Maszyny do cięcia: liczą się szybkość, jakość i koszty

cięcie wodą © Adobe Stock – Andrey Armyagov

Udostępnij:

Rosnące wymagania ze strony rynku i zmieniające się potrzeby klientów – w połączeniu z rozwojem nowych technologii – sprawiają, że procesy cięcia przemysłowego cały czas ewoluują. I choć najdynamiczniej rozwija się obecnie technologia cięcia laserowego, większość pozostałych technik cięcia także wciąż jest wykorzystywana w realizacji różnych zadań.

Automatyzacja procesów cięcia, a także dostosowywanie ich do oczekiwań czwartej rewolucji przemysłowej, konieczność podnoszenia wydajności przy jednoczesnym ograniczaniu kosztów, a do tego spore oczekiwania co do jakości uzyskanych detali w dużej mierze determinują stosowane dziś w zakładach przemysłowych techniki cięcia. To dlatego bardziej tradycyjne metody wycinania, wykorzystujące takie narzędzia jak nożyce, wyrzynarki czy piły, odchodzą powoli do lamusa. Powodem jest dużo wolniejsza, a co za tym idzie – mniej wydajna praca. Oczywiście, nie znikną one całkowicie z zakładów produkcyjnych czy warsztatów. Dużo niższa cena nabycia przy stosunkowo wysokiej precyzji cięcia powodują, że wciąż będą one w użytkowaniu, choć już tylko jako narzędzia wspomagające, wykorzystywane co najwyżej do realizacji pojedynczych zadań.

Gilotyny i wykrawarki

Wciąż dość powszechnie wykorzystywane jest cięcie gilotyną – i to zarówno w realizacji zadań głównych, jak i uzupełniających. Według Macieja Łukaszewicza, specjalisty ds. kluczowych klientów w firmie CNC-Projekt, jego zaletą jest fakt, że technologia ta jest dostępna za relatywnie niską cenę. Jednak uzyskanie wysokiej jakości krawędzi wiąże się z koniecznością sterowania mechanizmami regulacyjnymi, takimi jak regulacja szczeliny lub kąta cięcia. A to już podwyższa cenę maszyny.



Gilotyna jest wykorzystywana do cięcia prostoliniowego – od materiałów cienkich do stali o grubości 25 mm – wyjaśnia Maciej Łukaszewicz. – Podobnie rzecz się przedstawia z wykrawarkami, choć w tym przypadku można ciąć także kształtowo. Z uwagi na relatywnie niską prędkość cięcia oraz potrzebę doboru różnego oprzyrządowania wykrawarki lepiej sprawdzą się we własnej produkcji niż w cięciu usługowym, choć też nie są z niego wykluczone.

Technologia cięcia plazmą

Wciąż też dość powszechnie wykorzystywana jest technologia cięcia plazmą, która polega na miejscowym topieniu materiału łukiem plazmowym i wydmuchiwaniu go ze szczeliny gazem procesowym. – Docelowa grupa zastosowań jest zbliżona do technologii laserowej, choć najczęściej proponujemy tę technologię klientom pracującym na blachach o grubości od powyżej 8 mm do nawet 70 mm. Przy grubych materiałach pozwala uzyskać wydajność nawet większą od lasera z zachowaniem porównywalnej jakości – mówi Kasjana Siembida, koordynator ds. rozwoju w firmie Seron.

Dzięki zwiększaniu natężenia prądu można tu regulować prędkość cięcia, a także grubość przecinanego elementu, jednak wówczas trzeba się liczyć z gorszą jakością otrzymanego detalu. Do tego w procesie cięcia plazmą emitowane są duże ilości gazów i pyłów oraz występuje spory hałas i silne promieniowanie świetlne.

Jak wyjaśnia Kasjana Siembida, technologia plazmowa jest doskonałą inwestycją dla przedsiębiorców działających m.in. w branży maszynowej, konstrukcyjnej i budowlanej. Przy odpowiednim doborze parametrów pozwala uzyskać efekty zbliżone, a w niektórych przypadkach nawet lepsze niż cięcie laserowe. Wycinarki plazmowe świetnie sprawdzają się w przedsiębiorstwach obrabiających blachy, głównie o grubości powyżej 8 mm.

Maciej Łukaszewicz zwraca natomiast uwagę, że plazma wiąże się z relatywnie niskim kosztem zakupu oraz utrzymania, jednak nadaje się przede wszystkim do cięć przygotowawczych zgrubnych. Z pomocą przychodzi tutaj technologia HI Focus, która radzi sobie całkiem dobrze z cienką blachą nierdzewną, choć decydująca będzie tutaj wielkość wyciętego otworu – mniej konkurencyjna w stosunku do lasera. 

Wycinarki wodne

Sporą popularnością w ostatnim czasie cieszy się także technologia cięcia wysokociśnieniowym strumieniem wodnym. Według Macieja Łukaszewicza w wycinarkach wodnych nastąpiła ostatnio spora rewolucja: cenione i trwałe pompy wzmacniaczowe (multiplikatorowe) zostały bowiem wyposażone w technologię hybrydową i w pełni elektryczną, co przełożyło się na znaczny spadek zużycia energii (od 32% do 45%) oraz wzrost uzyskiwanych sprawności do ok. 95% (poprzednio 72%). Umożliwiło to także redukcję ilości oleju w układzie – ze 120 litrów do 20 litrów w przypadku hybrydy i do zera w pompach w pełni elektrycznych.

