バーミンガム、シェフィールド、マンチェスターの精密板金加工工場の現場を歩いてみると、ファイバーレーザーカッターやCO₂レーザーカッターの背後には必ず同じ設備があることに気づくでしょう。それは、静かに作動するコンプレッサーユニットが、クリーンで乾燥した空気を切断ヘッドに直接供給しているというものです。この組み合わせは偶然ではありません。圧縮空気の品質と最終的な切断品質の関係は直接的で測定可能であり、問題が発生すると高額な費用がかかります。304ステンレス鋼の酸化したエッジ、5052アルミニウムの青みがかった熱影響部、またはオイル残留物で詰まったノズルはすべて、同じ根本原因、つまり汚染されたアシストガスが切断ゾーンに到達していることの症状です。レーザー切断機用のオイルフリースクリュー式エアコンプレッサーは、ビームが板材に触れる前に、これらの問題を根本から解決します。
このガイドは、英国の製造工場で新しいレーザー切断セルを選定する、または既存のセルをアップグレードする調達エンジニア、保守管理者、生産責任者を対象としています。空気の清浄度が重要な理由の物理学、コンプレッサーの仕様を注意深く読み取る方法、12か月間のオイル汚染の実際のコスト、そしてEver Power社のオイルフリーユニットが3kWから30kWで動作する最新のファイバーレーザーシステムの要求を満たすように設計されている方法について解説しています。
レーザー切断において圧縮空気の純度が譲れない理由
レーザービームが金属に当たると、1,500℃を超える高温で狭い切断溝が溶融します。アシストガスは、通常6~16バールの圧力で切断ノズルから同軸的に供給され、3つの役割を果たします。溶融した材料が再凝固する前に切断溝から吹き飛ばし、切断面を冷却し、集光レンズを金属蒸気の飛散から保護します。これらの役割はすべて、ガス流にISO 8573-1クラス0の制限を超える油性エアロゾル、水分、または微粒子が含まれると損なわれます。
切断部に到達したオイルエアロゾルは、高温の金属表面とほぼ瞬時に反応します。オーステナイト系ステンレス鋼の場合、炭化水素油中の炭素が結晶粒界でクロム欠乏反応を引き起こし、BS EN ISO 9013規格の許容範囲では品質検査官が不合格とする褐色から黒色の変色が生じます。アルミニウムの場合、油の残留物が微粒子を捕捉し、酸化層に多孔性を生み出し、後工程での陽極酸化処理の密着性を損ないます。どちらの場合も、二次加工を行わなければ修復は不可能であり、現在の英国の料金では、部品1個あたり8~22ポンドの再加工費用が発生します。
Han's LaserやHSG Laserをはじめとする主要なレーザー切断機メーカーは、表面粗さRaを1.6µm以下に抑える必要があるステンレス鋼切断用途には、認証済みのオイルフリー圧縮空気源が必要であることを技術文書に明記しています。したがって、レーザー切断用のオイルフリー空気圧縮機はオプションの付属品ではなく、これらの機械を仕様どおりに稼働させるための必須条件です。
オイルフリースクリューコンプレッサーの仕組み:基本原理
ツインスクリュー圧縮段は、精密加工されたハウジング内で互いに噛み合う2つのらせん状ローターが逆方向に回転する構造になっています。従来のオイル噴射式スクリューコンプレッサーでは、潤滑油が圧縮室を満たし、ローター先端とハウジング内径の間を密閉すると同時に、圧縮熱を運び去ります。オイルは下流で分離されますが、微量のエアロゾル(標準的な分離器を使用した場合、通常2~5ppm)が空気供給中に残ります。
オイルフリースクリューコンプレッサーでは、ローターの形状がわずか数マイクロメートルの公差で研磨されているため、ガス経路に潤滑剤を一切使用せずに空気同士の密閉が可能です。ローターは外部潤滑ベアリング上で回転し、ラビリンスシールとわずかな正圧差によって圧縮室から完全に隔離されています。圧縮時に発生する熱は、ウォータージャケット冷却(水冷式の場合)または段間空冷(2段式の場合)によって管理されます。その結果、ISO 8573-1クラス0の認証を受けた圧縮空気、すなわちオイルエアロゾルゼロ、オイル蒸気ゼロの圧縮空気が得られます。
オイルフリーローターステージ
ガス経路に潤滑油を使用しない超精密研磨ローターにより、初回始動から10年間、クラス0の空気を保証します。
一体型乾燥機+ろ過システム
内蔵の冷却式乾燥機により、圧力露点が+3℃まで低下します。下流側の凝縮フィルターは、残留微粒子を0.01µmまで捕捉します。
可変速ドライブ
インバータ制御モーターは出力をレーザーの要求に正確に合わせ、固定速度ユニットと比較して最大35%のエネルギー消費量を削減します。
技術仕様:エバーパワー オイルフリーレーザーシリーズ
下記の表は、主要製品ラインナップを網羅しています。全モデルに、一体型冷凍式エアドライヤー、プレフィルターおよびアフターフィルターパッケージ、自動凝縮水排出装置、レーザー加工機のPLCとの連携を可能にするModbus RTUインターフェースを備えたCEマーク付きコントロールパネルが標準装備されています。ご要望に応じて、吐出圧力や流量のカスタマイズも可能です。詳細は下記の工場カスタマイズのセクションをご覧ください。
