได้รับขอบตัดที่เรียบร้อย ปราศจากรอยคราบหลงเหลือ (dross) เมื่อปรับค่าต่างๆ เช่น ความดันออกซิเจนระหว่าง 1.2 ถึง 1.5 บาร์ และใช้หัวพ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.8 มม. สำหรับวัสดุที่หนากว่า จากการพิจารณาแนวทางปฏิบัติมาตรฐานในอุตสาหกรรม ระบบที่มีกำลัง 6 กิโลวัตต์สามารถตัดเหล็กกล้าคาร์บอนที่หนา 25 มม. ได้ที่ความเร็วประมาณ 0.8 เมตรต่อนาที สิ่งที่น่าประทับใจคือ ขนาดของชิ้นงานที่ตัดได้มีความแม่นยำอยู่ในช่วงประมาณ ±0.1 มม. ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมคุณภาพในกระบวนการผลิต

สแตนเลส: การแลกเปลี่ยนระหว่างคุณภาพขอบที่แม่นยำกับความเร็วในการประมวลผลสูง

การตัดสแตนเลสต้องมีการถ่วงดุลระหว่างความเร็วและการควบคุมการเกิดออกซิเดชัน การใช้ก๊าซไนโตรเจนช่วยที่ความดัน 16–20 บาร์ ทำให้สามารถตัดได้โดยไม่เกิดออกไซด์ในวัสดุหนาไม่เกิน 20 มม. แม้ว่าความเร็วจะช้าลงประมาณ 30% เมื่อเทียบกับการตัดเหล็กกล้าคาร์บอน เลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงสามารถสร้างค่าความหยาบผิวต่ำกว่า Ra 1.6 µm ในเกรดหนา 8 มม. ซึ่งตรงตามมาตรฐานผิวงานระดับอากาศยาน โดยไม่จำเป็นต้องทำการขัดแต่งเพิ่มเติม

อลูมิเนียมและทองแดง: การเอาชนะความท้าทายจากคุณสมบัติสะท้อนแสงด้วยระบบควบคุมลำแสงขั้นสูง

โลหะที่สะท้อนแสงได้ดี เช่น อลูมิเนียมและทองแดง ต้องการการจัดการเฉพาะทาง การทำงานแบบพัลส์ช่วยลดปริมาณความร้อนในแผ่นบางหนา 1–6 มม. โมดูลป้องกันการสะท้อนย้อนกลับช่วยปกป้องเลนส์จากพื้นผิวที่สะท้อนแสงได้สูง และการควบคุมโฟกัสแบบปรับตัวได้ช่วยรักษาความสม่ำเสมอของลำแสงตลอดช่วงวัสดุที่ไม่ใช่เหล็กหนา 0.5–12 มม.

โลหะที่เข้ากันได้: เหล็ก, อลูมิเนียม, ทองแดง, ทองเหลือง และการประยุกต์ใช้งานใหม่ๆ

เหตุใดวัสดุที่สะท้อนแสงได้สูงจึงต้องใช้ชุดอุปกรณ์เลเซอร์ไฟเบอร์เฉพาะทาง

การประมวลผลโลหะผสมทองเหลืองและทองแดงต้องใช้ค่ากำลังสูงสุดที่ลดลง (70–80% ของค่ามาตรฐาน) และมักต้องใช้ชั้นเคลือบป้องกันบนพื้นผิวชิ้นงาน เทคโนโลยีการปรับรูปร่างลำแสงขั้นสูงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับพลังงานได้ถึง 40% ในโลหะที่สะท้อนแสงเหล่านี้ เมื่อเทียบกับระบบ CO₂ แบบเดิม ทำให้ความสามารถในการตัดและความคมชัดของขอบดีขึ้นอย่างมาก