Technologia cięcia wodą jest najbardziej uniwersalna i zapewnia beztemperaturowe cięcie wszystkich materiałów. – Wycinarki wodne mogą ciąć kamień, tworzywa i praktycznie każdy metal. Zapewniają np. bardzo ekonomiczne i szybkie cięcie stali typu Hardox z zachowaniem jej właściwości – twardości i odporności na ścieranie. Technologia ta jest też stworzona do ukosowania blach, przeważając nad innymi zarówno pod względem jakości i precyzji kształtu, jak i  powtarzalności – tłumaczy Maciej Łukaszewicz. 

Cięcie laserem

Gdyby zestawić ze sobą wszystkie stosowane obecnie technologie cięcia, to bez wątpienia największy progres w ostatnim czasie poczyniła obróbka laserowa.

Technologia laserowa charakteryzuje się wysokim stopniem skupienia mocy, co ma kluczowy wpływ na precyzję urządzenia. – Wiązka laserowa kierowana jest na zadane miejsce cięcia, zostawiając niewielką szczelinę. Pozwala to na dokładne odwzorowanie projektu, ale też uzyskanie idealnie gładkich krawędzi, które nie wymagają już dodatkowej obróbki. Co więcej, taka dokładność pozwala na ekonomiczne wykorzystanie materiału – wyjaśnia Kasjana Siembida. I dodaje, że wycinarki laserowe nie mają sobie równych w kwestii prędkości cięcia. Aby w pełni wykorzystać potencjał cięcia laserem, metodę tą implementuje się w zaawansowanych technologicznie maszynach. Opłacalność tej metody znacznie wzrasta przy rozszerzeniu inwestycji o automatyzację i robotyzację całego procesu.

Technologia laserowa wiąże się z relatywnie dużym kosztem początkowym. Wymaga również drogiego osprzętu peryferyjnego i odpowiednich warunków lokalowych, jednak – jak zauważa Maciej Łukaszewicz – wysoką cenę zakupu kompensuje prędkość cięcia, a ponadto lasery w klasie ekonomicznej są obecnie tańsze niż jeszcze kilka lat temu i oferują porównywalną klasę cięcia w porównaniu do maszyn tzw. premium. Wycinarki laserowe są najczęściej wykorzystywane do kształtowego cięcia, przede wszystkim cienkiej blachy (głównie czarnej i nierdzewnej). Nieco gorzej sprawdzają się przy cięciu aluminium.

Ze względu na swą uniwersalność technologia cięcia laserem znajduje zastosowanie w niemal każdej branży przemysłowej, zwłaszcza w procesach, w których precyzja i wydajność odgrywają kluczową rolę. – Zakres materiałów obrabianych z użyciem lasera jest zależny od długości fali wiązki laserowej. Technologia ta jest najczęściej stosowana w przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym, lotniczym, ale także w budownictwie, architekturze czy meblarstwie – wylicza Kasjana Siembida.

Technologia fiber bezkonkurencyjna

Do cięcia laserem wykorzystywane są trzy podstawowe rodzaje wycinarek różniące się źródłem laserowym: wycinarki bazujące na laserze gazowym (CO2), dyskowym (Nd:YAG) oraz światłowodowym (fiber). I to właśnie ta ostatnia technologia oferuje najlepsze parametry cięcia, zyskując bardzo szybko na znaczeniu. Jacek Baran, regionalny sprzedawca maszyn w Eagle Group, zwraca uwagę na jej uniwersalność, zwłaszcza pod względem spektrum i grubości ciętych materiałów.

Posiadanie nowoczesnej wycinarki laserowej już o mocy 6 kW zapewnia możliwość cięcia stali czarnej, stali nierdzewnej i aluminium o grubości nawet do 20 mm. – Większość czołowych producentów wyposaża jednak swoje maszyny w dodatkowe technologie, które umożliwiają zwiększenie zakresu cięcia nawet do 30 mm, co w znacznym stopniu spełnia oczekiwania większość firm produkcyjnych – tłumaczy Jacek Baran. – Taka maszyna zapewni przedsiębiorstwu możliwość bardzo szybkiego rozwoju, umożliwiając mu błyskawiczne prototypowanie i tworzenie nowych projektów w maksymalnie krótkim czasie.

Im większa jest moc wycinarki laserowej, tym większe są prędkości cięcia, a co za tym idzie – wydajność maszyny. Zastosowanie większej mocy przy jej odpowiednim doborze do rodzaju ciętego materiału znacząco obniża koszty wyprodukowania detalu oraz zmniejsza wielokrotnie czas jego wycięcia. – Zauważalną zmianą na rynku wycinarek laserowych w ciągu ostatnich miesięcy jest wzrost oferowanych mocy – średnio do 10 kW, a u czołowych producentów – do 12, 15, a nawet 20 kW – podkreśla przedstawiciel Eagle Group. I wyjaśnia, że w pewnym momencie przy takich mocach maszynę ogranicza tylko dynamika. Dlatego maszyna charakteryzująca się dużą dynamiką będzie znacznie wydajniejsza od maszyny wolniejszej o tej samej mocy.



