เครื่องอัดอากาศอุตสาหกรรมสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์: คู่มือทางเทคนิคฉบับสมบูรณ์สำหรับการผลิตในสหราชอาณาจักร

ทั่วสหราชอาณาจักร ตั้งแต่โรงงานผลิตแผ่นโลหะในย่านจิวเวลรี่ของเมืองเบอร์มิงแฮม ไปจนถึงโรงงานผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงในนิคมอุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูงของเมืองเชฟฟิลด์ ประสิทธิภาพของระบบตัดด้วยเลเซอร์จะมีความสม่ำเสมอได้ก็ต่อเมื่อแรงดันอากาศที่ป้อนเข้าสู่ระบบนั้นดีเท่านั้น คอมเพรสเซอร์อากาศสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ไม่ใช่เพียงแค่หน่วยสนับสนุนภายนอก แต่เป็นกระดูกสันหลังที่มองไม่เห็นของรอยตัดที่เรียบเนียนทุกชิ้น ขอบที่ปราศจากเสี้ยน และการทำงานที่มีประสิทธิภาพในทุกกะการทำงาน เมื่อแรงดันอากาศไม่สม่ำเสมอ คุณภาพการตัดจะลดลง อายุการใช้งานของหัวฉีดจะสั้นลง และอัตราการชำรุดจะเพิ่มขึ้น เมื่อได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำและเลือกขนาดที่เหมาะสม กระบวนการตัดทั้งหมดจะทำซ้ำได้ รวดเร็ว และคุ้มค่าในระดับใหญ่

อากาศอัดในระบบตัดด้วยเลเซอร์มีหน้าที่ทางกลหลักสองประการ ประการแรก คือ ส่งก๊าซช่วยไปยังหัวตัด — เป่าวัสดุหลอมเหลวออกจากร่องตัดและป้องกันการเกิดออกซิเดชันบนสแตนเลส อลูมิเนียม และวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก — และประการที่สอง คือ เพิ่มแรงดันให้กับส่วนประกอบนิวแมติกของเครื่องจักรเอง รวมถึงวาล์วโซลินอยด์ ตัวขับแกน Z กลไกจับยึด และช่องระบายความร้อน ทั้งสองหน้าที่นี้ต้องการอากาศที่แห้ง สะอาด ปราศจากน้ำมัน และส่งมาด้วยแรงดันที่คงที่โดยไม่มีการสั่นสะเทือน การเบี่ยงเบนใดๆ ในพารามิเตอร์เหล่านี้จะส่งผลโดยตรงต่อข้อบกพร่องในการผลิตและเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักร

การเลือกใช้วัสดุในคอมเพรสเซอร์ที่สร้างขึ้นสำหรับงานตัดด้วยเลเซอร์นั้น มีความแตกต่างอย่างมากจากคอมเพรสเซอร์อุตสาหกรรมทั่วไป ชุดโรเตอร์ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของเครื่องจักรนั้น ผลิตขึ้นด้วยความแม่นยำสูงจากเหล็กหล่อกราไฟต์ทรงกลมเกรดสูง GGG40 หรือในรุ่นพรีเมียม จะผลิตจากอลูมิเนียมอัลลอยด์เกรดอากาศยาน EN AW-6061 T6 เหล็กหล่อให้ความเสถียรของขนาดที่ยอดเยี่ยมตลอดวงจรการทำงานที่ยาวนาน และมีการลดแรงสั่นสะเทือนสูง ในขณะที่อลูมิเนียมช่วยลดน้ำหนักได้อย่างมาก ตอบสนองต่อความร้อนได้เร็วขึ้น และทนทานต่อการกัดกร่อน ทำให้ยืดระยะเวลาการบำรุงรักษาในสภาพแวดล้อมโรงงานที่มีความชื้นสูง ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของเขตอุตสาหกรรมชายฝั่งของสหราชอาณาจักร เช่น Teesside หรือนิคมอุตสาหกรรมท่าเรือ Southampton

