Trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa 4.0 đang ngày càng phát triển như hiện tại, các dòng máy cắt laser fiber đang chiếm ưu thế vượt trội hơn hẳn trong mắt các nhà đầu tư bởi tính hiệu quả, tiện lợi cộng với việc tiết kiệm được nhiều chi phí trong quá trình sản xuất kinh doanh.
1. Máy cắt laser fiber là gì?
Tia Laser Fiber ( hay còn gọi là laser sợi quang ) được tạo ra từ nhà vật lý Elias Snitzer vào năm 1961 và trình diễn năm 1963. Tuy nhiên, các nhu cầu thực sự và được áp dụng vào thương mại rộng rãi chỉ bắt đầu từ những năm 1990.
Máy cắt laser fiber chuyên dùng để cắt kim loại, là công nghệ hiện đại cho ra thành phẩm với chất lượng cao nhất hiện nay trên thị trường. Các tia sáng sẽ được khuếch đại và hội tụ lại trên mặt vật liệu thông qua thấu kính. Tập hợp những tia sáng hội tụ lại một điểm sẽ làm nóng chảy vật liệu kim loại và được dòng khí thổi bay để tạo ra các đường cắt trên vật liệu.
Nếu so sánh với các dòng máy laser hiện có thì năng suất hoạt động của máy laser fiber gấp 10 lần so với máy laser CO2, hiệu suất chuyển đổi gấp 6 lần so với công nghệ laser YAG. Chi phí vận hành, bảo trì bảo dưỡng của máy laser fiber rất thấp.
2. Cấu tạo của máy cắt laser fiber
Trước khi xuống tiền để đầu tư mua máy cắt laser fiber, quý khách cần phải cơ bản nắm rõ được cấu tạo của máy như thế nào. Đa số các dòng máy cắt fiber trên thị trường hiện nay đều có cấu tạo từ hàng trăm linh kiện từ nhỏ đến lớn ghép lại. Để dễ dàng hơn thì chúng ta cần hiểu rõ về các bộ phận chính quyết định đế chất lượng của máy laser fiber như sau:
2.1. Nguồn cắt laser fiber
Đây là bộ phận quan trọng nhất của máy cắt laser fiber, chiếm hơn 50% tổng giá trị của máy. Tốc độ cắt nhanh hay chậm, cắt được độ dày mỏng hay lớn, vật liệu sau khi cắt đẹp hay xấu đều phụ thuộc vào nguồn laser có chất lượng cao hay không.
Có rất nhiều loại nguồn cắt trên thị trường với các nhà cung cấp như Raycus, IPG, Max, JPT, Trumf, SPI, nLight… Tuy nhiên, nguồn Raycus ( của Trung Quốc ) và IPG ( của Mỹ ) được đánh giá là thông dụng, phổ biến và tốt nhất hiện nay.
2.2. Đầu cắt Fiber Laser
Linh kiện quan trọng thứ 2 chính là đầu cắt Fiber Laser. Có khá nhiều nhà cung cấp đầu cắt fiber laser với đủ mẫu mã đa dạng, tuy nhiên đầu cắt Raytools Thụy Sỹ ( được sản xuất ở Trung Quốc ) và đầu cắt WSX của Trung Quốc đang được sử dụng nhiều nhất với chất lượng và mức giá gần như tương đương nhau. Cả 2 loại đầu cắt này đều có chế độ chỉnh tiêu cự bằng tay cũng như chỉnh tiêu cự tự động ( Auto Focus ).
2.3. Khung máy và bàn cắt
Khung máy thường được làm theo 2 dạng: Khung thép tấm và khung thép hộp dày từ 10-16mm được hàn lại với nhau. Những dòng máy có công suất laser và kích thước nhỏ thường dùng khung thép hộp để có giá thành tốt hơn. Với các dòng máy cắt laser công suất lớn đều sử dụng khung thép tấm, có độ cứng vững chắc và độ bền lâu dài theo thời gian, không bị rung lắc hay phát sinh tiếng ồn trong lúc làm việc.
