Mitä avustava kaasu tekee laserleikkauksessa?
Kun lasersäde kuumentaa materiaalin niin kuumaksi, että se sulaa tai reagoi, avustava kaasu auttaa poistamaan materiaalia leikkausraosta. Kaasu voi myös vaikuttaa käytetyn lämmön määrään, prosessin nopeuteen sekä saavutettuun pinnan ja reunan laatuun. Tämä tarkoittaa, että kaasun valinta ei ole marginaalinen yksityiskohta, vaan tärkeä parametri koko leikkausprosessissa.
Käytännössä kaasu valitaan useiden tekijöiden perusteella: materiaalityyppi, materiaalin paksuus, nopeusvaatimukset, vaatimukset oksidittomille leikkauspinnoille ja se, miten osaa käytetään leikkauksen jälkeen. Joissakin töissä alhaiset kustannukset ovat tärkeimpiä. Toisille taas on tärkeämpää saada puhdas reuna, joka soveltuu hitsaukseen, maalaukseen tai muuhun jälkikäsittelyyn.
Happi laserleikkauksessa
Happea käytetään usein, jotta voidaan hyödyntää lisälämpöä, joka syntyy, kun happi reagoi materiaalin kanssa leikkauksen aikana. Tämä reaktio voi tuottaa suurta prosessienergiaa, ja se soveltuu monissa tapauksissa hiiliteräksen leikkaamiseen. Hapella tehostettu leikkaus tunnetaan hyvin laserleikkauksessa, sillä se voi olla tehokas karkeammissa materiaaleissa tai silloin, kun prosessi-ikkuna vaatii lisälämpötukea.
Huonona puolena on se, että happi aiheuttaa yleensä hapettuneen leikkauspinnan. Tämä voi vaikuttaa seuraavaan tuotantovaiheeseen, esimerkiksi jos osa on myöhemmin tarkoitus hitsata, maalata tai käsitellä, jolloin puhtaille reunoille asetetaan suuria vaatimuksia. Siksi happi ei ole aina oikea valinta, kun jälkikäsittely asettaa suuria vaatimuksia pinnanlaadulle heti leikkauksen jälkeen.
Typpi laserleikkauksessa
Typpi on inertti kaasu, mikä tarkoittaa, että se ei aiheuta leikkausalueella samantyyppisiä kemiallisia reaktioita kuin happi. Sen sijaan sitä käytetään pääasiassa sulan materiaalin puhaltamiseen ulos ja samalla leikkauspinnan suojaamiseen hapettumiselta. Tuloksena on usein puhtaampi ja neutraalimpi särmä, minkä vuoksi typpi on yleinen valinta, kun osa on menossa esimerkiksi hitsaukseen, kokoonpanoon tai pintakäsittelyyn.
Typpi yhdistetään usein leikkauksen korkeaan laatuun, mutta se edellyttää myös oikeaa painetta, oikeita parametreja ja toimivaa prosessiasetusta. Monissa ruostumattoman teräksen, alumiinin ja ohuiden ohutlevyjen sovelluksissa se on erittäin tärkeä vaihtoehto, kun halutaan asettaa viimeistely etusijalle ja minimoida oksidien muodostuminen.
Paineilma laserleikkauksessa
Paineilmasta on tullut yhä kiinnostavampi vaihtoehto monissa tuotannoissa, erityisesti silloin, kun halutaan yhdistää kohtuullinen reunan laatu ja alhaisemmat kaasukustannukset. Useat konevalmistajat kuvaavat paineilmaa keinona säilyttää korkea tuottavuus ja alentaa samalla kustannuksia merkittävästi verrattuna puhtaaseen typpileikkaukseen. Esimerkiksi AMADA toteaa, että paineilmaleikkaus voi vähentää apukaasun kustannuksia yli 70 prosenttia verrattuna perinteiseen typen käyttöön joissakin sovelluksissa.
Paineilmaa ei kuitenkaan käytetä aina silloin, kun vaaditaan mahdollisimman korkeaa leikkauslaatua. Tulos riippuu hyvin paljon materiaalista, materiaalin paksuudesta ja laatuvaatimuksista. Oikeassa sovelluksessa paineilma voi olla erittäin tehokas vaihtoehto, mutta sitä on arvioitava suhteessa osan toimintaan ja seuraavan tuotantovaiheen vaatimuksiin. BLM kertoo esimerkiksi, että joissakin tapauksissa korkeapaineilmalla voidaan saavuttaa typen kanssa samantasoinen tuottavuus, mutta pienemmillä kustannuksilla.
Thor Ahlgrenin tarjous laserleikkauksesta
Thor Ahlgrenilla on tärkeämpää puhua heidän tarjoamastaan laserleikkauksesta kuin korostaa avustavia kaasuja erillisenä palveluna. Yritys työskentelee ohutlevyjen kuvioleikkauksen, litteän ohutlevyn 2D-laserleikkauksen, putkien laserleikkauksen ja täydentävän CNC-työstön parissa. He kuvaavat myös, että he valmistavat usein esimerkiksi aluslevyjä ja pulssirattaita suurella mittatarkkuudella, erityisesti ohuemmissa ohutlevyissä, ja että prosessiin yhdistetään tarvittaessa jälkityöstö oikean istuvuuden tai pinnan viimeistelyn aikaansaamiseksi.
Tämä tekee Thor Ahlgrenista merkityksellisen kumppanin yrityksille, jotka tarvitsevat laserleikattuja ohutlevyosia, joiden toistettavuus on hyvä ja jotka voivat siirtyä seuraavaan tuotantovaiheeseen, eikä niinkään niille, jotka etsivät toimittajaa, joka profiloi avustetun kaasun erillisenä erikoisalana. Sen sijaan heidän verkkosivuillaan korostetaan tuotantokokemusta, prosessien laajuutta ja kykyä yhdistää laserleikkaus muihin valmistusvaiheisiin.
Tiivistelmä
Laserleikkaus avustuskaasulla on tärkeä osa-alue nykyaikaisessa valmistuksessa. Happea käytetään, kun halutaan hyödyntää reaktiivista lämpöä leikkausprosessissa, typpeä, kun halutaan puhdas, vähän oksidia sisältävä särmä, ja paineilmaa, kun etsit kustannustehokasta tasapainoa laadun ja tuottavuuden välillä. Paras vaihtoehto riippuu aina materiaalista, materiaalin paksuudesta ja lopputuloksen vaatimuksista.