ความเร็วในการตัด ความแม่นยำ และการปรับแต่งกระบวนการตามความหนา

ความเร็วเทียบกับคุณภาพ: การปรับค่าต่างๆ สำหรับโลหะบาง กลาง และหนา

การได้ผลลัพธ์ที่ดีนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกความเร็วในการตัดให้เหมาะสมกับความหนาของโลหะ เหล็กแผ่นบางที่มีความหนาระหว่าง 1 ถึง 3 มม. จะให้ผลดีที่สุดที่ความเร็วประมาณ 20 ถึง 30 เมตรต่อนาที ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุบิดงอ แต่ยังคงความแม่นยำไว้ได้ เมื่อทำงานกับวัสดุขนาดกลางที่มีความหนา 4 ถึง 15 มม. ความเร็วประมาณ 5 ถึง 15 เมตรต่อนาทีดูจะเหมาะสมที่สุด เพราะช่วยป้องกันการสะสมของสลาก (slag) ที่รบกวนการทำงาน ส่วนวัสดุหนาๆ เช่น โลหะที่มีความหนา 16 ถึง 50 มม. จำเป็นต้องใช้ความเร็วที่ช้ากว่ามาก คือต่ำกว่า 4 เมตรต่อนาที หากต้องการให้ใบมีดตัดเจาะทะลุวัสดุได้อย่างสมบูรณ์ งานวิจัยบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าการตัดที่ช้าลงสามารถทำให้ขอบตัดตรงขึ้นได้ประมาณ 35% เมื่อทำงานกับแผ่นเหล็กที่มีความหนา 25 มม. และที่น่าสนใจคือ เครื่องจักรใหม่ที่มีกำลัง 12 กิโลวัตต์สามารถตัดสแตนเลสที่มีความหนา 30 มม. ได้ที่ความเร็วเพียง 1.8 เมตรต่อนาที พร้อมรักษาระดับความแม่นยำเกือบสมบูรณ์แบบได้ถึงประมาณ 99%

พารามิเตอร์สำคัญ: การเลือกแก๊สช่วยตัด, ความกว้างของรอยตัด (Kerf Width), และการปรับเวลาการเจาะให้เหมาะสม

ปัจจัยสามประการที่มีผลต่อคุณภาพของการตัดโดยตรง:

1. ก๊าซช่วยตัด : ออกซิเจน (0.8–1.2MPa) เร่งปฏิกิริยาเอกซ์โธอร์มิกในเหล็กกล้าคาร์บอน; ไนโตรเจน (1.5–2.5MPa) ช่วยให้ตัดเหล็กสเตนเลสได้อย่างสะอาด ปราศจากคราบออกไซด์
2. ความกว้างของเขต : รักษาระยะห่างที่ 0.1–0.3 มม. สำหรับแผ่นความหนา 1–10 มม. และเพิ่มเป็น 0.5 มม. สำหรับแผ่นหนา 30–50 มม.
3. เวลาเจาะทะลุ : ช่วงเวลาตั้งแต่ 0.5 วินาทีสำหรับอลูมิเนียมหนา 3 มม. ถึง 4–6 วินาทีสำหรับเหล็กหนา 25 มม.

ข้อมูลจาก IPG Photonics แสดงให้เห็นว่า การตั้งค่าที่เหมาะสมสามารถลดการเกิดดรอสได้ถึง 70% ในอลูมิเนียมหนา 12 มม. เมื่อเทียบกับการตั้งค่าเริ่มต้น

กรณีศึกษา: การผลิตชิ้นส่วนยานยนต์โดยใช้เลเซอร์ไฟเบอร์กำลัง 4 กิโลวัตต์ (ความหนา 6–25 มม.)