Bàn cắt là nơi để các vật liệu cùng với các thanh dẫn hướng, nên bàn cắt cần được gia cố chắc chắn tránh việc sai số kỹ thuật về sau này. Bàn máy được ram ủ nhiệt ở nhiệt độ 600 độ C cẩn thận trước khi hàn để có sự ổn định lâu dài. Cả khung máy và bàn cắt phải được làm thành nguyên khối rắn chắc để đạt được chất lượng cao trong quá trình vận hành, tránh xảy ra lỗi khi cắt vật liệu.
2.4. Ray dẫn hướng, bánh răng
Ray dẫn hướng kết hợp với bánh răng có nhiệm vụ định hướng chuyển động của dầm ngang theo trục X, cụm trục chính theo trục Y, đầu cắt theo trục Z, thường được sử dụng thương hiệu uy tín THK của Nhật Bản giúp vận hành máy nhẹ, êm, chính xác và độ bền cao.
2.5. Động cơ Servo
Để di chuyển đầu cắt hoạt động linh hoạt thì máy cắt laser fiber cần sử dụng động cơ Servo. Các loại động cơ servo tốt nhất có thể sử dụng là động cơ Servo Schneider – Pháp, YASKAWA – Nhật, Panasonic – Nhật…
3. Công dụng của máy cắt laser fiber
Với chất lượng cắt vật liệu có độ chính xác rất cao nên ứng dụng của máy rất rộng và nhiều, phổ biến trong các ngành nghề như:
– Ứng dụng trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo máy: máy cắt fiber có thể tạo ra các chi tiết theo những khuôn mẫu tinh xảo với chất lượng sản phẩm tốt và độ chính xác cao. Những sản phẩm tạo ra sẽ đúng yêu cầu bản vẽ của người thiết kế.
– Ứng dụng trong sản xuất thiết bị công nghiệp, thiết bị y tế, chế tạo ô tô – xe máy – đóng tàu: phương pháp cắt fiber laser dễ dàng tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao như linh kiện ô tô, chi tiết máy, gia công được những chi tiết phức tạp mà khó có loại máy nào làm được.
– Ứng dụng trong trang trí nội thất, ngoại thất: Máy cắt laser fiber có thể tạo ra những sản phẩm mang tính thẩm mỹ cao với những đường nét hoa văn và họa tiết cực đẹp như: vách ngăn CNC, cầu thang, lan can, tranh cắt, sản phẩm trang trí trong nhà và các chi tiết cầu kỳ khác. Những sản phẩm này rất thích hợp ứng dụng trong các căn hộ, biệt thự sang trọng hay những tòa nhà cao cấp.
– Ứng dụng trong ngành xây dựng: loại máy cắt fiber laser có thể gia công được kim loại tấm, cắt ống tròn, ống vuông, ống tam giác… nên sản phẩm của máy được sử dụng nhiều trong xây dựng.
– Sản phẩm sắt mỹ thuật: Máy cắt fiber laser có thể xử lý các chi tiết tinh xảo nhất hiện nay, máy cho phép cắt các vật liệu sắt mỹ thuật đẹp, đáp ứng được nhu cầu thẩm mỹ ngày càng cao của người sử dụng.
– Ứng dụng trong ngành điện tử: với công nghệ Fiber Laser thì các linh kiện điện tử cũng không còn là khó khăn nữa.
– Ứng dụng sản xuất trong ngành quảng cáo: biển quảng cáo, biển số nhà, biển số xe, và các sản phẩm quảng cáo khác.
4. Ưu điểm mà máy cắt laser fiber mang lại
– Chùm tia laser fiber hội tụ tại điểm cắt rất nhỏ, nên sản phẩm cắt ra có đường cắt đẹp, tinh xảo, độ chính xác cao, không bị cháy xám, không bị bavia, đỡ tốn chi phí gia công lại.
– Máy cắt laser fiber có tốc độ cắt nhanh, từ đó giúp doanh nghiệp tăng năng suất. Mặt khác, sản phẩm sau khi cắt không cần phải qua gia công xử lý lại nhiều nên tiết kiệm được chi phí.
