Cắt laser bằng khí nén là phương án tiết kiệm thay cho nitơ hoặc oxy. Phương án này giúp giảm chi phí và chủ động nguồn khí tại xưởng.
Cắt laser bằng khí nén là gì?
Cắt laser bằng khí nén là quá trình sử dụng dòng không khí có áp suất cao để đẩy kim loại nóng chảy ra khỏi khe cắt trong lúc tia laser gia công vật liệu.
Không khí thông thường chứa khoảng 78% nitơ và 21% oxy. Vì vậy, khí nén vừa có khả năng hỗ trợ đẩy kim loại nóng chảy tương tự nitơ, vừa có oxy tham gia vào phản ứng tại vùng cắt.
Khí hỗ trợ trong máy cắt laser có 3 nhiệm vụ chính:
- Đẩy kim loại nóng chảy ra khỏi khe cắt.
- Hỗ trợ duy trì quá trình cắt ổn định.
- Tác động trực tiếp đến màu sắc, độ sạch và mức oxy hóa của mép cắt.
Điểm khác biệt nằm ở thành phần khí. Nitơ gần như không phản ứng với kim loại trong vùng cắt nên tạo mép ít oxy hóa. Khí nén vẫn chứa oxy nên mép cắt có thể chuyển màu, xuất hiện lớp oxit hoặc tăng ba via tùy vật liệu và thông số máy.
Nói đơn giản: khí nén đổi một phần chất lượng bề mặt để lấy chi phí vận hành thấp hơn.
Vì sao nhiều xưởng chuyển sang cắt laser bằng khí nén?
Lý do chính là giảm chi phí khí hỗ trợ và chủ động sản xuất.
Với nitơ đóng chai, bình chứa hoặc nitơ lỏng, xưởng phải liên tục mua khí, lưu trữ và quản lý nguồn cung. Khi máy laser chạy nhiều giờ mỗi ngày, lượng khí tiêu thụ trở thành một khoản chi phí vận hành đáng kể.
Khí nén giải quyết vấn đề theo hướng khác: lấy không khí tại xưởng, nén lên áp suất cần thiết, sau đó sấy và lọc trước khi đưa vào đầu cắt.
Phương án này mang lại 3 lợi ích rõ nhất:
- Giảm lượng nitơ phải mua: đặc biệt với những đơn hàng không yêu cầu mép cắt sáng.
- Chủ động nguồn khí: máy nén hoạt động tại xưởng nên giảm phụ thuộc vào giao nhận bình khí.
- Phù hợp sản xuất liên tục: xưởng không phải dừng máy chỉ vì hết bình khí hỗ trợ.
Tuy nhiên, khí nén không phải nguồn khí miễn phí. Máy nén, máy sấy, bộ lọc và toàn bộ hệ thống xử lý khí đều tiêu thụ điện và cần bảo dưỡng.
Vì vậy, muốn biết khí nén có thực sự rẻ hay không phải tính trên chi phí một chi tiết hoàn thiện, chứ không chỉ nhìn vào giá của khí.
Cắt laser bằng khí nén tiết kiệm chi phí như thế nào?
Khí nén giảm chi phí chủ yếu bằng cách thay khoản tiền mua khí bằng chi phí điện và vận hành hệ thống máy nén.
Bạn có thể tính đơn giản như sau:
Chi phí khí nén mỗi giờ = tiền điện máy nén + khấu hao thiết bị + bảo trì.
Trong khi đó:
Chi phí nitơ mỗi giờ = lượng nitơ tiêu thụ × đơn giá khí + chi phí vận chuyển, lưu trữ và thuê thiết bị nếu có.
Đây mới là hai con số cần đặt cạnh nhau.
Ví dụ, một xưởng sử dụng nitơ với lưu lượng lớn trong nhiều ca sản xuất có khả năng tiết kiệm đáng kể khi chuyển các đơn hàng phù hợp sang khí nén. Ngược lại, xưởng chỉ chạy laser vài giờ mỗi ngày có thể mất khá lâu để bù lại khoản đầu tư máy nén cao áp và hệ thống xử lý khí.
