Giải pháp giải nhiệt khí lạnh cho béc cắt của máy cắt laser công suất lớn

Từ khi ra đời máy cắt laser fiber đã nhanh chóng trở thành công nghệ cắt kim loại hiện đại, hiệu quả và được ưu chuộng nhất.

Nếu như từ năm 2018 về trước nguồn laser fiber công suất chỉ dưới 6kW thì đến nay (năm 2023) công nghệ nguồn laser fiber đã phát triển rất nhanh chóng và đã đạt đến công suất 50kW. Trong thời gian ngắn nữa thôi nguồn laser fiber công suất 100kW sẽ sớm xuất hiện.

Từ năm 2019-2021 công nghệ nguồn laser fiber công suất lớn phát triển rất nhanh đến nổi các thiết bị phụ trợ như mỏ cắt laser, bộ điều khiển cnc… đã không theo kịp. Nên sự ổn định của máy cắt laser công suất lớn thời điểm đó còn chưa tốt. Chi phí đầu tư máy còn rất cao, cộng với chi phí vận hành, sửa chữa cũng rất cao, chất lượng đường cắt đối với kim loại dày chưa như kỳ vọng, nên thực sự chưa hiệu quả.

Điều may mắn là từ năm 2022 trở đi chất lượng của nguồn laser công suất lớn cũng như các thiết bị phụ trợ đã ngày càng được nâng cao và ổn định hơn trước. Điều tuyệt vời nữa là giá máy cắt laser đã giảm khoảng ½ so với trước. Nên đây sẽ là thời điểm thích hợp để đầu tư máy cắt laser fiber công suất lớn.

Máy cắt laser công suất lớn không chỉ cắt dày hơn mà còn nhanh hơn nên rất thích hợp cho ngành kết cấu thép, đóng tàu, sản xuất lò hơi, ngành chế tạo máy… và các ngành công nghiệp cơ khí cần cắt kim loại dày.

Mặc dù máy cắt laser công suất lớn có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số vấn đề. Khi cắt kim loại dày, béc cắt nhanh chóng bị nóng lên và biến dạng, làm cho chất lượng đường cắt trở nên xấu dần khi thời gian cắt kéo dài.

Cho nên nhiều máy cắt laser fiber công suất lớn, khi cắt vài mẫu thì rất đẹp, nhưng khi cắt sản xuất liên tục khoảng hơn 30 phút là chất lượng đường cắt bắt đầu giảm dần, do béc cắt dần bị nóng lên.

Mặc dù nhà sản xuất mỏ cắt laser đã có thiết kế đường thổi khí để làm mát cho béc cắt, nhưng như vậy là vẫn chưa đủ để giải nhiệt hiệu quả. Khi quan sát chúng ta sẽ thấy, khi cắt kim loại dày một thời gian béc cắt có thể bị nóng đỏ lên, nhiệt độ của béc cắt có thể lên đến vài trăm độ C.

Nguyên nhân chính của vấn đề này là do bức xạ nhiệt từ phôi đang cắt (nhiệt độ có thể lên hàng ngàn độ C), trong quá trình cắt, béc cắt chỉ cách tấm phôi khoảng 0,5-1,5mm nên béc cắt cũng sẽ nhanh chóng bị nóng lên. Điều này làm cho béc cắt bị biến dạng và đường cắt trở nên không đều, có sọc và răng cưa. Khi béc cắt bị hỏng nếu không kịp thời thay thế thì gương bảo vệ cũng sẽ nhanh chóng bị hỏng. Điều này làm chi chi vận hành tăng cao.

Trên thị trường cũng bắt đầu xuất hiện vòng tản nhiệt cho béc cắt laser. Vòng tản nhiệt này làm bằng đồng, có nhiều cánh tản nhiệt và có các lổ để thổi khí làm mát. Khi lắp vòng tản nhiệt này và thổi khí làm mát như thông thường thì hiệu quả có tốt hơn, nhưng khi cắt thời gian dài thì béc cắt vẫn còn rất nóng và chất lượng đường cắt cũng giảm. Vì vậy cần một giải pháp giải nhiệt tốt hơn cho béc cắt laser.

