eagle 20kw źle tnie na mixie

[bogus1278]

Witam, czy ktoś może powiedzieć czy miał podobny problem oraz zna rozwiązanie? Mamy laser eagle 20kw i mamy problem z cięciem mixem(n2+o2) Miało być piękne i szybkie cięcie stali 12-20 mm a jest jedna wielka klapa ponieważ nie możemy go optymalnie ustawić. Laser przy pierwszych elementach może i tnie w miarę ale po 15 minutach cięcia zaczyna robić to źle i to nie jest kwestia gorącej blachy czy coś. Serwis przyjeżdżał i sam próbował, wymieniali głowicę i ustawiali parametry. Niby właśnie na pierwszych idzie ok a później zaczynają się schody. Ma ktoś może optymalne parametry do cięcia lub zna przyczynę tego bubla? Może jakiś wadliwy egzemplarz? albo serwis do d..py? Przecież nikt nie będzie kupował blachy laserowej do cięcia usług? Pozdrawiam.

[nicek]

W mojej opinii przedstawiony opis jest klasycznym przykładem thermal lensingu czyli soczewkowana termicznego.
Jest to zjawisko polegające na zmianie długości ogniskowej elementów optycznych pod wpływem temperatury generowanej przez przechodzący przez nie promień lasera.
Niektórzy określają to jako focal shift ponieważ skutkuje ono przesunięciem punktu skupienia wiązki laserowej pod wpływem dużej mocy lasera przechodzącej przez np. soczewkę.
Ale nie tylko soczewki poddają się temu zjawisku. Również szkiełka ochronne czy kwarc światłowodu, który jest nominalnie płaski staje się soczewką pod wpływem gradientowego rozkładu temperatury, gdzie zawsze promień lasera najbardziej nagrzewa centralną część elementu optycznego, a najsłabiej na brzegach.
Szkło kwarcowe, z którego wykonane są elementy optyczne w głowicy jest jednocześnie słabym przewodnikiem ciepła i ma pewną pojemność cieplną co powoduje, że proces nagrzewania się może trwa właśnie kilka czy kilkanaście minut zanim zaczną być widoczne niekorzystne efekty tego zjawiska.
Zatem ustawiony poprawnie na zimnej optyce poziom skupienia początkowo powoduje poprawne cięcie, ale z czasem optyka rozgrzewa się i punkt skupienia oddala się od optymalnego poziomu, co powoduje pogarszanie się jakości cięcia, często aż do jego całkowitego przerwania.

Na intensywność tego zjawiska ma wpływ jakość optyki, jej czystość i moc lasera.
Jakość optyki to głównie jakość materiału z którego jest ona wykonana oraz jakość warstw antyrefleksyjnych pokrywających każdą powierzchnię optyczną.
Jednak nawet w idealnej soczewce występują pewne straty, które zawsze skutkują w jakimś stopniu jej nagrzewaniem.
Nagrzewanie to potęgowane jest zanieczyszczeniami powierzchni optycznych. Te zanieczyszczenia zawsze w większym lub mniejszym stopniu znajdują się na soczewce nawet jeśli wygląda ona na idealnie czystą.
Zanieczyszczenia te pochodzą z procesu produkcyjnego lub z samego procesu ich czyszczenia.
Również warunki przemysłowe w jakich instalowana jest głowica nie zapewniają laboratoryjnej czystości powietrza i zawieszone w nim niewidoczne gołym okiem cząstki osiadają na powierzchniach optycznych.
Cząstki te pod wpływem dużych mocy lasera mogą wtapiać się w powierzchnie optyczne uszkadzając ją i potęgując grzanie się optyki.

Jednak najważniejszym czynnikiem uwidaczniającym te wszystkie efekty jest moc lasera.
Thermal lensing występuje zawsze, jednak przy mniejszych mocach zjawisko to jest niezauważalne i wielu użytkowników nawet nie wie o jego istnieniu ponieważ przesunięcie punktu skupienia o pojedyncze dziesiąte części milimetra nie wpłynie na jakość cięcia.
Natomiast przy wielkich mocach nagrzewanie optyki może być na tyle intensywne że punkt skupienia będzie się przesuwał nawet o kilka milimetrów co już może być katastrofalne dla procesu cięcia.

