Пройдіться будь-яким цехом з обробки листового металу у Вест-Мідлендсі або фірмою точного машинобудування у Шеффілді, і ви знайдете поруч із кожним лазерним різаком один і той самий пристрій — повітряний компресор. Ви можете не одразу помітити, чи змащується цей компресор маслом, чи не, проте ця єдина специфікація визначає все: колір вашої різальної кромки, значення шорсткості поверхні, яке ви можете заявити своєму клієнту, і чи пройдуть ваші панелі з нержавіючої сталі перевірку з першого разу, чи одразу йдуть на повторну обробку. Для виробників, які працюють з волоконними лазерами та CO₂-лазерними різальними верстатами, стиснене повітря — це не комунальний продукт, а активний технологічний газ, і його чистота така ж важлива, як і сам режим потужності лазера.
Безмасляний гвинтовий повітряний компресор повністю усуває ризик забруднення. Замість того, щоб покладатися на коалесцентні фільтри для видалення масляних аерозолів з діапазону ppm, сам компресійний елемент не містить олії — повітря, яке виходить з машини, це те саме повітря, яке входило всередину, стиснене та очищене. Це надзвичайно важливо, коли ви ріжете нержавіючу сталь 304 товщиною 4 мм потужністю 2000 Вт або розрізаєте алюмінієву пластину товщиною 8 мм. Будь-який залишок вуглеводнів у потоці допоміжного газу буде карбонізуватися в зоні різання, вбудовуватися в шар повторно затверділого розплаву, викликатиме знебарвлення та підвищуватиме шорсткість поверхні значно вище порогового значення Ra 1,6 мкм, яке визначають більшість покупців в аерокосмічній та автомобільній промисловості. Великі виробники лазерних різальних машин, включаючи міжнародних лідерів у цьому секторі, постійно рекомендують безмасляне стиснене повітря як парний засіб для високоякісного лазерного різання, і причина цього полягає в надійній інженерії, а не в маркетингових уподобаннях.
Чому для лазерного різання потрібне безмасляне стиснене повітря
Фізика лазерного різання диктує вимоги до чистоти газу. У коаксіальній системі допоміжного газу, яка є стандартною практично для кожної сучасної машини для волоконного лазерного та CO₂-лазерного різання, стиснене повітря високого тиску подається через ріжуче сопло під тиском, який зазвичай коливається від 0,5 до 1,5 МПа (5–15 бар). Цей високошвидкісний струмінь повітря виконує дві одночасні функції: він видуває розплавлений і пароподібний матеріал від пропилу та охолоджує зону термічного впливу, щоб обмежити теплову деформацію. Коли повітря містить масляні аерозолі — навіть у концентраціях, які здаються незначно низькими — наслідки в точці фокусування непропорційно серйозні.
При температурах фокусної відстані лазера, що перевищують 3000°C, краплі олії не просто проходять крізь них — вони розкладаються, обвуглюються та осідають залишками на поверхні різу, а іноді й на захисному склі ріжучої головки. Одне лише забруднення лінзи може коштувати сотні фунтів за заміну, і, що більш критично, один забруднений розріз на аерокосмічному алюмінії або харчовій нержавіючій сталі може означати бракування всієї партії. Британські виробники, що постачають автомобільні або аерокосмічні компоненти першого рівня, часто працюють за системами управління якістю, де обов'язкове відстеження забруднення — безмасляне постачання стисненого повітря є одним із найпростіших способів виключити контрольовану змінну з рівняння.
Чистота огранювання
Безмасляне повітря усуває відкладення вуглеводнів на ріжучій кромці, забезпечуючи поверхневу обробку Ra 1,6 мкм або вище — стандарт, який вимагається в аерокосмічній, автомобільній та харчовій галузях Великої Британії.
Оптичний захист
Чисте повітря запобігає забрудненню лінз і сопел. Заміна одного забрудненого захисного вікна на волоконній лазерній головці може коштувати від 80 до 300 фунтів стерлінгів. Безмасляне джерело живлення значно подовжує термін служби витратних матеріалів.
Впевненість у відповідності
Сертифікація ISO 8573-1 класу 0 щодо вмісту олії надає менеджерам з якості документальне підтвердження того, що подача стисненого повітря не може сприяти забрудненню продукту, що є цінним для аудитів NADCAP та IATF 16949.