Giải pháp: Giải nhiệt khí lạnh cho máy cắt laser công suất lớn

Xuất phát từ những trăn trở làm thế nào để giữ cho chất lượng đường cắt của máy cắt laser công suất lớn luôn ổn định. Các kỹ sư của Sơn Vũ CNC đã thử rất nhiều giải pháp khác nhau để giải nhiệt cho béc cắt. Ban đầu dự định dùng nước lạnh từ chiller để giải nhiệt cho béc cắt, nhưng giải pháp này không thực hiện được do béc cắt cũng là đầu dò cảm biến điện dung của bộ điều khiển độ cao mỏ cắt tự động. Khi cho nước chảy qua béc cắt thì hệ thống dò độ cao lập tức báo lỗi và dừng máy.

Sau đó các kỹ sư đã làm một đế nhôm để nước lạnh từ chiller chảy qua và làm lạnh tấm nhôm. Sau đó cho dòng khí đi qua tấm nhôm để giảm nhiệt độ của đường khí xuống trước khi thổi ra để làm mát béc cắt. Nhưng giải pháp này chỉ hiệu quả được một thời gian ngắn, khi cho dòng nước lạnh đi qua tấm nhôm thì không lâu sau đó, trên tấm nhôm bắt đầu đọng sương, khi đường khí thổi qua nó mang theo hơi nước đọng trên tấm nhôm, lúc thổi đến béc cắt, hơi nước làm hệ thống dò độ cao của mỏ cắt, báo lỗi liên tục.

Tìm ra giải pháp giải nhiệt hiệu quả hơn cho béc cắt của máy cắt laser công suất lớn.

Sau rất nhiều thất bại nhưng không nản lòng, cuối cùng các kỹ sư của Sơn Vũ CNC cũng đã tìm ra giải pháp để làm lạnh khí trước khi thổi đến béc cắt mà không phải dùng đến chiller.

Các kỹ sư của Sơn Vũ CNC đã phát triển một hệ thống giải nhiệt khí lạnh bằng cách sử dụng vòng tản nhiệt và làm lạnh đường khí trước khi thổi ra để làm mát béc cắt.

Kết quả và lợi ích

Sau khi lắp hệ thống giải nhiệt khí lạnh cho béc cắt, hiệu quả đã được nhìn thấy rõ ràng. Béc cắt không bị cháy sạm và đen lại sau khi sử dụng trong thời gian dài, gương bảo vệ cũng không nhanh hỏng như trước. Điều này giúp tiết kiệm chi phí thay thế và bảo trì.

Từ trái qua: Béc cắt mới 100%, béc cắt sau khi cắt 30 phút khi chưa áp dụng giải pháp giải nhiệt khí lạnh và béc cắt sau khi cắt 120 phút khi áp dụng giải pháp giải nhiệt khí lạnh

Đường cắt cũng được cải thiện đáng kể, không bị xấu đi sau khi cắt một thời gian dài. Điều này cho phép việc cài đặt thông số để cắt trở nên dễ dàng hơn và linh hoạt hơn. Điều đặc biệt là máy có thể cắt được các vật liệu kim loại dày hơn mà trước đây không thể thực hiện.

Cắt tole dày 40mm trên máy cắt laser Sơn Vũ 6kW sau khi áp dụng giải pháp giải nhiệt khí lạnh cho béc cắt

Ứng dụng thực tế

Hiện nay, tất cả các máy cắt laser công suất lớn từ 6kW trở lên do Sơn Vũ CNC cung cấp đều được trang bị hệ thống giải nhiệt khí lạnh. Điều này giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của máy, đồng thời giảm thiểu sự hỏng hóc và giảm thiểu chi phí bảo trì.

Sản phẩm cắt laser từ 10 – 50mm trên máy cắt laser Sơn Vũ

Tổng quát, máy cắt laser công suất lớn là một giải pháp hiệu quả cho việc cắt kim loại. Với việc áp dụng giải pháp giải nhiệt khí lạnh, máy có thể hoạt động ổn định và cho kết quả cắt tốt trong thời gian dài. Nếu bạn đang tìm kiếm một công nghệ cắt kim loại tiên tiến, hãy xem xét sử dụng máy cắt laser công suất lớn của Sơn Vũ CNC.

Bạn có muốn biết thêm về máy cắt laser fiber công suất lớn và ứng dụng của nó? Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ nhé.