– Chi phí vận hành bảo trì, bảo dưỡng thấp, tiêu hao năng lượng ít, tiết kiệm điện năng. So với phương pháp cắt bằng laser CO2, Laser YAG thì Laser Fiber vượt trội hơn hẳn.
– Máy có thể cắt được trên nhiều vật liệu kim loại khác nhau như: titan, sắt, thép, nhôm, đồng, inox, tôn, kẽm…
– Máy cắt fiber có thể cắt được các chi tiết nhỏ (kích thước chỉ 10mm), các chi tiết phức tạp nhất.
– Cách vận hành máy fiber laser khá đơn giản.
5. Máy cắt laser fiber có cắt được tất cả các vật liệu không?
Câu trả lời là không. Máy laser fiber chỉ có thể cắt được các vật liệu được làm bằng kim loại như: inox, sắt, thép, đồng, nhôm, kẽm, tôn,titan… Còn những vật liệu làm bằng phi kim loại như: gỗ, mica, vải, da, kính thủy tinh… thì không thể cắt được. Bởi nguyên lý hoạt động của máy cắt là tia Laser được khuếch đại làm nóng chảy kim loại thì đối với các vật liệu phi kim thì điều này là không thể.
6. Những việc nên tránh gặp khi mua máy cắt laser fiber
6.1. Nguồn Fiber Laser báo lỗi
Đây là bộ phận đắt tiền và quan trọng nhất của máy fiber laser, khi mua cần test kỹ xem nguồn laser có bị trục trặc, nhiễu hoặc không hoạt động. Trong trường hợp bị nhiễu thì đèn sẽ báo lỗi màu đỏ trên bộ nguồn, lúc này hệ thống quản lí sẽ có thông báo lỗi “P/S ERROR”. Vì vậy khi lắp đặt cần chú ý lựa chọn phương pháp chống nhiễu phù hợp.
6.2. Đường cắt không đứt hoặc bị bavia
Nguyên nhân có thể do thiếu áp suất khí, có thể do hết khí, đường dẫn dẫn khí bị nghẹt… Nếu quý khách đang cắt bình thường sau khi thay khí lại không cắt được thì có thể do chất lượng khí mới có vấn đề hoặc kính bảo vệ bị hỏng.
6.3. Cáp quang bị hỏng
Nếu có bụi lọt vào khớp nối giữa đầu cáp quang và đầu cắt laser sẽ làm tia laser bị phản xạ lại làm cháy cáp quang. Do đó bộ phận này cần phải được kiểm tra kỹ trong quá trình test máy.
6.4. Trọng lượng của máy laser bất thường
Như đã phân tích ở trên thì khung máy và bàn cắt là bộ phận quan trọng của máy cắt fiber. Tuy nhiên để giảm đi chi phí, nhiều nơi sản xuất sẽ dùng thép hộp kém chất lượng, dẫn đến bị khung không vững chắc. Khiến quá trình vận hành máy dễ bị rung lắc, sản phẩm cắt ra không được đẹp. Do đó cần kiểm tra kỹ xem dàn khung của máy có đảm bảo trọng lượng không. Thông thường đối với máy cắt fiber laser có khổ là 1500x3000mm thì trọng lượng trung bình sẽ từ 3 đến 5 tấn, máy có khổ 2000x4000mm thì nặng từ 6 đến 7 tấn.
6.5. Không nên mua máy cũ
Có rất nhiều trường hợp khách hàng phản ánh vì để tiết kiệm chi phí nên đã mua máy cắt laser fiber cũ về để sản xuất, kinh doanh. Tuy nhiên, các dòng máy cắt fiber này đã khá lâu đời, quá trình kiểm tra cũng như thay thế linh kiện rất tốn kém thậm chí là không có để thay. Chưa kể chất lượng máy cũng không đảm bảo vì không rõ nguồn gốc, xuất xứ của máy. Dẫn đến việc đội thêm nhiều chi phí phát sinh của việc bảo trì cao trong quá trình vận hành, thậm chí còn cao hơn so với việc mua máy mới.