Nowoczesna i dobrze dobrana wycinarka laserowa potrafi wycinać detale w taki sposób, że nie wymagają one już dalszej obróbki. Aktualnie na rynku pojawiają się producenci, którzy oferują technologię mieszania gazów umożliwiającą wycinanie detali o idealnych krawędziach z blach o grubości nawet 20 mm. Po wycięciu detal może zostać od razu użyty w dalszych procesach produkcyjnych (np. spawaniu czy malowaniu proszkowym) bez potrzeby dodatkowej obróbki.

Kolejną zaletą laserów w technologii światłowodowej jest oszczędność. – Niejednokrotnie potwierdza się teza mówiąca o tym, że lasery fiber najnowszej generacji potrafią zastąpić kilka starszych maszyn tnących w innych technologiach. Oszczędzają tym samym miejsce na hali i – co najważniejsze – są energooszczędne. Odpowiednie technologie czuwają nad niskim zużyciem prądu i gazów – dodaje Jacek Baran.  

Smart i mix technologii cięcia

Trendy w dziedzinie cięcia przemysłowego wytyczają klienci i to ich głos nadaje kierunek działaniom producentów. A dla klientów najbardziej liczy się wydajność. Bez względu na rodzaj technologii cięcia klient oczekuje też doskonałej jakości krawędzi przy maksymalnie skróconym czasie realizacji całego procesu. Większość użytkowników zaawansowanych technologii ma także świadomość atutów korzystania z inteligentnych systemów. – Zdalny dostęp serwisowy i operatorski oraz intuicyjność obsługi są już standardem, choć ciągle je rozwijamy. Dziedziną, w której widzimy coraz większe możliwości rozwoju, jest natomiast machine learning. Ciągle odkrywamy też nowe sposoby automatyzowania zarówno samej obsługi, jak i konserwacji produkowanych przez nas maszyn – mówi Kasjana Siembida.

Do obecnych trendów w obszarze cięcia przemysłowego należy także „miksowanie” różnych technologii. – Jeśli przedsiębiorca zdecyduje się na zakup lasera oraz wycinarki wodnej, to kupując dodatkowo np. prasę krawędziową lub zaginarko-krawędziarkę oraz centrum frezarskie CNC jest w stanie wygenerować wyższą marżę dzięki większej kompleksowości usługi – mówi Maciej Łukaszewicz. Jeśli natomiast jego budżet jest mniejszy, może zamiast lasera wziąć pod uwagę wysokiej jakości wycinarkę plazmową.

Skracanie łańcucha dostaw, utrzymywanie powtarzalnej jakości usług oraz dobrze zorganizowany dział handlowo-sprzedażowy dopełniają możliwości i zwiększają szanse rynkowe firm. – Co ciekawe, niekoniecznie muszą to być maszyny premium na każdym etapie rozwoju przedsiębiorstwa. Natomiast strategiczna maszyna w zakładzie powinna spełniać warunek bardzo dobrego wsparcia serwisowego. Przedsiębiorca powinien więc przeprowadzić w tym kierunku wywiad i kierować się do dostawców maszyn spełniających warunek wysokiej jakości usług serwisowych – tłumaczy przedstawiciel firmy CNC-Projekt.

WYBRANI PRODUCENCI I DYSTRYBUTORZY MASZYN DO CIĘCIA
Firma

Technologia

Cięcie tlenowe Cięcie plazmą Cięcie laserem Cięcie wodą Nożyce gilotynowe Cięcie nożem Wykrawarki
CNC-Projekt/H.M.Transtech (P)         X X  
CNC-Projekt/LAG-Rainer (P)             X
CNC-Projekt/MVD (P) X X X   X   X
CNC-Projekt/Sente Makina (P)   X          
CNC-Projekt/Waterjet Corp. (P)       X      
Eagle     X        
Inter-Plast/Bodor (P)     X        
POLCOM Przemysław Kimla     X X   X  
Seron X X X     X  
TFM/Adira (P)         X    
TFM/Inanlar (P)         X    
Amkovo     X        
BTC Maszyny Stolarczyk     X   X    
Cutting Trading International           X  
DIG Świtała   X   X X   X
Ekomet/Ermaksan (P)   X X   X    
Ekomet/Say-Mak (P)         X    
Ekomet/Techforcut (P)   X          
Eurolaser     X        
Laser PRO     X        
Polteknik/Baykal (P)   X X   X   X
Polteknik/Mitsubishi Electric (P)     X        
Polteknik/Muratec (P)             X
SafanDarley         X X  
Stigal X X          
STM       X      

 

Artykuł ten ukazał się w czasopiśmie

Udostępnij:

Drukuj



Wojciech Traczyk




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również