ผู้จัดจำหน่ายชิ้นส่วนยานยนต์รายใหญ่รายหนึ่งพบว่าเวลาในการผลิตชิ้นส่วนโครงถังลดลงอย่างน่าประทับใจถึง 18% หลังจากเริ่มใช้การตัดแบบพัลส์ที่ความถี่ 600Hz สำหรับชิ้นงานเหล็กอ่อนความหนา 6 มม. นอกจากนี้ ยังเปลี่ยนมาใช้หัวพ่นขนาด 1.2 มม. พร้อมก๊าซไนโตรเจนเป็นแก๊สช่วยเมื่อทำงานกับชิ้นส่วนระบบกันสะเทือนที่มีความยากลำบากในช่วงความหนา 12 ถึง 25 มม. อีกหนึ่งการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่คือ การนำปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้ามาปรับค่าพารามิเตอร์โดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดเวลาการตั้งค่าด้วยตนเองลงไปเกือบครึ่งหนึ่ง สิ่งที่น่าสนใจมากคือ ความเสถียรของทั้งระบบ ซึ่งสามารถรักษาระดับความแม่นยำภายในช่วง ±0.15 มม. ได้อย่างต่อเนื่อง แม้จะเดินเครื่องไม่หยุดพักนานถึง 500 ชั่วโมงติดต่อกัน ความสม่ำเสมอนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับการผลิตแบบผสม ซึ่งวัสดุต่างชนิดกันจะผ่านสายการผลิตเข้ามาในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน

การบรรลุขอบที่ปราศจากเบอร์ร์บนสแตนเลสสตีลที่ความเร็วการผลิตสูง

เครื่องเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นล่าสุดที่มีกำลังงาน 6 ถึง 12 กิโลวัตต์ สามารถตัดเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความหนา 8 มิลลิเมตร ด้วยอัตราเร็วประมาณ 4.5 เมตรต่อนาที พร้อมให้ผิวเรียบที่มีค่าความหยาบเพียง Ra 3.2 ไมโครเมตร ผลลัพธ์ที่น่าประทับใจนี้เกิดจากการใช้ไนโตรเจนที่เกือบบริสุทธิ์ (ประมาณ 98%) ภายใต้ความดันประมาณ 2.2 เมกะพาสกาล ร่วมกับเทคนิคการปรับรูปร่างลำแสงแบบไดนามิกขั้นสูง ซึ่งช่วยรักษาระดับขนาดจุดโฟกัสให้เล็กลงจนถึงเพียง 0.08 มิลลิเมตร ระบบยังมาพร้อมอัลกอริทึมการเจาะที่ทำงานทุกๆ 0.02 วินาที เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ข้อมูลจากอุตสาหกรรมตามมาตรฐาน IHMA ปี 2024 แสดงให้เห็นว่า การติดตั้งเครื่องเลเซอร์เหล่านี้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการแปรรูปหลังการผลิตให้กับผู้ผลิตได้ประมาณ 18 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน เมื่อเทียบกับวิธีการตัดพลาสมาแบบดั้งเดิม สำหรับโรงงานที่ต้องการลดต้นทุนโดยไม่ลดทอนคุณภาพ สิ่งนี้ถือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีการแข่งขันสูง

การเลือกเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ที่เหมาะสมกับความต้องการในการผลิตของคุณ

การจับคู่กำลังเลเซอร์และข้อกำหนดกับประเภทวัสดุและความต้องการด้านความหนา

การเลือกเครื่องที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับการจับคู่กำลังเลเซอร์กับชนิดของวัสดุที่เราทำงานอยู่และระดับความหนาของวัสดุนั้นๆ ยกตัวอย่างเช่น เหล็กสแตนเลส ชิ้นงานที่มีความหนา 10 มม. โดยทั่วไปสามารถใช้งานได้ดีกับระบบ 3 กิโลวัตต์ แต่ถ้าเป็นเหล็กคาร์บอนที่มีความหนา 25 มม. จะจำเป็นต้องใช้เครื่องขนาด 6 กิโลวัตต์ ในขณะที่อลูมิเนียมที่บางเพียง 1 มม. มักจะทำงานได้ดีด้วยเลเซอร์ที่มีกำลังระหว่าง 1 ถึง 2 กิโลวัตต์ อย่างไรก็ตาม เมื่อต้องจัดการกับเหล็กโครงสร้างที่มีความหนา 50 มม. ผู้ใช้ส่วนใหญ่มักพบว่าตนเองจำเป็นต้องใช้กำลังประมาณ 12 กิโลวัตต์ หรือแม้แต่มากกว่านั้น สิ่งหนึ่งที่ควรพิจารณาคือ โลหะสะท้อนแสงนั้นอาจเป็นเรื่องยาก เพราะมักต้องการฟีเจอร์พิเศษในการคงเสถียรภาพของลำแสง ซึ่งไม่ใช่ว่าทุกระบบในตลาดจะมีฟีเจอร์นี้ติดตั้งมาให้