| モデル | 電力(kW) | FAD(m³/分) | 圧力(バール) | 騒音(dB(A)) | 大気質 | ドライブ | レーザーマッチ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EP-OF-7.5 | 7.5 | 1.05 | 7~10 | 62 | ISO 8573-1 クラス0 | 固定/VSD | 1~3kWファイバーレーザー |
| EP-OF-15 | 15 | 2.20 | 7~10 | 64 | ISO 8573-1 クラス0 | VSD | 4~6kWファイバーレーザー |
| EP-OF-22 | 22 | 3.60 | 8~13 | 65 | ISO 8573-1 クラス0 | VSD | 8~12kWファイバーレーザー |
| EP-OF-37 | 37 | 6.10 | 8~16歳 | 67 | ISO 8573-1 クラス0 | VSD | 15~20kWファイバーレーザー |
| EP-OF-55 | 55 | 9.50 | 10~16 | 68 | ISO 8573-1 クラス0 | VSD | 25~30kWファイバーレーザー |
FAD値はすべてISO 1217:2009規格に基づいて測定されています。騒音レベルは1メートル離れた自由音場で測定されています。仕様は変更される場合があります。最新のデータシートについては、弊社のエンジニアリングチームにお問い合わせください。
応用例:オイルフリーエアが違いを生む場面
ステンレス鋼の切断(304 / 316)
オイルフリーのアシストエアにより、クロム粒界の酸化を防ぎます。食品グレードおよび医療機器製造に必要な基準値であるRa 1.6 µm以上を達成します。
アルミニウム合金の切断
清浄で乾燥した高圧空気(10~16バール)により、低粘度のアルミニウム溶融物を、陽極酸化の密着性を損なう炭素汚染物質を混入させることなく、きれいに吹き飛ばします。
軟鋼および亜鉛メッキ鋼板
窒素の代替アシストガスとして圧縮空気を使用する場合、純度0級の圧縮空気を使用することでレンズの汚染を防ぎ、生産シフト全体を通して一貫したエッジ角度を維持できます。
医療・航空宇宙分野の下請け
AS9100およびISO 13485認証取得工場では、文書化され追跡可能な空気質記録が必要です。Ever Powerの統合データロギング機能は、監査ファイル用の空気中油分濃度モニタリングデータを継続的に出力します。
英国の製造業者がエバーパワーを選ぶ7つの理由
すべての製品には、第三者機関による空気中油分試験証明書が付属しています。品質管理担当者は、パンフレットの約束ではなく、証明書を受け取ることができます。
乾燥機、ろ過装置、凝縮水処理装置、スマートコントローラーは一体型のスキッドとして出荷されます。設置は配管接続と電源供給のみで済みます。
レーザー切断の需要は、切断速度と材料の厚さによって変動します。VSD(可変速駆動装置)を組み合わせることで、固定速度の装置と比較して、平均で30~351トンの電力を節約できます。
EP-OFシリーズは62~68dB(A)で動作し、英国の2005年職場騒音規制法で義務付けられている職場での聴覚保護具の使用基準となる70dB(A)の閾値を下回っています。
圧縮室にオイルがないため、オイルセパレーターの交換も不要です。サービス間隔は8,000時間まで延長され、オイル注入式の代替システムにおける年間メンテナンス回数の約半分となります。
SmartLinkコントローラーは、吐出温度、圧力、消費電力、露点、および空気中の油分濃度センサーのデータを記録します。アラートは、メンテナンスチームのモバイルデバイスに直接送信されます。
すべての製品はCEマークとUKCAマークを取得しており、2016年圧力機器(安全)規則および2016年電磁両立性規則に適合しています。英国のお客様は通関手続きの煩雑さを一切気にすることなくご購入いただけます。
当社の工場およびカスタムエンジニアリング能力
Ever Powerは、ISO 9001:2015およびISO 14001:2015の認証を取得した38,000平方メートルの製造施設を運営しています。社内のローター研削工場では、±2 µmの公差で特注のロータープロファイルを製造できる5軸CNCプロファイル研削盤を使用しており、この精度こそが、当社が提供するすべてのオイルフリー保証の基盤となっています。また、特注仕様のユニット専用の組立ラインも保有しており、英国の製造業者が、通常とは異なる吐出圧力、非標準電圧(例えば、輸出向け機械の場合は440 V 60 Hz)、または特定の筐体に収まるサイズの設置面積を持つコンプレッサーを必要とする場合、当社のエンジニアリングチームは、図面承認から6~8週間以内に納品することができます。
