Imaginez que vous puissiez augmenter l'efficacité de votre découpe laser tout en réduisant vos coûts de manière significative - c'est séduisant, non ? Cet article explore le rôle essentiel des compresseurs d'air dans la découpe laser, en révélant comment ils améliorent la précision et réduisent les dépenses d'exploitation. En lisant cet article, vous découvrirez les avantages pratiques de l'utilisation de l'air comprimé par rapport à d'autres gaz, vous comprendrez les exigences techniques et vous apprendrez à choisir le bon compresseur pour vos besoins en matière de découpe laser.
La découpe au laser consiste à utiliser un faisceau laser de haute densité pour concentrer la lumière sur un petit point, chauffant rapidement le matériau jusqu'à ce qu'il atteigne son point d'ébullition et se vaporise pour former une cavité. Le faisceau laser se déplace alors le long de la surface du matériau, créant une coupe et achevant le traitement de l'objet.
La découpe laser est une méthode de découpe thermique qui peut être divisée en quatre catégories : la découpe par gazéification laser, la découpe par fusion laser, la découpe par fusion laser assistée par l'oxygène et la découpe par fracture contrôlée.
Principe de fonctionnement du laser découpage
Par rapport à d'autres méthodes de coupe, découpe au laser se distingue par sa vitesse de coupe rapide et ses résultats de haute qualité.
Les avantages de la découpe au laser inclure :
Le tableau ci-dessous présente une comparaison de la vitesse de coupe entre la découpe laser et d'autres méthodes de découpe pour les tôles d'acier à faible teneur en carbone.
Comparaison de la vitesse de coupe de plusieurs méthodes de coupe :
| Méthode de coupe | Découpe au laser | Découpe au plasma | Oxycoupage | Découpe au jet d'eau |
| Vitesse de coupe | Très rapide | Rapide | Lenteur | Très lent |
Le marché du laser a connu une croissance en 2020, mais le taux de croissance a ralenti par rapport aux deux années précédentes. Le chiffre d'affaires du marché des équipements laser (y compris les importations), toutes industries confondues, était de 69,2 milliards de yuans, ce qui représente une augmentation de 5,17% d'une année sur l'autre.
En raison de la tendance économique mondiale incertaine, on prévoit que le chiffre d'affaires total du marché chinois des équipements laser sera de 74,0 milliards de yuans en 2021, avec une augmentation de 6,94% d'une année sur l'autre.
Sur le marché des équipements laser industriels, la découpe laser est l'application la plus couramment utilisée, représentant 39% du marché. Le marquage et le soudage viennent en deuxième et troisième position, représentant respectivement 19% et 12% du marché.
Ces dernières années, la technologie des machines de découpe laser nationales a connu des avancées significatives et s'oriente désormais vers une puissance plus élevée, une plus grande précision et des capacités de format plus important.
Dans le cadre des efforts déployés par la Chine en faveur de la fabrication intelligente, le secteur industriel est en train de passer de la transformation traditionnelle à la fabrication haut de gamme. Par conséquent, le marché chinois de la découpe laser devrait poursuivre sa trajectoire de croissance rapide.
Les machines de découpe laser sont capables de répondre aux exigences de découpe d'une large gamme de matériaux et d'objets. formes complexes. Outre le laser à haute énergie, des gaz auxiliaires sont également nécessaires pour achever le processus de découpe.
Les gaz auxiliaires couramment utilisés pour la découpe laser sont l'oxygène (O2), l'azote (N2) et l'air comprimé. L'air comprimé est l'option la plus accessible et la plus abordable par rapport à l'oxygène et à l'azote. Il est fréquemment utilisé comme gaz auxiliaire pour la découpe laser.
La qualité de l'air comprimé a un impact direct sur la qualité de l'air comprimé. découpe laser des métaux. Des facteurs tels que la taille et la stabilité de la pression du gaz peuvent affecter le résultat de la coupe.
Lors du choix de la taille du compresseur d'air utilisé pour soutenir la machine de découpe laser, il est important de prendre en considération la conception de la tête de découpe laser, la pression de gaz auxiliaire requise et la taille de la buse afin de garantir la meilleure adéquation entre le compresseur d'air et la machine de découpe laser.
Lors de la découpe laser, le choix du gaz de découpe dépend du type de matériau à découper. Le choix du gaz de découpe et de sa pression peut avoir un impact significatif sur la qualité de la découpe. processus de découpe au laser.
Les gaz auxiliaires les plus couramment utilisés pour la découpe laser sont l'oxygène (O2), l'azote (N2), l'air comprimé et, dans certains cas, l'argon (Ar).
Le gaz de coupe peut être classé en gaz haute pression et gaz basse pression en fonction de sa pression.
Les principales fonctions des gaz auxiliaires pour la découpe au laser consistent à favoriser la combustion et la dissipation de la chaleur, à éliminer les résidus fondus générés lors de la découpe, à empêcher les résidus fondus de rebondir dans la buse et à protéger la lentille de mise au point.
Le choix du procédé de découpe laser et du gaz auxiliaire dépend du matériau à découper et de la puissance de la machine de découpe laser.
Voici un résumé des caractéristiques, des utilisations et du champ d'application des différents types de gaz auxiliaires :
L'oxygène est principalement utilisé pour couper matériaux en acier au carbone. La chaleur générée par la réaction chimique entre l'oxygène et le fer favorise la fusion endothermique du métal, ce qui améliore l'efficacité de la découpe et permet de découper des matériaux plus épais. La capacité de traitement des machines de découpe au laser s'en trouve considérablement accrue.