Як працює безмасляний гвинтовий компресор — і чим він відрізняється
Двогвинтовий компресор використовує два взаємопов'язані гвинтові ротори для уловлювання, стиснення та нагнітання повітря. У звичайній конструкції з маслозаповненням олива впорскується в камеру стиснення для охолодження процесу, герметизації зазорів ротора та змащування підшипників ротора. Потім олива відділяється нижче за потоком перед подачею, але відділення ніколи не буває абсолютним, тому показники перенесення оливи 2–3 мг/м³ є типовими навіть для високоефективних коалесцентних фільтрів. Для загальних пневматичних інструментів майстерні це не має значення. Для допоміжного газу сопла лазерного різання це неприйнятно.
У безмасляному гвинтовому компресорі ротори розроблені для підтримки точних зазорів без впорскування оливи. Компресійний елемент використовує роторні профілі з PTFE-покриттям або спеціально профільовані, що дозволяє підтримувати стабільність розмірів у різних діапазонах температур. Підшипники ротора розташовані поза повітряним трактом і змащуються мастилом або окремим масляним контуром, фізично ізольованим від зони стиснення. Результатом є повітря, джерело якого не впорскується в повітря — не фільтрована олива, а справді безмасляне стиснення з перших принципів. У безмасляних компресорах Ever Power використовується двоступеневий підхід до стиснення з проміжним охолоджувачем між ступенями, що не тільки знижує температуру нагнітання до безпечного рівня без охолодження оливи, але й підвищує загальну ефективність порівняно з одноступеневою конструкцією при еквівалентних коефіцієнтах тиску.
Також важлива специфікація матеріалу роторних елементів. Високоякісні безмасляні компресори використовують ротори, виготовлені з кованого алюмінієвого сплаву або високоякісного чавуну зі спеціалізованою обробкою поверхні, прецизійно шліфовані з допусками менше 10 мкм. Такий рівень точності виготовлення дозволяє профілям ротора зберігати свою геометрію ущільнення під термічним навантаженням, чого компресор, виготовлений з меншими допусками, не може надійно підтримувати протягом багатьох років безперервної роботи.
Технічні характеристики — Серія безмасляних гвинтових повітряних компресорів Ever Power
У таблиці нижче наведено ключові параметри продуктивності для лінійки безмасляних гвинтових компресорів Ever Power, які найчастіше використовуються в поєднанні з лазерними різальними верстатами на виробничих майданчиках у Великій Британії. Усі значення витрати вказані за еталонних умов ISO 1217 (20°C на вході, 1 бар абсолютного тиску, відносна вологість 0%).
| Модель | Потужність двигуна (кВт) | Подача вільного повітря (м³/хв) | Робочий тиск (бар) | Рівень шуму (дБ(А)) | Вміст олії (мг/м³) | Підтримувані лазерні машини |
|---|---|---|---|---|---|---|
| EP-OFS-11 | 11 | 1,3–1,8 | 7–10 | ≤65 | <0,001 | 1 × 1–2 кВт оптоволоконний |
| EP-OFS-22 | 22 | 2,8–3,6 | 7–13 | ≤67 | <0,001 | Волокно 1–2 × 3 кВт |
| EP-OFS-37 | 37 | 4,5–5,8 | 8–13 | ≤68 | <0,001 | 1 × 6 кВт / 2 × 3 кВт |
| EP-OFS-55 | 55 | 6,8–8,5 | 8–13 | ≤70 | <0,001 | 1 × 10 кВт / 2 × 6 кВт |
| EP-OFS-75 | 75 | 9,2–11,8 | 8–16 | ≤72 | <0,001 | Багатоголовкова виробнича лінія |
* Усі моделі сертифіковані за стандартом ISO 8573-1 класу 0 щодо вмісту олії. Індивідуальні конфігурації тиску та витрати доступні на запит для багатомашинних установок.
Сценарії застосування: де безмасляні повітряні компресори мають найбільше значення
Виготовлення з нержавіючої сталі
Різання нержавіючої сталі 304 та 316L для обладнання для громадського харчування, фармацевтичної промисловості та переробки харчових продуктів є одним з найвимогливіших застосувань у цехах лазерного різання у Великій Британії. Нержавіюча сталь особливо чутлива до окислення та забруднення вуглеводнями, оскільки пасивний шар оксиду хрому на поверхні різу повинен чисто відновлюватися після різання. Будь-яке забруднення маслом перешкоджає належному формуванню пасивного шару, роблячи край різу схильним до корозії — критична проблема для гігієнічного обладнання. Стиснене повітря без масла під тиском 10–12 бар забезпечує безшлакову, блискучу край різу, яка потребує мінімальної подальшої обробки та відповідає стандартам матеріалів, що контактують з харчовими продуктами.