Rozwiązaniem może być oczywiście zmniejszenie mocy ale wówczas ograniczamy maksymalną grubość cięcia, którą możemy uzyskać w azocie, a jest to grubość w milimetrach odpowiadająca mocy w kilowatach.
Jeśli moc lasera zmniejszymy z 20 do 10kW to prawdopodobnie efekt thermal lensingu znacznie się zmniejszy lub stanie się niezauważalny ale ograniczymy się do cięcia w azocie blachy do 10mm. Powyżej tej grubości będziemy już musieli ciąć w tlenie.
Jednak cięcie w tlenie nie może być wykonywane ze zbyt dużą mocą ponieważ przy cięciu w tlenie powyżej pewnej mocy prędkość cięcia już nie rośnie, a jakość cięcia może nawet spadać. Rozsądną granicą ciecia w tlenie jest moc na poziomie 8kW.

Co zatem można zrobić? Można oczywiście ciąć przez 10 minut, a następnie przerwać cięcie, poczekać na ostygnięcia optyki i kontynuować, ale wówczas wydajność spadnie nam np. o połowę, co jest oczywiście absurdem ponieważ nie po to wydaliśmy kilka milionów więcej na laser 20kW aby nie móc wykorzystać tej mocy.

Problem z ogromnymi mocami laserów jest jednak nieco szerszy, ponieważ wzrost wydajności lasera wraz ze wzrostem mocy nie jest liniowy. Największe przyrosty wydajności przy zwiększaniu mocy uzyskuje się przy najmniejszych mocach. Przykładowo dołożenie do lasera o mocy 2kW kolejnych 2kW powoduje zwiększenie wydajności niemal o 100%, a dołożenie 2kW do 10kW często nie daje już prawie nic.
Dzieje się tak ponieważ przy niskich mocach czas samego procesu cięcia gdy laser emituje wiązkę jest lwią częścią czasu pracy lasera podczas całej zmiany. Natomiast gdy laser dzięki ogromnej mocy może ciąć wielokrotnie szybciej to inne czynniki pochłaniające czas zaczynają dominować.
Zwiększając moc źródła nie przyspieszamy ruchów ustawczych, zmiany palet i czasów przygotowawczych. Nie skracamy pracownikom przerwy śniadaniowej ani czasu na konserwacje i czyszczenie maszyny.

W świetle powyższego w mojej opinii zaletą stosowania ogromnych mocy pozostaje jedynie możliwość cięcia grubszych blach w azocie, jednak często opisane powyżej zjawiska nie pozwalają na przemysłowe wykorzystanie tego procesu z powodu jego niestabilności. Awarie i przestoje spowodowane thermal lensingiem, spalonymi soczewkami czy światłowodami z naddatkiem niweczą potencjalne zyski z użycia tak dużych mocy.

[bogus1278]

W mojej opinii przedstawiony opis jest klasycznym przykładem thermal lensingu czyli soczewkowana termicznego.
Jest to zjawisko polegające na zmianie długości ogniskowej elementów optycznych pod wpływem temperatury generowanej przez przechodzący przez nie promień lasera.
Niektórzy określają to jako focal shift ponieważ skutkuje ono przesunięciem punktu skupienia wiązki laserowej pod wpływem dużej mocy lasera przechodzącej przez np. soczewkę.
Ale nie tylko soczewki poddają się temu zjawisku. Również szkiełka ochronne czy kwarc światłowodu, który jest nominalnie płaski staje się soczewką pod wpływem gradientowego rozkładu temperatury, gdzie zawsze promień lasera najbardziej nagrzewa centralną część elementu optycznego, a najsłabiej na brzegach.
Szkło kwarcowe, z którego wykonane są elementy optyczne w głowicy jest jednocześnie słabym przewodnikiem ciepła i ma pewną pojemność cieplną co powoduje, że proces nagrzewania się może trwa właśnie kilka czy kilkanaście minut zanim zaczną być widoczne niekorzystne efekty tego zjawiska.
Zatem ustawiony poprawnie na zimnej optyce poziom skupienia początkowo powoduje poprawne cięcie, ale z czasem optyka rozgrzewa się i punkt skupienia oddala się od optymalnego poziomu, co powoduje pogarszanie się jakości cięcia, często aż do jego całkowitego przerwania.

Na intensywność tego zjawiska ma wpływ jakość optyki, jej czystość i moc lasera.
Jakość optyki to głównie jakość materiału z którego jest ona wykonana oraz jakość warstw antyrefleksyjnych pokrywających każdą powierzchnię optyczną.
Jednak nawet w idealnej soczewce występują pewne straty, które zawsze skutkują w jakimś stopniu jej nagrzewaniem.
Nagrzewanie to potęgowane jest zanieczyszczeniami powierzchni optycznych. Te zanieczyszczenia zawsze w większym lub mniejszym stopniu znajdują się na soczewce nawet jeśli wygląda ona na idealnie czystą.
Zanieczyszczenia te pochodzą z procesu produkcyjnego lub z samego procesu ich czyszczenia.
Również warunki przemysłowe w jakich instalowana jest głowica nie zapewniają laboratoryjnej czystości powietrza i zawieszone w nim niewidoczne gołym okiem cząstki osiadają na powierzchniach optycznych.
Cząstki te pod wpływem dużych mocy lasera mogą wtapiać się w powierzchnie optyczne uszkadzając ją i potęgując grzanie się optyki.