英国のレーザー切断機メーカーやシステムインテグレーターからよくご要望いただくカスタマイズオプションには、排出ポートの向き(上面、背面、側面)、医療グレード環境向けの工場装着型ステンレス鋼配管、CEおよびUL規格に同時準拠するデュアル電圧コントローラ、ホワイトラベル供給契約向けの特注塗装およびラベル、拡張エアレシーバタンクの統合などがあります。お客様のアプリケーションに標準範囲外の要件がある場合は、当社のアプリケーションエンジニアリングチームまで直接お問い合わせください。流量計算、電気単線結線図、寸法入り一般配置図を含む詳細な技術提案書を無料でご提供いたします。
顧客成功事例:ミッドランズ・ファブリケーター社が94%による再加工を実施
ペンナイン・プレシジョン・シートメタル社、ウェストヨークシャー
業種:建築用金属加工および構造物製作|レーザー機器:HSG FS-3015ファイバーレーザー切断機2台(12kW)
ペニン社は、2台の12kWファイバーレーザーシステムにアシストエアを供給するために、22kWのオイルインジェクション式ロータリースクリューコンプレッサーを使用していました。高効率オイルセパレーターと0.01µmの凝集フィルターを取り付けたにもかかわらず、304ステンレス鋼部品の約6~8%にオイルによる変色が見られ、顧客への保留通知が発生し、影響を受けた部品1個あたり平均14.60ポンドのコストで手作業による再仕上げが必要となりました。月間3,200個のステンレス鋼部品の通常の生産量では、汚染により直接的な再加工に約3,000~4,500ポンドのコストがかかり、対策として窒素に切り替えた際には、窒素ボンベの緊急費用として月間約900ポンドのコストがかかりました。
90日後の結果
オイルインジェクション式コンプレッサーをEver Power EP-OF-22オイルフリースクリューコンプレッサーに交換したところ、最初の3週間の生産期間中に、オイル汚染による再加工が0.4%以下にまで減少しました。また、一体型冷凍式ドライヤーの導入により、寒い月曜日の朝に断続的に発生していたノズル詰まりの原因となっていた水分侵入の問題も解決しました。この問題は、チームが1年以上も解決しようと取り組んでいたものでした。配管の変更を含めた設置時間は合計6時間でした。
お客様の声
「新しい10kWファイバーレーザーラインの稼働開始にあたり、EP-OF-22を指定しました。2mm厚の316L鋼板の切断品質は、稼働初日から一貫してRa 1.4µm以内を維持しています。品質確認にかかる時間は、1バッチあたり12分から3分未満に短縮されました。」
「遠隔監視機能は本当に便利です。夜勤中にコンプレッサー室まで行かなくても、スマートフォンから吐出圧力や露点を確認できます。先月、プレフィルターの警告灯が点灯した時も、朝のチームが来る前に交換用カートリッジを発注できました。」
「高出力切断ヘッドに連続13バールの圧力を供給するために、特注のユニットが必要でした。Ever Power社は、改良型EP-OF-37を7週間以内に納品してくれました。CE認証書類と工場試験報告書もすべて揃っていました。価格は英国に在庫を持つ2つのブランドと比べて競争力があり、納期も実際には短かったです。」
英国全土のレーザー切断加工業者にサービスを提供しています。
ウェスト・ミッドランズの精密工学集積地から、北西部の航空宇宙サプライチェーン回廊、スコットランドの医療機器製造拠点に至るまで、レーザー切断装置を使用する英国の製造業者は、一般的な産業用コンプレッサーのカタログでは見落とされがちな、特有の規制要件やサプライチェーン要件を抱えています。Ever Powerは、バーミンガム、マンチェスター、シェフィールド、ブリストル、グラスゴーにサービスエンジニアを配置した、英国専任の販売代理店ネットワークを維持しており、保証対応時間を数日ではなく数時間単位で確保しています。
当社の英国営業チームは、コベントリーとダービーにあるティア1自動車メーカーにレーザー切断されたステンレス部品を供給する下請け加工業者の具体的なニーズを理解しています。これらの業者は、材料と工程の完全なトレーサビリティを必要としています。また、当社は英国市場で事業を展開するレーザー切断機のOEMディーラーにも直接製品を供給しており、これらのディーラーはオイルフリーコンプレッサーをターンキー方式の完全な設置の一部として提供しています。英国のエンドユーザー向けにレーザー切断セルを構築するシステムインテグレーターの方は、当社のOEM価格体系と共同マーケティングサポートについてご相談ください。
英国宛てに出荷されるすべての製品には、UKCAマーキング文書、2016年圧力機器(安全)規則への適合宣言書、および出荷前検査報告書が同梱されています。スペアパーツは、コベントリーにある当社の英国物流拠点に保管されており、乾燥機用熱交換器、分離器エレメント、入口バルブ修理キットなどの重要な消耗品は即日発送いたします。
よくある質問
音声検索やロングテールクエリへの対応は、当社のアプリケーションエンジニアリングチームが行います。
レーザー切断の品質を守る準備はできていますか?
レーザー加工機の機種と材料要件をお知らせください。弊社のエンジニアが最適なオイルフリーコンプレッサーの構成を決定し、1営業日以内に英国国内への配送込み価格をご提示いたします。
gzlによる編集