Алюмінієвий лист для аерокосмічної промисловості
Різання листів алюмінієвих сплавів для аерокосмічних конструкційних компонентів, внутрішніх панелей літаків та планерів БПЛА вимагає постійно чистої геометрії різу без забруднення шару повторного лиття. Висока теплопровідність алюмінію означає, що ванна розплаву швидко охолоджується, тому допоміжний газ має бути абсолютно чистим, щоб запобігти замиканню включень оксиду або вуглецю в повторно затверділому матеріалі. Виробники ланцюгів поставок аерокосмічної продукції Великої Британії, які мають сертифікат AS9100D, все частіше визначають безмасляне стиснене повітря як обов'язковий вхідний матеріал для процесу, а безмасляний гвинтовий компресор забезпечує документальний слід сертифікації, який вимагають аудитори аерокосмічної галузі.
Кузовні деталі автомобілів та кронштейни для електромобілів
Автомобільний сектор Великої Британії, зокрема виробники, що постачають компоненти лотків акумуляторів для електромобілів, панелі підсилення кузова та кронштейни шасі, потребує лазерно різаних країв, які безпосередньо використовуються для формування або зварювання без вторинного очищення. Якщо на різаному краї є забруднення маслом, подальше зварювання MIG або лазером призведе до пористості, що знизить міцність з'єднання нижче за норму. Багато виробників, сертифікованих за стандартом IATF 16949, виявили, що перехід на безмасляне стиснене повітря усуває цілий етап очищення з їхнього технологічного процесу, покращуючи продуктивність та зменшуючи рівень браку — пряма, вимірювана економія, яка виправдовує капіталовкладення.
Конструкційна м'яка сталь — великий обсяг
Цехи загальної сталевої промисловості, що ріжуть маловуглецеву сталь у великих обсягах — архітектурні металоконструкції, вивіски, будівельні кріплення — можуть поставити під сумнів, чи виправдана премія за безмасляний компресор під час різання матеріалу, який все одно покривається порошковою фарбою. Відповідь криється в продуктивності: забруднений допоміжний газ на високих швидкостях різання призводить до налипання шлаку на нижній стороні різу, для видалення якого потрібне ручне шліфування. Подача безмасляного повітря під належним тиском і потоком постійно усуває шлак, особливо в діапазоні товщини 3–10 мм, що найчастіше зустрічається в конструкційному виробництві. Економія робочої сили лише на видаленні шлаку зазвичай компенсує різницю у вартості компресора протягом 18 місяців.
Сім причин, чому британські виробники обирають безмасляні компресори Ever Power
Після введення в експлуатацію безмасляних компресорних установок на десятках виробничих майданчиків у Великій Британії протягом останніх двох десятиліть, певні характеристики продукції продовжують виступати вирішальними факторами для покупців, яким потрібна надійна, довгострокова робота, а не лише найнижча ціна покупки.
Успіх клієнта: Прецизійний листовий метал, Вест-Мідлендс, Велика Британія
Виклик: Компанія Midlands CNC Fabrication Ltd постачає алюмінієві кронштейни, виготовлені лазерним різанням, та сталеві арматурні панелі постачальнику автомобільної продукції першого рівня в районі Ковентрі. Після аудиту IATF 16949 їхня команда з контролю якості визначила забруднення олією зрізаних крайок як основну причину періодичної пористості в наступних лазерних зварювальних швах — невідповідність, яка призводила до гарантійних претензій від кінцевого споживача.
Рішення: Завод замінив свій існуючий маслозаповнений компресор та блок фільтрів нижче за течією на безмасляний гвинтовий компресор Ever Power EP-OFS-37 з продуктивністю 4,5–5,8 м³/хв при тиску 10 бар. Установку було встановлено з вбудованим холодильним осушувачем та спеціальним 200-літровим приймальним баком для стабілізації тиску під час пікового навантаження на ріжучому сопло. Монтаж було завершено протягом одного вихідного дня, щоб мінімізувати втрати виробництва.
Результат: Протягом трьох місяців після переходу на стиснене повітря без використання олії, невідповідності пористості зварних швів знизилися до нуля. Ручний етап видалення шлаку, який раніше займав приблизно 1,5 години праці за зміну, був повністю виключений. Менеджер з якості заводу підтвердив, що значення Ra поверхні різу постійно перевищують 1,4 мкм для всіх типів матеріалів, а двигун VSD компресора зменшив споживання електроенергії комунальним підприємством на 27% порівняно з попередньою машиною з фіксованою швидкістю.
