Ứng Dụng Khí Nén Cho Laser Fiber

1. Giới Thiệu Chung Về Laser Fiber

Trong ngành gia công kim loại hiện đại, máy cắt laser fiber đã trở thành công cụ không thể thiếu nhờ độ chính xác cao, tốc độ cắt nhanh và khả năng làm việc với nhiều loại vật liệu khác nhau như thép không gỉ, nhôm, đồng, titan, v.v. Công nghệ này sử dụng tia laser khuếch đại qua sợi quang để tạo ra chùm tia cực mạnh, cắt xuyên qua vật liệu với độ chính xác cực cao.

Tuy nhiên, để máy cắt laser fiber hoạt động hiệu quả và ổn định, cần có sự hỗ trợ của khí phụ trợ – và khí nén đang ngày càng trở thành lựa chọn phổ biến thay cho khí Oxy hoặc Nitơ truyền thống.

2. Khí Phụ Trợ Trong Gia Công Laser: Vai Trò Cốt Lõi

Khí phụ trợ có vai trò chính trong quá trình cắt laser:

• Thổi bay xỉ cắt, bụi và vật liệu nóng chảy ra khỏi bề mặt cắt.

• Làm mát vùng cắt, tránh biến dạng nhiệt.

• Ngăn ngừa cháy, phản ứng hóa học không mong muốn.

• Tăng độ sắc nét của đường cắt và giảm đường cắt cháy xém.

Thông thường, người dùng lựa chọn Oxy khi cần tốc độ cắt nhanh, Nitơ khi cần đường cắt mịn và không oxy hóa. Tuy nhiên, khí nén đang dần thay thế cả hai trong nhiều ứng dụng thực tế.

3. Khí Nén Là Gì? Có Gì Đặc Biệt?

Khí nén là không khí được nén ở áp suất cao (thường từ 6 – 16 bar, có thể lên đến 30 bar tùy nhu cầu), thường được tạo ra từ máy nén khí piston, trục vít hoặc booster.

Thành phần khí nén bao gồm:

• Khoảng 78% Nitơ.

• Khoảng 21% Oxy.

• Một lượng rất nhỏ CO2, hơi nước và khí trơ.

Chính vì có hàm lượng Nitơ cao, khí nén có thể thay thế khí Nitơ trong nhiều ứng dụng, đồng thời tiết kiệm chi phí đáng kể.

4. Ứng Dụng Khí Nén Trong Máy Cắt Laser Fiber

4.1. Cắt Tôn Mỏng Với Tốc Độ Cao

Khí nén được sử dụng hiệu quả để cắt các loại thép tấm mỏng từ 1-3mm, đặc biệt là thép carbon và inox. Tốc độ cắt cao, đường cắt rõ nét, ít cháy xém.

Ví dụ: Cắt thép không gỉ 1.5mm bằng khí nén 16 bar cho chất lượng gần tương đương với Nitơ 20 bar, nhưng chi phí chỉ bằng 1/10.

4.2. Cắt Inox Trong Các Ứng Dụng Không Yêu Cầu Bề Mặt Bóng

Trong các ứng dụng không yêu cầu tính thẩm mỹ cao như kết cấu khung, thiết bị công nghiệp, máy móc, v.v., khí nén cho hiệu quả tuyệt vời với chi phí thấp. Dù bề mặt có thể bị cháy nhẹ hoặc ố vàng, nhưng điều này không ảnh hưởng đến tính năng sử dụng.

4.3. Sử Dụng Trong Các Nhà Máy Sản Xuất Hàng Loạt

Với tốc độ cắt nhanh và giá thành rẻ, khí nén được dùng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất số lượng lớn, giúp tối ưu chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.4. Cắt Nhôm, Đồng Với Hiệu Quả Kinh Tế

Dù nhôm và đồng là vật liệu phản xạ cao, nhưng khi kết hợp laser fiber công suất lớn và khí nén, có thể đạt được chất lượng cắt chấp nhận được trong các ứng dụng công nghiệp.

5. Ưu Điểm Khi Sử Dụng Khí Nén Cho Laser Fiber

5.1. Tiết Kiệm Chi Phí

• Giá thành khí nén chỉ bằng 5-10% so với khí Nitơ công nghiệp.

• Có thể tự tạo tại chỗ bằng hệ thống máy nén khí, không cần mua bình khí hóa lỏng.

• Giảm chi phí logistics, lưu trữ, an toàn vận hành.

5.2. Hiệu Quả Ổn Định

• Áp suất có thể điều chỉnh linh hoạt tùy vật liệu và độ dày.

• Khi kết hợp với bộ lọc, máy sấy khí và booster, khí nén đạt độ sạch tương đương khí Nitơ.

5.3. Thân Thiện Môi Trường

• Không sinh khí thải độc hại.

• Tái sử dụng không khí xung quanh, thân thiện với môi trường.

6. Những Lưu Ý Khi Dùng Khí Nén Cho Laser Fiber

6.1. Độ Sạch Của Khí

Khí nén cần được lọc sạch bụi, dầu và hơi nước để tránh làm bẩn thấu kính, giảm tuổi thọ vòi cắt hoặc ảnh hưởng đến chất lượng đường cắt.

Giải pháp: Lắp đặt hệ thống lọc 3 cấp, máy sấy khí và bộ xả nước tự động.

6.2. Áp Suất Đủ Cao

Một số ứng dụng yêu cầu áp suất lên tới 20-25 bar, cần sử dụng máy nén khí booster hoặc bình tích áp trung gian để đảm bảo hiệu suất.

6.3. Không Phù Hợp Với Các Đường Cắt Cần Độ Bóng Cao

Khí nén có hàm lượng Oxy nên dễ gây hiện tượng cháy xém, không phù hợp cho cắt inox bóng gương, trang trí, thẩm mỹ cao.

6.4. Hạn Chế Với Vật Liệu Dày (>6mm)

Khi cắt vật liệu dày, áp suất khí nén thường không đủ để đẩy xỉ ra khỏi rãnh cắt, dẫn đến đường cắt không đẹp, tốc độ chậm.

7. So Sánh Khí Nén – Oxy – Nitơ Trong Laser Fiber

8. Cấu Hình Hệ Thống Khí Nén Chuẩn Cho Laser Fiber

Một hệ thống khí nén cho máy cắt laser fiber bao gồm:

1. Máy nén khí trục vít / piston – Công suất tùy theo số đầu cắt và công suất máy.

2. Bộ lọc 3 cấp – Lọc bụi, dầu, nước.

3. Máy sấy khí – Làm khô khí nén, tránh ngưng tụ trong đường ống.

4. Bình tích áp – Ổn định áp suất và lưu lượng.

5. Booster tăng áp – Khi cần áp lực >16 bar.

6. Đường ống dẫn khí inox hoặc nhôm định hình – Hạn chế thất thoát và nhiễm bẩn.

9. Kết Luận

Khí nén là giải pháp kinh tế và hiệu quả cho các doanh nghiệp sử dụng máy cắt laser fiber trong sản xuất. Với khả năng cắt tốt các vật liệu mỏng, tiết kiệm chi phí khí phụ trợ và vận hành đơn giản, khí nén đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành gia công kim loại hiện đại.

Tuy nhiên, để khai thác tối đa hiệu quả, doanh nghiệp cần chú trọng đến chất lượng khí nén, áp suất ổn định, và lựa chọn ứng dụng phù hợp. Đầu tư hệ thống khí nén chất lượng cao chính là chìa khóa để tối ưu hóa hiệu suất cắt và giảm chi phí sản xuất lâu dài.