โปรไฟล์ของโรเตอร์ได้รับการเจียรด้วยเครื่อง CNC ห้าแกน โดยมีความคลาดเคลื่อนไม่เกิน 0.005 มม. ตลอดความยาวของโรเตอร์ทั้งหมด เพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างในการขบกันที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งช่วยลดการรั่วไหลภายในและหลีกเลี่ยงการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ ตลับลูกปืนของโรเตอร์ — ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมที่ปลายด้านขับเคลื่อนและตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอกที่ปลายด้านไม่ขับเคลื่อน — ได้รับการปรับตั้งแรงกดล่วงหน้าเพื่อขจัดระยะคลอนตามแนวแกน และหล่อลื่นด้วยการฉีดน้ำมันที่วัดปริมาณอย่างแม่นยำ แทนที่จะใช้ระบบสาดหรือระบบแช่ น้ำมันที่ฉีดเข้าไปนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการซีลหลักระหว่างกลีบโรเตอร์ และทำหน้าที่เป็นกลไกการระบายความร้อนภายในของคอมเพรสเซอร์ โดยดูดซับความร้อนจากการอัดและส่งไปยังตัวระบายความร้อนน้ำมัน ตัวระบายความร้อนเองนั้นโดยทั่วไปจะเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นเชื่อมประสานอะลูมิเนียมเคลือบด้วยอีพ็อกซี่ป้องกันการกัดกร่อน มีขนาดที่รักษาอุณหภูมิน้ำมันให้ต่ำกว่า 90 องศาเซลเซียส แม้ในระหว่างการทำงานเต็มกำลังอย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมโรงงานที่มีอุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส

Ever Power ดำเนินงานโรงงานผลิตที่มีความแม่นยำสูงโดยเฉพาะ ครอบคลุมพื้นที่การผลิตกว่า 48,000 ตารางเมตร พร้อมด้วยเครื่องจักรครบวงจร ตั้งแต่การกัดและการเจียร CNC แบบห้าแกน ไปจนถึงการประกอบ การทดสอบ และการปรับสภาพพื้นผิว กระบวนการผลิตชิ้นส่วนคอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรูหมุนแต่ละชิ้นเริ่มต้นด้วยการขึ้นรูปโรเตอร์เปล่าจากซัพพลายเออร์เหล็กและอลูมิเนียมที่ได้รับการรับรองพร้อมใบรับรองจากโรงงานที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ ผ่านกระบวนการกลึงหยาบ การอบชุบความร้อน การเจียรผิวละเอียด และการตรวจสอบขนาดที่ตรวจสอบโดย CMM ก่อนการประกอบ โรเตอร์ทุกคู่จะได้รับการทดสอบการยอมรับบนแท่นทดสอบเฉพาะที่ยืนยันอัตราการรั่วไหล กำลังจำเพาะ และการปฏิบัติตามมาตรฐาน FAD ตามมาตรฐาน ISO 1217 ก่อนการจัดส่ง ซึ่งเอกสารเหล่านี้จะถูกส่งมอบให้กับผู้ซื้อในสหราชอาณาจักรเป็นส่วนหนึ่งของเอกสารคุณภาพมาตรฐานที่มาพร้อมกับเครื่องจักรแต่ละเครื่อง

การปรับแต่งที่ Ever Power นั้นครอบคลุมมากกว่าแค่การเปลี่ยนสีและป้ายชื่อ ทีมวิศวกรทำงานร่วมกับวิศวกรจัดซื้อและบำรุงรักษาในสหราชอาณาจักรโดยตรง เพื่อกำหนดค่าคอมเพรสเซอร์ให้ตรงกับเครื่องเลเซอร์ โครงสร้างโรงงาน และลักษณะการใช้งานของผู้ซื้อแต่ละราย ตัวเลือกการปรับแต่งทั่วไป ได้แก่ การตั้งค่าแรงดันใช้งานที่กำหนดเอง (เป้าหมายใดๆ ระหว่าง 7 ถึง 16 บาร์) การกรองอากาศขาเข้าแบบไม่มาตรฐานสำหรับสภาพแวดล้อมในโรงงานที่มีสารเคมีกัดกร่อน ความยาวสายเคเบิลและท่อเชื่อมต่อที่ยาวขึ้นสำหรับการติดตั้งระยะไกล แผง HMI สองภาษา (อังกฤษ/จีนกลาง) และชุดสายไฟสำหรับเชื่อมต่อกับเครื่องตัดเลเซอร์ Trumpf, Bystronic, Prima Power และ Mazak ระยะเวลานำส่งสำหรับหน่วยที่กำหนดค่ามาตรฐานไปยังปลายทางในสหราชอาณาจักร — ผ่านทางท่าเรือรอตเตอร์ดัมหรือเฟลิกซ์สโตว์ — อยู่ที่สี่ถึงหกสัปดาห์นับจากการยืนยันคำสั่งซื้อ โดยมีตัวเลือกการผลิตแบบเร่งด่วนสำหรับโครงการที่ต้องการเริ่มอย่างเร่งด่วน