Chất lượng cắt laser bằng khí nén như thế nào?
Chất lượng cắt bằng khí nén đáp ứng tốt nhiều chi tiết cơ khí thông thường, nhưng khó thay thế nitơ đối với sản phẩm yêu cầu cạnh sáng, sạch và hạn chế oxy hóa.
Nguyên nhân nằm ngay trong thành phần không khí. Khoảng 21% oxy trong khí nén có thể phản ứng với kim loại ở nhiệt độ cao.
Cắt thép carbon bằng khí nén
Khí nén có thể sử dụng cho thép carbon trong một số khoảng chiều dày và yêu cầu sản phẩm nhất định. Oxy trong khí nén tham gia phản ứng với kim loại nên quá trình cắt khác với khi dùng nitơ. Mép cắt thường có lớp oxy hóa và màu sắc không sáng như cắt bằng khí trơ.
Nếu chi tiết tiếp tục được mài, hàn hoặc gia công bề mặt thì nhược điểm này có thể chấp nhận được. Với thép carbon dày, oxy tinh khiết vẫn có lợi thế trong nhiều quy trình vì phản ứng oxy hóa sinh thêm nhiệt, hỗ trợ cắt vật liệu.
Cắt inox bằng khí nén
Khí nén cắt được inox, nhưng mép cắt thường khó sáng bằng khi sử dụng nitơ có độ tinh khiết cao.
Nếu chi tiết inox nằm bên trong cụm máy, tiếp tục hàn hoặc không yêu cầu thẩm mỹ cao, khí nén có thể là phương án hợp lý.
Nếu sản phẩm là mặt inox trang trí, vỏ thiết bị, đồ gia dụng hoặc chi tiết để lộ trực tiếp mép cắt, nitơ thường phù hợp hơn vì hạn chế oxy hóa và đổi màu.
Cắt nhôm bằng khí nén
Khí nén cũng được sử dụng khi cắt nhôm, đặc biệt trong những trường hợp yêu cầu bề mặt ở mức thông thường.
Tuy nhiên, thành phần oxy vẫn tác động đến bề mặt cắt. Khi chi tiết cần cạnh đẹp, ít xỉ và chất lượng ổn định trước các công đoạn sau, nitơ thường dễ kiểm soát hơn.
Cắt laser bằng khí nén được dày bao nhiêu?
Không có một giới hạn chiều dày chung cho mọi máy khi cắt bằng khí nén.
Khả năng cắt phụ thuộc đồng thời vào:
- Công suất nguồn laser.
- Loại vật liệu.
- Độ dày vật liệu.
- Thiết kế đầu cắt.
- Đường kính béc cắt.
- Áp suất và lưu lượng khí.
- Vị trí tiêu điểm.
- Tốc độ cắt.
- Chất lượng khí nén.
Muốn biết giới hạn thực tế, cần thử trực tiếp trên đúng máy, đúng vật liệu và đúng yêu cầu thành phẩm của xưởng.
Tiêu chuẩn máy nén khí dùng để cắt laser
Hệ thống cắt laser bằng khí nén phải cung cấp đủ áp suất, đủ lưu lượng và quan trọng nhất là khí sạch, khô, ổn định.
Một hệ thống cơ bản thường gồm:
- Máy nén khí.
- Bình tích khí.
- Máy sấy khí.
- Bộ tách nước.
- Hệ thống lọc hạt.
- Bộ lọc dầu và hơi dầu.
- Van điều áp.
- Đường ống đủ tiết diện.
- Thiết bị theo dõi áp suất.
Không nên lấy khí trực tiếp từ một máy nén khí thông thường rồi đưa thẳng vào đầu cắt.
Áp suất cao chưa đủ
Sai lầm phổ biến là chỉ nhìn vào áp suất tối đa của máy nén.
Máy có thể hiển thị đủ áp nhưng lưu lượng không đủ. Khi béc mở và máy bắt đầu cắt, áp suất tại đầu cắt giảm mạnh. Hậu quả là kim loại nóng chảy không được đẩy hết ra khỏi khe cắt và tạo ba via phía dưới.