Cependant, la présence d'oxygène entraîne la formation d'un film d'oxyde sur la surface coupée, ce qui provoque un effet de trempe sur le matériau environnant et augmente sa dureté. Cela peut avoir un impact sur le traitement ultérieur.
La surface des plaques d'acier au carbone découpées à l'oxygène est généralement noire ou jaune foncé. Ces plaques sont généralement découpées avec de l'oxygène à basse pression, puis poinçonnées.
Lorsque l'azote est utilisé comme gaz auxiliaire pour le découpage, il crée une atmosphère protectrice autour du métal en fusion, empêchant l'oxydation et la formation d'un film d'oxyde. Il en résulte une coupe sans oxydation.
Cependant, l'azote ne réagit pas avec le métal, ce qui entraîne un manque de chaleur de réaction et une capacité de coupe plus faible que celle de l'oxygène. En outre, la consommation d'azote pendant le découpage à l'azote est plusieurs fois supérieure à celle de l'oxygène, ce qui entraîne des coûts de découpage plus élevés.
Les avantages de la coupe non oxydante sont le soudage direct, le revêtement et une forte résistance à la corrosion. La surface coupée est de couleur blanche.
L'azote est généralement utilisé pour coupe de l'acier inoxydableLes plaques d'acier inoxydable, les plaques galvanisées, les plaques d'aluminium et d'alliage d'aluminium, le laiton et d'autres matériaux. Les méthodes de perforation à basse pression et de découpe à haute pression peuvent être utilisées.
Le débit de gaz a un impact significatif sur la coupe lors de la découpe à l'azote. Pour garantir une découpe optimale, il est important de maintenir un débit de gaz suffisant tout en veillant à la pression du gaz de découpe.
L'air comprimé peut être facilement obtenu et est beaucoup moins cher que l'oxygène et l'azote, car il peut être fourni directement par un compresseur d'air.
Bien que l'air ne contienne qu'environ 20% d'oxygène, ce qui entraîne une efficacité de coupe inférieure à celle de l'oxycoupage, sa capacité de coupe est similaire à celle de l'azote et légèrement supérieure à celle de l'oxycoupage.
La surface de coupe de découpe à l'air est de couleur jaune.
Lorsqu'il n'y a pas d'exigence stricte concernant la couleur de la surface du matériau découpé, l'utilisation d'air comprimé pour le découpage est l'option la plus économique et la plus pratique par rapport à l'utilisation d'azote.
L'argon est un gaz inerte couramment utilisé dans la découpe au laser pour prévenir l'oxydation et la nitrification. Il peut également être utilisé dans les processus de soudage. Il convient toutefois de noter que le coût de l'argon est plus élevé que celui de l'azote, ce qui le rend moins rentable pour les utilisateurs habituels. applications de découpe au laser.
La découpe à l'argon est principalement utilisée pour la découpe titane et les alliages de titane, et la face frontale de la coupe produite par le découpage à l'argon est de couleur blanche.
Actuellement, le prix du marché de l'azote liquide est d'environ 1 400 yuans par tonne. Lors de l'utilisation de l'azote liquide azote pour la découpe au laserPour ce faire, il est nécessaire d'utiliser des bidons Dewar, un bidon typique pouvant contenir 120 kg. Le coût d'un kilo d'azote liquide est supérieur à 3 yuans.
Calculons 1400 yuans / tonne.
120×1,4=168 yuans, et le poids spécifique de l'azote à l'état standard est de 1,25kg/m3L'utilisation maximale d'azote liquide dans un réservoir Dewar est donc d'environ 120 / 1,25 = 96 Nm.3Ce chiffre est converti en coût de l'azote par nm : 168/96=1,75 yuan /Nm3.
Si un compresseur d'air de marque domestique est utilisé pour fournir de l'air comprimé à 16 bars, fournissant 1,27m3 par minute, la puissance d'entrée à pleine charge de ce type de compresseur d'air est de 13,4 kW.
Si le coût de l'électricité industrielle est calculé à 1,0 yuan/kWh, le coût de l'air par m3 est de 13,4×1,0/ (1,27×60) =0,176 yuan / m3.
Si la consommation réelle de 0,5 m3 par minute et que la machine de découpe laser fonctionne 8 heures par jour, le coût journalier économisé en utilisant la découpe à l'air par rapport à la découpe à l'azote est de : (1,75-0,176) x8x60x0,5=378 yuans.
Si la machine de découpe laser fonctionne 300 jours par an, le coût du gaz économisé en un an est de 378×300=113400 yuans.
Il est clair que l'utilisation d'air comprimé au lieu d'azote pour la découpe est une option plus économique et plus pratique. Ces dernières années, la technologie de la découpe au laser a connu des avancées significatives, l'accent étant mis sur la haute puissance, la haute précision et les capacités de grand format.
Alors que la Chine s'oriente vers la fabrication intelligente, le secteur industriel est en train de passer de la transformation traditionnelle à la fabrication haut de gamme.
Le marché de la découpe au laser en Chine devrait poursuivre sa croissance rapide, offrant de nombreuses opportunités de marché pour les compresseurs d'air laser.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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