Cięcie rur laserem światłowodowym to dzisiaj jedna z najnowocześniejszych metod obróbki elementów cylindrycznych. W porównaniu z tradycyjnymi technikami, takimi jak piłowanie czy cięcie plazmowe, technologia światłowodowa zapewnia wyższą prędkość, niemal zerową strefę wpływu ciepła oraz jakość krawędzi pozwalającą na bezpośrednie montowanie bez dalszej obróbki. W tym artykule przyjrzymy się zasadom działania, doborowi parametrów i praktycznym wskazówkom, jak w pełni wykorzystać zalety maszyn z serii NS o mocach od 1 000 W do 15 000 W.
Zrozumieć naturę wiązki światłowodowej
Serce każdej maszyny do cięcia rur stanowi źródło lasera światłowodowego. Wiązka o długości fali około 1,07 µm jest kierowana do głowicy tnącej za pomocą giętkiego włókna – to właśnie stąd bierze się nazwa „światłowodowy”. W głowicy znajdują się soczewki skupiające energię w bardzo wąskim punkcie, co pozwala na stopienie lub odparowanie materiału z ogromną precyzją. Dzięki wysokiej sprawności konwersji energii elektrycznej na optyczną (do 40 %) koszty eksploatacji są znacznie niższe niż w przypadku laserów CO₂, a konserwacja ogranicza się głównie do wymiany filtrów i okresowego czyszczenia optyki.
Przygotowanie rury i ustawienia wstępne
Przed uruchomieniem procesu kluczowe jest odpowiednie przygotowanie materiału. Rura powinna być wolna od rdzy, lakieru czy oleju – zabrudzenia mogą nie tylko pogorszyć jakość cięcia, ale także skrócić żywotność soczewek. Użycie prostego odtłuszczania chemicznego lub szorstkowania rozciąga interwały serwisowe. Po oczyszczeniu przychodzi pora na centrowanie elementu w uchwytach rotatora: solidne, boczne uchwyty maszyn serii NS zapewniają stabilne podparcie rur o masie nawet do 1,6 t, umożliwiając płynną rotację do 100 obr./min. Precyzyjne ustawienie osi rury względem głowicy gwarantuje również równomierne rozłożenie energii lasera i stabilną jakość cięcia na całej długości.
Dobór gazu pomocniczego i mocy lasera
Cięcie rur zwykle odbywa się z wykorzystaniem azotu lub tlenu jako gazu pomocniczego. Azot, pracując pod ciśnieniem rzędu 10–15 bar, minimalizuje utlenianie krawędzi, dzięki czemu stal nierdzewna czy aluminium uzyskują lustrzaną powierzchnię po przecięciu. Tlen natomiast przyspiesza cięcie stali węglowej, zwłaszcza przy grubościach powyżej 10 mm, choć kosztem nieco szerszej strefy wpływu ciepła. W praktyce moc lasera (od 1 kW do 15 kW) dobieramy do grubości ścianki: cienkie rurki (do 5 mm stali nierdzewnej lub do 3 mm aluminium) obsłuży moc 1 kW, natomiast cięcie stali węglowej o grubości 25 mm czy aluminium do 20 mm będzie wymagać lasera 6 kW lub mocniejszego. Taki wachlarz mocy pozwala zachować idealną równowagę między prędkością cięcia a jakością krawędzi.
Przebieg procesu cięcia i kontrola jakości
Po załadowaniu rury system CNC automatycznie centrowany i mierzy ewentualne odchyły geometryczne. Pierwszym etapem jest niskoprzepływowe przebicie (piercing) – szczególnie przy grubościach powyżej 3 mm, realizowane wiązką pulsacyjną, by uniknąć nadmiernego odkształcenia. Następnie następuje właściwe cięcie, podczas którego rotator obraca rurę pod stałym momentem, a głowica porusza się wzdłuż zaprogramowanej ścieżki. Kamery wizyjne oraz czujniki podczerwieni na bieżąco monitorują kształt i temperaturę, a oprogramowanie samoczynnie koryguje parametry wiązki, zapewniając powtarzalność i minimalizując odrzuty.
Bezpieczeństwo, konserwacja i ergonomia
Maszyny serii NS wyposażono w liczne zabezpieczenia – od czujników kolizji, które natychmiast zatrzymują ruch, po blokady drzwi chroniące przed niepożądanym dostępem do obszaru cięcia. Operatorzy korzystają z okularów ochronnych przystosowanych do długości fali światłowodowej, a całe stanowisko zamknięte jest w metalowej obudowie z filtrami na wlotach i wylotach powietrza. Automatyczne smarowanie prowadnic i monitoring ciśnienia gazów wydłużają okresy międzyprzeglądowe, a system klimatyzacji wnętrza maszyny utrzymuje stałą temperaturę i wilgotność, co przekłada się na niezmienne parametry pracy nawet przy wielogodzinnych zmianach.
Zastosowania w różnych branżach
Elastyczność cięcia rur i profili światłowodem sprawia, że technologia ta zdobywa coraz więcej zastosowań. W motoryzacji służy do obróbki wydechów i ram, w przemyśle lotniczym – kadłubów i elementów konstrukcyjnych, w budownictwie – prefabrykatów instalacji HVAC, a w przemyśle lekko maszynowym – cienkościennych komponentów medycznych. Te same maszyny znakomicie radzą sobie z miedzią, mosiądzem, brązem czy tytanem, co otwiera dodatkowe możliwości w produkcji biżuterii czy komponentów elektronicznych.
Ekonomia procesu – oszczędność czasu i materiału
Dzięki bezodpadowemu cięciu, osiąganemu przez ultra-precyzyjną geometrię krawędzi, niemal cały materiał jest wykorzystywany zgodnie z założeniami programu. Szybkość obróbki sięgająca nawet kilkunastu metrów na minutę pozwala skrócić cykle produkcyjne, a ograniczone zużycie energii i niewielkie koszty serwisu sprawiają, że zwrot z inwestycji następuje znacznie szybciej niż w przypadku starszych technologii. Stała wydajność i minimalne przestoje to kolejne atuty, na które warto zwrócić uwagę przy planowaniu długoterminowej działalności produkcyjnej.
Podsumowując, cięcie rur laserami światłowodowymi z serii NS łączy w sobie szybkość, precyzję i oszczędność materiału. Odpowiednie przygotowanie rury, dobór gazu i mocy, a także regularna konserwacja gwarantują najwyższą jakość krawędzi i stabilność procesu. Niezależnie od branży, w której działasz, ta technologia pozwala zrealizować nawet najbardziej wymagające projekty z zachowaniem pełnej powtarzalności i bezpieczeństwa. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o optymalnym doborze parametrów czy integracji maszyny w Twojej linii produkcyjnej, jesteśmy do dyspozycji!
Artykuł sponsorowany