Vì vậy, phải kiểm tra cả:
Áp suất làm việc + lưu lượng thực tế + mức sụt áp trên toàn hệ thống.
Áp suất yêu cầu cụ thể cần lấy theo bảng công nghệ của máy, vật liệu, chiều dày và loại béc đang sử dụng.
Khí phải sạch và khô
Nước, dầu và hạt bụi trong khí nén không chỉ làm đường cắt xấu.
Chúng còn có khả năng làm bẩn đường khí và ảnh hưởng đến các bộ phận quang học trong đầu cắt. Vì vậy, khí dùng cho cắt laser cần được sấy và lọc trước khi đi vào đầu cắt.
Đây là phần tôi cho rằng xưởng không nên tiết kiệm.
Một bộ lọc tốt rẻ hơn rất nhiều so với việc phải xử lý sự cố ở đầu cắt laser.
Các yếu tố cần kiểm tra trước khi đầu tư máy nén khí cắt laser
Bạn nên kiểm tra các yếu tố dưới đây trước khi quyết định chuyển sang khí nén.
Loại vật liệu
Tỷ lệ thép carbon, inox và nhôm trong đơn hàng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả đầu tư. Một xưởng chủ yếu cắt inox công nghiệp có nhu cầu hoàn toàn khác xưởng chuyên thép carbon dày.
Độ dày cắt thường xuyên
Đừng chọn máy nén theo tấm dày nhất mà xưởng từng cắt. Hãy xem nhóm chiều dày chiếm phần lớn số giờ vận hành. Đây mới là nhóm quyết định lưu lượng khí và hiệu quả kinh tế thực tế.
Máy nén có cấp đủ khí liên tục không?
Thông số cần kiểm tra không chỉ là công suất động cơ. Bạn cần biết áp suất tại điểm sử dụng, lưu lượng thực, chu kỳ tải, dung tích bình tích và mức sụt áp khi máy cắt chạy liên tục.
Hệ thống sấy và lọc có đạt yêu cầu không?
Đây là điều kiện bắt buộc khi dùng khí nén cho laser. Nếu khí còn nhiều nước hoặc dầu, tôi không khuyến nghị đưa trực tiếp vào hệ thống cắt chỉ để tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu.
EMC đơn vị cung cấp máy cắt laser, máy nén khí uy tín
EMC có 4 chi nhánh tại: Hà Nội, Hải Phòng, Thành Phồ Hồ Chí Minh, và Ninh Bình. EMC là đơn vị tiên phong tại Việt Nam chuyên sản xuất và cung cấp các dòng máy laser công suất cao, đặc biệt dòng công suất 30kW.
EMC cung cấp bảo hành, hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ, và kho phụ tùng nội địa sẵn có, đảm bảo thời gian dừng máy tối thiểu khi cần bảo trì hoặc sửa chữa. Liên hệ EMC để được tư vấn giải pháp phù hợp với dây chuyền sản xuất.
Thông Tin Liên Hệ
Hãy liên hệ ngay EMC để nhận báo giá các cấu hình tối ưu, đáp ứng chính xác nhu cầu sản xuất của bạn đối với dòng máy cắt laser fiber. Hoặc tham khảo thêm các dự án mà EMC đã lắp đặt.
Công Ty Cổ Phần Đầu Tư Công Nghệ EMC
- Website: https://hancatemc.com/
- Hotline: 0986 968 695
- Địa chỉ: Số 3, LK 27, Vân Canh HUD, xã Sơn Đồng, Hà Nội
- Nhà máy 1: Lô 29A, KCN Quang Minh, xã Quang Minh, Hà Nội
- Nhà Máy Số 2: KCN Khánh Phú, phường Đông Hoa Lư, Ninh Bình
- Chi nhánh Miền Nam : 515 Nguyễn Xiển, phường Long Bình, TP.HCM
- Chi nhánh Hải Phòng : 544 Đường 5/1, phường Hồng Bàng, Hải Phòng