การประเมินต้นทุนการครอบครองโดยรวม: ระบบ 3 กิโลวัตต์ เทียบกับ ระบบ 6 กิโลวัตต์ ในการดำเนินงานระยะยาว

ระบบที่มีกำลัง 3 กิโลวัตต์มีราคาเริ่มต้นที่ประมาณ 150,000 ถึง 250,000 ดอลลาร์อย่างแน่นอน แต่ลองพิจารณาสิ่งนี้: รุ่น 6 กิโลวัตต์สามารถลดต้นทุนต่อการตัดลงได้ราว 40% หลังจากใช้งานไป 5 ปี เนื่องจากทำงานได้เร็วกว่าและมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมน้อยกว่า การศึกษาเมื่อปีที่แล้วแสดงให้เห็นว่าเครื่องขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถทำงานได้ต่อเนื่องถึง 92% เมื่อเทียบกับเพียง 85% ของเครื่องขนาดเล็กเมื่อทุกอย่างทำงานตลอดเวลา สิ่งอำนวยความสะดวกที่ดำเนินการมากกว่าแปดชั่วโมงต่อวันจะพบว่าการลงทุนเพิ่มเติมในระบบ 6 กิโลวัตต์ที่มีราคาอยู่ระหว่าง 300,000 ถึง 450,000 ดอลลาร์ มักจะเริ่มคุ้มทุนภายในระยะเวลาประมาณ 18 ถึง 24 เดือน เนื่องจากงานที่ทำได้มากขึ้นและประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น

การเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคตด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์อัจฉริยะและการปรับแต่งพารามิเตอร์โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์

ระบบตัดล่าสุดใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการปรับการตั้งค่าการตัดโดยอัตโนมัติตามที่ตรวจจับวัสดุแบบเรียลไทม์ ส่งผลให้ขอบที่ได้มีคุณภาพดีขึ้นประมาณ 30% เมื่อทำงานกับชุดวัสดุที่มีโลหะต่างชนิดกัน เครื่องเลเซอร์ไฟเบอร์อัจฉริยะโดยเฉพาะมีความสามารถในการปรับแต่งปัจจัยต่างๆ เช่น ความดันแก๊สช่วยพยุง การโฟกัสของเลเซอร์ และความเร็วในการเคลื่อนที่ข้ามวัสดุ ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากเมื่อเปลี่ยนจากการตัดวัสดุบาง เช่น ทองแดงหนา 5 มม. ไปเป็นวัสดุที่หนากว่า เช่น แผ่นเหล็ก 20 มม. เครื่องจักรที่เชื่อมต่อกับคลาวด์จะได้รับการอัปเกรดซอฟต์แวร์อย่างสม่ำเสมอ ทำให้สามารถจัดการกับโลหะผสมใหม่ๆ ได้โดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงอุปกรณ์ทางกายภาพใดๆ ผลก็คือ เครื่องจักรเหล่านี้มักมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก ก่อนที่บริษัทจะต้องลงทุนซื้อเครื่องใหม่