Jednak najważniejszym czynnikiem uwidaczniającym te wszystkie efekty jest moc lasera.
Thermal lensing występuje zawsze, jednak przy mniejszych mocach zjawisko to jest niezauważalne i wielu użytkowników nawet nie wie o jego istnieniu ponieważ przesunięcie punktu skupienia o pojedyncze dziesiąte części milimetra nie wpłynie na jakość cięcia.
Natomiast przy wielkich mocach nagrzewanie optyki może być na tyle intensywne że punkt skupienia będzie się przesuwał nawet o kilka milimetrów co już może być katastrofalne dla procesu cięcia.

Rozwiązaniem może być oczywiście zmniejszenie mocy ale wówczas ograniczamy maksymalną grubość cięcia, którą możemy uzyskać w azocie, a jest to grubość w milimetrach odpowiadająca mocy w kilowatach.
Jeśli moc lasera zmniejszymy z 20 do 10kW to prawdopodobnie efekt thermal lensingu znacznie się zmniejszy lub stanie się niezauważalny ale ograniczymy się do cięcia w azocie blachy do 10mm. Powyżej tej grubości będziemy już musieli ciąć w tlenie.
Jednak cięcie w tlenie nie może być wykonywane ze zbyt dużą mocą ponieważ przy cięciu w tlenie powyżej pewnej mocy prędkość cięcia już nie rośnie, a jakość cięcia może nawet spadać. Rozsądną granicą ciecia w tlenie jest moc na poziomie 8kW.

Co zatem można zrobić? Można oczywiście ciąć przez 10 minut, a następnie przerwać cięcie, poczekać na ostygnięcia optyki i kontynuować, ale wówczas wydajność spadnie nam np. o połowę, co jest oczywiście absurdem ponieważ nie po to wydaliśmy kilka milionów więcej na laser 20kW aby nie móc wykorzystać tej mocy.

Problem z ogromnymi mocami laserów jest jednak nieco szerszy, ponieważ wzrost wydajności lasera wraz ze wzrostem mocy nie jest liniowy. Największe przyrosty wydajności przy zwiększaniu mocy uzyskuje się przy najmniejszych mocach. Przykładowo dołożenie do lasera o mocy 2kW kolejnych 2kW powoduje zwiększenie wydajności niemal o 100%, a dołożenie 2kW do 10kW często nie daje już prawie nic.
Dzieje się tak ponieważ przy niskich mocach czas samego procesu cięcia gdy laser emituje wiązkę jest lwią częścią czasu pracy lasera podczas całej zmiany. Natomiast gdy laser dzięki ogromnej mocy może ciąć wielokrotnie szybciej to inne czynniki pochłaniające czas zaczynają dominować.
Zwiększając moc źródła nie przyspieszamy ruchów ustawczych, zmiany palet i czasów przygotowawczych. Nie skracamy pracownikom przerwy śniadaniowej ani czasu na konserwacje i czyszczenie maszyny.

W świetle powyższego w mojej opinii zaletą stosowania ogromnych mocy pozostaje jedynie możliwość cięcia grubszych blach w azocie, jednak często opisane powyżej zjawiska nie pozwalają na przemysłowe wykorzystanie tego procesu z powodu jego niestabilności. Awarie i przestoje spowodowane thermal lensingiem, spalonymi soczewkami czy światłowodami z naddatkiem niweczą potencjalne zyski z użycia tak dużych mocy.

Dziękuję za tak wyczerpującą wypowiedź jednak problem polegał po prostu na oprogramowaniu stosowanym do obróbki wypalanych elementów. Zmiana oprogramowania na konkurencyjne wyeliminowała wszelkie niezgodności cięcia i teraz palenie #20 mixem to przyjemność. Palenie tlenem nawet #80-85 nie robi teraz problemu chociaż parametry są do dużo mniejszej blachy, jednak 20kw robi swoje. Czasami tak mały, mylnie nieistotny element jak obróbka dxf może tyle narozrabiać. Pozdrawiam.

[nicek]

A jakie było to pierwsze oprogramowanie i na jakie zostało zmienione?
I na czym polega obróbka dxf pozwalająca na wyeliminowanie problemu z dobrym cięciem tylko pierwszych sztuk?