บริษัท Nottingham Precision Fabrications Ltd. ซึ่งเป็นธุรกิจผลิตชิ้นส่วนโลหะแผ่นและงานเลเซอร์ขนาด 47 คน ดำเนินงานในโรงงานขนาด 9,000 ตารางเมตรในนิคมอุตสาหกรรม Colwick กำลังใช้งานคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบความเร็วคงที่อายุ 10 ปีสองเครื่องเพื่อจ่ายอากาศให้กับเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์สามเครื่อง เครื่องจักรเหล่านี้เปิดและปิดเป็นรอบๆ ละสิบสองถึงสิบห้าครั้งต่อชั่วโมง ทำให้เกิดช่วงความดันที่วัดได้บวกหรือลบ 0.6 บาร์ที่หัวฉีดเลเซอร์ ผู้ควบคุมเครื่องจักรรายงานว่ามีการเบี่ยงเบนของแนวตัดเป็นระยะๆ บนเหล็กอ่อนขนาด 10 มม. และทีมบริการของผู้ผลิตเลเซอร์ระบุว่าการปนเปื้อนของความชื้นในหัวตัดน่าจะเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนเลนส์ราคาแพงสองครั้งภายในไตรมาสเดียว

หลังจากตรวจสอบระบบอัดอากาศ บริษัทได้เปลี่ยนคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบเก่าทั้งสองตัวด้วยคอมเพรสเซอร์แบบสกรูปรับความถี่ได้รุ่น EP CM132VF สองตัวในรูปแบบการทำงานแบบเรียงลำดับหลัก-รอง โดยเพิ่มเครื่องอบแห้งสารทำความเย็นที่จุดน้ำค้างที่ความดันลบ 32 องศาเซลเซียส และติดตั้งตัวกรองสแตนเลส 316L ที่มีความละเอียดสูงถึง 0.01 ไมครอน ความดันในระบบมีความเสถียรภายในบวกหรือลบ 0.08 บาร์ตลอดทั้งวันการผลิต ผลลัพธ์ที่ได้นั้นเห็นผลทันที: ความคลาดเคลื่อนของเส้นตัดหายไปภายในกะการผลิตแรก และไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเลนส์เลยตลอด 14 เดือนนับตั้งแต่เริ่มใช้งาน การใช้ไฟฟ้าต่อเดือนสำหรับระบบอัดอากาศลดลงจากเฉลี่ย 31,400 kWh เหลือ 21,600 kWh ซึ่งลดลง 31.21 พันล้านปอนด์ หรือเทียบเท่ากับการประหยัดค่าไฟฟ้าต่อปี 22,800 ปอนด์ ในอัตราค่าไฟฟ้าต่อหน่วยตามสัญญาของโรงงาน

การคำนวณระยะเวลาคืนทุนของโครงการ — ต้นทุนอุปกรณ์ การติดตั้ง และการทดสอบระบบ เทียบกับผลประหยัดพลังงานและค่าบำรุงรักษาที่ตรวจสอบแล้ว — อยู่ที่ 26 เดือน ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ผลตอบแทนการลงทุน 36 เดือนที่บริษัทกำหนดไว้ ทีมประสานงานด้านเทคนิคของ Ever Power ในสหราชอาณาจักรได้ประสานงานการส่งมอบผ่านทาง Felixstowe จัดหาพันธมิตรด้านการทดสอบระบบที่ได้รับการอนุมัติในสหราชอาณาจักรในภูมิภาค East Midlands และให้การฝึกอบรมในสถานที่แก่ทีมบำรุงรักษา ครอบคลุมถึงตารางการตรวจสอบตัวกรอง ขั้นตอนการวิเคราะห์น้ำมัน และการตั้งค่าการตรวจสอบระยะไกลผ่านโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีอยู่ของโรงงาน

ลูกค้าในสหราชอาณาจักรพูดถึงคอมเพรสเซอร์ Ever Power อย่างไรบ้าง