การเลือกเครื่องจักรให้สอดคล้องกับขีดความสามารถของโรงงานและเป้าหมายการผลิต

สำหรับการดำเนินงานส่วนใหญ่ เครื่องเลเซอร์ไฟเบอร์ 6 กิโลวัตต์ ต้องการไฟฟ้าสามเฟสประมาณ 380 โวลต์ และใช้พื้นที่ประมาณหกตารางเมตรในโรงงาน การตรวจสอบสภาพระบบไฟฟ้าที่มีอยู่และวางแผนตำแหน่งที่เครื่องจะติดตั้งจึงเป็นสิ่งสำคัญมาก ก่อนตัดสินใจใดๆ ร้านช่างขนาดเล็กที่ทำงานเพียงสิบถึงยี่สิบชั่วโมงต่อสัปดาห์ มักได้รับประโยชน์คุ้มค่ามากกว่าจากเครื่องกำลัง 2 ถึง 3 กิโลวัตต์ เพราะไม่ต้องการจ่ายเงินสำหรับกำลังการผลิตที่ไม่ได้ใช้เมื่อเครื่องหยุดนิ่งทั้งวัน แต่สำหรับโรงงานผลิตขนาดใหญ่ที่ต้องรับงานจำนวนมาก? จำเป็นต้องใช้เครื่องที่มีกำลังสูงกว่า เช่น รุ่น 8 ถึง 12 กิโลวัตต์ พร้อมกลไกป้อนวัสดุอัตโนมัติ ซึ่งสามารถตัดชิ้นงานได้มากกว่าหนึ่งพันชิ้นต่อวันโดยไม่สะดุด เมื่อเลือกขนาดเตียง เช่น ขนาด 1.5 คูณ 3 เมตร เทียบกับ 2 คูณ 4 เมตร ควรพิจารณาดูว่าวัสดุแผ่นที่ผู้จัดจำหน่ายมักส่งมาให้มีขนาดเท่าใด การเลือกให้เหมาะสมจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายจากวัสดุที่สูญเปล่า และทำให้รูปแบบการตัดมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นโดยรวม

ส่วน FAQ

ช่วงความหนาที่เหมาะสมสำหรับโลหะต่างๆ ในการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์คือเท่าใด

ช่วงความหนาที่เหมาะสมจะแตกต่างกันไป: เหล็กกล้าคาร์บอนเหมาะที่สุดในช่วง 3–25 มม. อลูมิเนียม 1–16 มม. และทองแดง 1–8 มม. ความจุรวมอยู่ระหว่าง 1–50 มม. แม้ว่าประสิทธิภาพอาจแปรผันตามกำลังเครื่องและค่าการตั้งค่า

กำลังเลเซอร์มีผลต่อความเร็วและคุณภาพของการตัดอย่างไร

การเพิ่มวัตต์ของเลเซอร์โดยทั่วไปจะทำให้ความเร็วในการตัดสูงขึ้นและคุณภาพขอบตัดดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่หนา เช่น ระบบ 6 กิโลวัตต์สามารถตัดเหล็กกล้าคาร์บอนหนา 5 มม. ได้เร็วกว่าระบบ 3 กิโลวัตต์เกือบสองเท่า

ทำไมถึงใช้ไนโตรเจนเป็นแก๊สช่วยในการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์

ไนโตรเจนถูกใช้เพื่อให้แน่ใจว่ารอยตัดสะอาดและปราศจากออกไซด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุสแตนเลส ซึ่งช่วยรักษาระดับความคลาดเคลื่อนที่แคบลงและให้ผิวเรียบที่ดีกว่า

ข้อดีของการใช้เลเซอร์ไฟเบอร์เมื่อเทียบกับเลเซอร์ CO₂ คืออะไร

เลเซอร์ไฟเบอร์ให้ความหนาแน่นของพลังงานประมาณสองเท่า ความเร็วในการตัดที่สูงขึ้น และประหยัดค่าใช้จ่ายได้ระหว่าง 15% ถึง 40% ต่อชิ้นเมื่อเทียบกับเลเซอร์ CO₂ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประสิทธิภาพสูงในการตัดโลหะที่มีความหนาปานกลางถึงหนา

เลเซอร์ไฟเบอร์อัจฉริยะและเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพิ่มประสิทธิภาพการตัดอย่างไร

เลเซอร์ไฟเบอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์จะปรับพารามิเตอร์การตัดโดยอัตโนมัติตามลักษณะของวัสดุแบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของขอบตัดและลดเวลาการตั้งค่าด้วยตนเอง นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อกับคลาวด์เพื่ออัปเดตเป็นประจำเพื่อรองรับโลหะผสมใหม่ๆ