Blog

Stikstofvereisten voor lasersnijden

Wanneer precisie en schone randen belangrijk zijn, is stikstof het meest geschikte hulpgas voor lasersnijden. Maar het gaat niet alleen om het gebruik van stikstof, maar ook om het juiste gebruik ervan.

Van zuiverheid en druk tot debiet en instelling van de spuitmond, een reeks factoren beïnvloeden de prestaties, snijkwaliteit en bedrijfskosten. In dit artikel onderzoeken we de belangrijkste vereisten die u helpen om het meeste uit stikstof te halen in uw lasersnijproces.

Waarom stikstof gebruiken bij lasersnijden?

Stikstof wordt vaak verkozen boven zuurstof voor toepassingen waarbij snijkwaliteit en afwerking van cruciaal belang zijn. Dit is waarom:

 

  • Geen oxidatie: als inert gas verplaatst stikstof zuurstof in de snijzone, waardoor oxidatie en verkleuring van de snijrand worden voorkomen. Dit is vooral belangrijk voor roestvrij staal, aluminium en gecoate metalen.
  • Verbeterde randkwaliteit: de hogedrukstikstofstroom helpt gesmolten metaal uit de snede te verwijderen, wat resulteert in gladdere, braamvrije sneden die weinig tot geen nabewerking vereisen.
  • Veelzijdigheid van het materiaal: stikstof werkt goed in een reeks materialen en diktes, waardoor het een flexibele keuze is voor werkplaatsen die diverse snijtaken uitvoeren.

Bepaling van uw stikstofvereisten

Als het gaat om het stikstofverbruik bij lasersnijdenis er geen one-size-fits-all-antwoord. De hoeveelheid die u nodig hebt, hangt af van verschillende onderling verbonden factoren:
 

 

  • Materiaalsoort en -dikte: dikkere materialen vereisen een hoger debiet en meer druk. Bijvoorbeeld, het snijden van 10 mm roestvrij staal vereist aanzienlijk meer stikstof dan 1 mm aluminium.
  • Laservermogen en -snelheid: lasers met een hoog vermogen die op hogere snelheden werken, verbruiken doorgaans meer stikstof om de randkwaliteit te behouden.
  • Sproeiergrootte en gasdruk: deze zijn direct van invloed op de stroomsnelheden en de hoeveelheid stikstof die per minuut wordt gebruikt.

 

 

Om een ruwe benchmark te geven: een vezellaser van 2 kW kan overal tussen 20 en 40 Nm³/uur stikstof gebruiken, afhankelijk van het materiaal en de verwachte snijkwaliteit. Vermenigvuldig dit met de bedrijfsuren en het wordt duidelijk waarom een efficiënte stikstoftoevoer cruciaal is, niet alleen voor de prestaties, maar ook voor de kostenbeheersing.

High precision CNC gas cutting metal

Fine-tunen van de snijparameters

Zodra de stikstofbehoefte is geschat, is het de moeite waard om de instellingen die van invloed zijn op de gasprestaties en de snijkwaliteit nader te bekijken. Van gasdruk tot nozzlegeometrie, de juiste parameters maken een merkbaar verschil.
 

1. Gasdruk
De druk moet overeenkomen met zowel het type als de dikte van het materiaal. Roestvrij staal vereist vaak instellingen tussen 8 en 14 bar (116-203 psi). Voor dunnere metalen of polymeren kan een lagere druk voldoende zijn. Merk op dat deze trend omkeert met zuurstof, waarbij dunnere platen soms een hogere druk nodig hebben om te ontsteken.
 

2. Focuspositie
De positie van het laserfocuspunt verandert afhankelijk van het hulpgas. Bij het zagen met stikstof wordt het focuspunt meestal aan de onderkant van het materiaal ingesteld. Dit bevordert een efficiënte uitwerping van gesmolten metaal. Met zuurstof verschuift het brandpunt dichter naar het oppervlak, afhankelijk van de dikte.
 

3. Diameter spuitmond
Omdat het debiet toeneemt met het kwadraat van de diameter van de spuitmond, kunnen zelfs kleine aanpassingen het stikstofverbruik aanzienlijk beïnvloeden. Een iets groter mondstuk kan een lagere druk mogelijk maken zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit van het gas en de kosten op de lange termijn.
 

4. Uitlijning van de spuitmond
Verkeerd uitgelijnde sproeiers kunnen de snijkwaliteit aantasten. Voor schone, consistente randen moet de gasstraal coaxiaal met de laserstraal zijn. Een correcte uitlijning zorgt ervoor dat het hulpgas de balk afschermt en gesmolten materiaal effectief afvoert. Toch kunnen bepaalde off-axiale configuraties nuttig zijn in nichetoepassingen.
 

5. Afstand bepalen
Dit is de ruimte tussen de tip van de sproeier en het werkstuk. Een kortere afstand verbetert de gasstroom en de snijnauwkeurigheid. In de meeste gevallen moet deze kleiner zijn dan de diameter van het mondstuk. Langere afstanden hebben de neiging tot turbulentie, waardoor de randkwaliteit afneemt.

Stikstofzuiverheid: hoe schoon is schoon genoeg?

De zuiverheid van stikstof is belangrijk. Een hogere zuiverheid betekent minder risico op oxidatie en een betere oppervlakteafwerking, vooral op roestvrij staal of gepolijste metalen.

 

  • Standaard zuiverheidsniveaus voor lasersnijden variëren doorgaans van 99,99% tot 99,999%.
  • Ultrahoge zuiverheid levert schonere resultaten op, maar heeft ook zijn kosten. In veel gevallen is 99,99% meer dan voldoende.

 

Het in evenwicht brengen van zuiverheid met prestaties en budget maakt deel uit van het optimaliseren van uw snijopstelling.

Stikstoftoevoer: in flessen vs. productie op locatie

De manier waarop u stikstof aanschaft, is ook van invloed op de operationele efficiëntie. Over het algemeen heb je twee opties:
 

1. Toevoer van stikstof in flessen of vloeibare stikstof
Deze methode kan goed werken voor activiteiten met een laag volume of wanneer af en toe een hoge zuiverheid vereist is. Maar het gaat gepaard met terugkerende leveringskosten, huurkosten en mogelijke leveringsonderbrekingen.
 

2. Opwekking van stikstof op locatie
Het genereren van uw eigen stikstof - gewoonlijk via Pressure Swing Adsorption (PSA)-systemen - biedt verschillende voordelen:

 

  • Lagere kosten op lange termijn
  • Geen afhankelijkheid van externe leveringen
  • Consistente, continue beschikbaarheid van stikstof
  • Kleinere ecologische voetafdruk

 

Voor werkplaatsen met een constante of hoge stikstofvraag kan opwekking op locatie de totale eigendomskosten aanzienlijk verlagen en tegelijkertijd een betere controle bieden over de zuiverheid en stroom.

PSA nitrogen generators family

Neem contact op

Wilt u uw lasersnijinstallatie optimaliseren? Neem contact met ons op om de beste stikstofoplossingen voor uw toepassing te ontdekken, van zuiverheid tot productie op locatie.