Sadece on yıl önce fiber lazer kesiciler ince sac uzmanları olarak görülüyordu. Mağazalar, rekabet edebilmek için onlara yatırım yapmaları veya en azından ölçü malzemelerini azaltmaları gerektiğini kısa sürede fark etti. Yüksek kaliteli plaka kesimi için CO2 lazerler hâlâ gidilecek yoldur. Elbette, fiber lazerler daha kalın boşlukları kesebiliyordu, ancak kalite çok iyi değildi ve çok kalın plakaları keserken hız avantajları neredeyse ortadan kalkıyordu. Bugün dünya değişti.
Yardımcı gaz teknolojisi sadece birkaç yılda büyük bir yol kat etti ve hızla değişen lazer kesim alanına en önemli katkılardan biri oldu. Lens malzemeleri ve tasarımları, kesme kafaları ve nozüllerde olduğu gibi geliştirildi. Modern fiber lazer ışın dağıtım sistemlerinin büyük foton güçleriyle rahatlıkla başa çıktığı görülebilir. 20, 30 ve hatta 50 kW'lık ultra yüksek güçlü lazerler artık kalın plakaları hızlı ve temiz bir şekilde kesebiliyor.
"Temiz" burada etkili kelimedir. Lazerin ekonomik açıdan mantıklı olup olmadığı parça başına maliyete bağlıdır. Günümüzde hassas plaka kesimi alanında yüksek güçlü lazerler patlama yaşıyor. Bir parça önceden plazmayla kesilip ardından freze makinesinde çapaklardan arındırılıyor veya bitiriliyorsa, artık bu işlem fiber lazerle de yapılabilir.
Yardımcı gaz karışımı bunların hepsini mümkün kılmaya yardımcı olur. Günümüzde en kalın plakalar bile oksijenle değil, nitrojen-oksijen karışımıyla işleniyor. Yardımcı gaz akımı hala esas olarak, erimiş metali çentikten dışarı atan bir atıl gaz olan nitrojenden oluşur, ancak küçük bir oksijen kısmı, cürufsuz bir kenar için çentiği tabana getirmeye yardımcı olan kimyasal reaksiyonu sağlar.
Yüzey ile nozül arasındaki stand neredeyse yok olacak kadar küçük yapılmıştır; bunların tümü, nitrojen-oksijen karışımının amaçlandığı gibi çalışabilmesi için yardımcı gazların çentik boyunca laminer akışına izin verir. Hassas plaka kesiminde aşırı yardımcı gaz türbülansı, temiz lazer kesimin düşmanıdır.
İlk gaz karıştırma uygulamaları, kalın çelik için değil, alüminyumun çapaksız kesimi için on yıldan fazla bir süre önce ortaya çıktı. Nitrojen üretimi ve gaz karıştırma tedarikçisi olan Pewaukee, Wisconsin merkezli Liberty Systems'in başkanı Steve Albrecht, 2010'ların başında nitrojen-oksijen karışımlarının fiber lazerler için değil, 4 kW'lık CO2 için kullanıldığını hatırlıyor. 0,125-inç kalınlığında alüminyumu kesecek sistem.
Albrecht şöyle diyor: "Alüminyumun üstünde bir oksit tabakası var ve herhangi bir cüruf veya çapak oluşmasını önlemek için onu yakmanız gerekiyor. Uygulama mühendislerinin keşfettiği gibi, nitrojen destekli bir hava akımı ve bir doz oksijen, sert yüzeyleri ortadan kaldırmaya yardımcı oluyor." lazerle kesilmiş alüminyumun kenarlarındaki köpükleri gidermek için.
Alpharetta, Georgia'daki Witte Gas Control'ün başkanı David Bell, "Daha yumuşak bir malzeme olarak alüminyum, lazer kesim için bazı benzersiz özelliklere sahiptir" diyor ve şöyle devam ediyor: "Gaz karışımı faydalıdır. Alüminyumu oksijenle keserseniz yakarsınız. nitrojenle kesin, kenar çizgileri oluşur, ikisini karıştırın ve daha temiz bir kesim elde edin.
Fiber lazerler pazarı ele geçirmeye başladıkça ve mevcut güç artmaya devam ettikçe yardımcı gaz stratejileri de gelişmeye devam etti. Uygulama mühendisleri farklı nitrojen ve oksijen kombinasyonlarını denemeye başladı.
Albrecht'in hatırladığı gibi, mühendisler yüzde 20'ye yaklaşan oksijen seviyeleriyle iyi sonuçlar almaya başladığında, bu durum kesim için ultra kuru havanın kullanılmasının kapısını açtı. Bu, özellikle ilk fiber lazerlerin tükettiği yardımcı gaz miktarı göz önüne alındığında, üreticinin büyük miktarda tasarruf etmesini sağladı.
Albrecht şöyle diyor: "İlk 6 kW ve 8 kW'lık fiberler ortaya çıktığında, işte o zaman ultra kuru havayla kesme gerçekten yükselişe geçti.
Ancak fiber lazer gücü artmaya devam ettikçe yardımcı gaz stratejisi değişti. En yüksek güçlü fiber lazerlere yönelik kesme koşulları, düşük oksijen içeriğine sahip hassas nitrojen-oksijen karışımları etrafında oluşturuldu.
Lazer kesici OEM'ler, daha güçlü bir ışın etrafında yardımcı gazların düzgün bir laminer akışını elde etmek için farklı nozullar ve farklı yaklaşımlarla denemeler yapmaya başladı. Nozul tasarımları optimize edildi. Bazı nozul geometrileri gazı metalin üst kısmında hapseder. Diğer teknikler, yardımcı gaz sütununun etrafında hava "perdeleri" kullanır. Albrecht'in açıkladığı gibi, bu yöntemler makine üreticisine bağlıdır, ancak herkes aynı hedef doğrultusunda çalışmaktadır: parça başına en düşük maliyetle en iyi kesim kalitesini elde etmek. Bu, yardımcı gazların kullanımını ve özellikle kesim kalitesini ve hızını artırmak için en uygun karışımı bulmayı içerir.