Ми різали нержавіючу сталь 316L для фармацевтичних корпусів, і вимога нашого клієнта щодо обробки поверхні становила Ra 1,6 мкм або вище. До переходу на безмасляне різання ми досягали Ra 2,1–2,4 мкм на більшості видів різання. Три місяці з установкою Ever Power, і тепер ми стабільно маємо Ra 1,2 мкм. Різниця – як день і ніч.
Технічна підтримка від Ever Power під час процесу визначення розмірів та введення в експлуатацію була чудовою. Вони розуміли застосування лазерного різання та визначили правильний тиск і потік для нашої конфігурації волоконного лазера потужністю 10 кВт. Ми працюємо вже понад два роки без жодного браку, пов'язаного з забрудненням.
Ми використовуємо три верстати волоконного лазерного різання на одному компресорі з ресиверним колектором — Ever Power правильно підібрав розмір системи, і стабільність тиску чудова навіть під час одночасного пікового навантаження. Рахунки за електроенергію в цьому контурі знизилися, а частота заміни лінз зменшилася приблизно на 60%. Дійсно вражений.
Індивідуальна конфігурація: можливості індивідуального проектування від Ever Power
Не кожна установка лазерного різання відповідає стандартній специфікації компресора. Виробничі лінії з кількома верстатами, високогірні об'єкти, застосування, що вимагають наднизьких точок роси для чутливих матеріалів, або клієнти, що працюють у жорстких акустичних умовах, мають вимоги, які виходять за рамки того, що може задовольнити каталожна продукція. Інженерна команда Ever Power має можливості – і досвід – розробляти індивідуальні конфігурації безмасляних компресорів з нуля.
Серед індивідуальних проектів, виконаних для клієнтів у Великій Британії за останні роки, є: встановлення тандемних компресорів з контролерами розподілу навантаження для забезпечення резервування N+1 для ліній лазерного різання безперервного виробництва; системи з подвійними виходами тиску (8 бар для станції подачі азоту та 13 бар для прямої повітряної допомоги); акустичні кожухи, що знижують рівень випромінюваного шуму нижче 60 дБ(А) для установок, що прилягають до офісних приміщень; та інтеграція даних моніторингу компресорів у системи SCADA клієнтів через Modbus TCP. Завод також пропонує постачання OEM-продуктів виробникам обладнання, які бажають використовувати компресорні агрегати Ever Power як комплектні компоненти у власних комплектах лазерних різальних машин — з індивідуальним маркуванням, документацією та гарантійними умовами, доступними за угодами про використання обладнання за принципом «white label».
Безмасляний та масляно-заповнений гвинтовий компресор: поєднання для лазерного різання
У таблиці нижче наведено дані з польових робіт установок лазерного різання, щоб порівняти дві технології компресорів за критеріями, які є найважливішими для виробників у Великій Британії. Цифри відображають типові спостережувані значення, а не найкращі маркетингові заяви.
| Критерій | Безмасляний гвинт | Гвинт, заповнений маслом |
|---|---|---|
| Перенесення нафти (мг/м³) | <0,001 (Клас 0) | 0,1–3 (клас 1–3) |
| Кут різання Ra (нержавіюча сталь, типовий) | 1,0–1,4 мкм | 1,8–2,8 мкм |
| Частота забруднення лінз | Дуже низький | Помірно-високий |
| Річна вартість фільтра (орієнтовно) | 120–250 фунтів стерлінгів | 800–2400 фунтів стерлінгів |
| Чи досяжно ISO 8573-1 Клас 0? | Так — за задумом | Ні — залежить від фільтра |
| Інтервал технічного обслуговування | 4000 годин | 2000 годин |
| Ціна придбання (еквівалент 37 кВт) | Вища початкова вартість | Нижча початкова вартість |
| Загальна вартість володіння за 5 років | Нижчий загальний | Вища (енергія + фільтри) |
Часті запитання
Надішліть нам специфікацію вашого лазерного верстата, і ми підготуємо технічну пропозицію без жодних зобов'язань, включаючи модель компресора, розміри тиску та витрати, рекомендації щодо допоміжного обладнання та ціни на доставку в будь-яку точку Великої Британії.
✉ Отримати цінову пропозицію — [email protected]