某某型號激光切割機(jī)配多大的空壓機(jī)?這是空壓機(jī)銷售員經(jīng)常會(huì)遇到的問題?如今很多企業(yè)都已經(jīng)推出了專門型號的激光切割機(jī)。為什么各大空壓機(jī)廠家齊齊推出這么一款產(chǎn)品?
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激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對材料的移動(dòng)，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫，完成對材料的切割。
激光切割廣泛應(yīng)用于鈑金加工、金屬加工、廣告制作、廚具、汽車、燈具、鋸片、升降電梯、金屬工藝品、紡織機(jī)械、糧食機(jī)械、眼鏡制作、航空航天、醫(yī)療器械、儀器儀表等行業(yè)。特別是在鈑金加工行業(yè)中已取代傳統(tǒng)加工方式，深受行業(yè)用戶的青睞。激光切割占工業(yè)激光加工的40%以上，是激光加工行業(yè)中最重要的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。
2010年之前，由于激光切割設(shè)備價(jià)格高昂，一臺大幅面激光切割機(jī)(配備4 kW激光器)售價(jià)近600萬元人民幣，國內(nèi)采用大幅面激光切割機(jī)的企業(yè)并不多。
2011年以后，國內(nèi)激光企業(yè)大力發(fā)展大功率光纖激光切割機(jī)，由于大功率光纖激光加工具有獨(dú)特的加工優(yōu)勢，加工成本大幅下降，同時(shí)結(jié)合多種靈活的付款方式，目前越來越多的鈑金加工企業(yè)、廚衛(wèi)制造企業(yè)以及汽車部件加工企業(yè)使用激光切割機(jī)。最近幾年激光加工設(shè)備得以快速普及，2017年我國激光切割成套設(shè)備銷售量超過2.5萬臺。
2013年，我國擁有的激光切割裝備企業(yè)大約50-60家，而能夠生產(chǎn)2000瓦以上高功率產(chǎn)品的不足20家。至2018年初，保守估計(jì)我國擁有激光切割裝備企業(yè)超過400家，能夠生產(chǎn)3000瓦以上高功率產(chǎn)品的企業(yè)超過200家。
在過去十年中，激光切割行業(yè)經(jīng)歷了一系列變革，包括切割材料質(zhì)量和厚度的提升、機(jī)器功率和效率的提高，從而使得如今的激光切割機(jī)能夠以更高的速度、精度及更優(yōu)的質(zhì)量對包括汽車、航空航天、醫(yī)療保健、塑料、電氣和電子、紡織品、木工等在內(nèi)不計(jì)其數(shù)的零部件產(chǎn)品進(jìn)行高效加工。
2017年全球激光加工設(shè)備市場規(guī)模為313.7億美元，同比增長12%。在激光切割設(shè)備市場高速增長的同時(shí)，為激光切割機(jī)提供輔助氣源的空氣壓縮機(jī)也引起了各界的關(guān)注。
激光切割機(jī)能夠應(yīng)對各種材質(zhì)和復(fù)雜形狀的切割要求，除需要能夠提供高能量的激光器外，輔助氣體是完成切割不可或缺的物質(zhì)。用于激光切割的輔助氣體主要有氧氣、氮?dú)夂蛪嚎s空氣三種。其主要作用，一是冷卻防止材料硬化，也就是被熱處理。二是帶壓氣體將切割熔化的金屬熔渣吹掉，防止灰塵堵塞激光噴嘴，保護(hù)并延長其使用壽命。
由于氮?dú)?、氧氣成本均高于壓縮空氣，且氮?dú)?、氧氣的價(jià)格逐年上漲，因此使用空氣作為切割輔助氣體，能大大降低生產(chǎn)成本，幅度約一半左右。另外，由于空氣本身含有約20%的氧氣，因此可在一定程度彌補(bǔ)氧氣和氮?dú)獾牟蛔?。采用壓縮空氣替代氮?dú)馇懈罘浅＝?jīng)濟(jì)實(shí)用，一年節(jié)省下來的用氣成本，足夠買3臺高品質(zhì)的激光專用一體式空氣壓縮機(jī)。所以，采用壓縮空氣作為輔助氣體切割越來越普遍，這也帶動(dòng)了激光切割專用空氣壓縮機(jī)市場的興起。
配套激光切割機(jī)作為輔助氣體的空氣壓縮機(jī)規(guī)格大小的選擇，主要應(yīng)根據(jù)激光切割機(jī)所采用的激光切割頭的設(shè)計(jì)輔助氣體壓力和噴嘴大小來確定，這樣就能得到最佳的空氣壓縮機(jī)與激光切割機(jī)的匹配。
目前需要1.6MPa以上壓縮空氣的激光切割機(jī)主要還是采用活塞式壓縮機(jī)，但是因?yàn)榛钊綁嚎s機(jī)可靠性質(zhì)量的制約，發(fā)展相對較慢。活塞式空氣壓縮機(jī)比較容易獲得高壓力，但是活塞式空氣壓縮機(jī)噪音大，易損件多，并且排氣含油都處理得不好，因此，在1.6MPa以下不推薦使用活塞式空氣壓縮機(jī)。1.6MPa以下一般推薦選用螺桿式空氣壓縮機(jī)，再選配合適的冷干機(jī)和精密過濾器。壓縮機(jī)宜采用永磁變頻電機(jī)，這樣可以保持供氣壓力的穩(wěn)定，保障最佳的切割效果。
隨著激光切割機(jī)功率從小功率向中功率再向大功率以至超大功率發(fā)展，配套激光切割機(jī)的空氣壓縮機(jī)的壓力的要求也從最開始的8bar 提高到兩年前的13bar，再提高到現(xiàn)在的16bar，并且還在進(jìn)一步往20～30bar發(fā)展。因此，開發(fā)額定排氣壓力≧2.0MPa的小流量高壓螺桿空氣壓縮機(jī)很有必要。
壓縮空氣品質(zhì)對金屬激光切割質(zhì)量有非常直接的影響，氣體壓力的大小和穩(wěn)定性會(huì)影響切割的效果。激光切割機(jī)用戶一般配四級過濾，甚至五級過濾，目的是為更好保護(hù)激光切割機(jī)的使用壽命。如果壓縮空氣中含有的水霧和油沒有處理干凈，高壓噴射到激光切割頭的保護(hù)鏡面上，就會(huì)嚴(yán)重影響激光束的傳輸，使焦點(diǎn)分散，造成產(chǎn)品切不透，產(chǎn)生廢品。如果是超大功率激光切割機(jī)，只要保護(hù)鏡面或噴嘴表面粘上一點(diǎn)點(diǎn)極細(xì)微的油膜或水霧，也有可能造成高能激光發(fā)射燒壞激光頭。
由于大多數(shù)用戶不具備空氣壓縮機(jī)和壓縮空氣凈化處理的知識，如果由用戶單獨(dú)一個(gè)個(gè)購買空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、冷干機(jī)和過濾器再自行安裝，不僅麻煩，而且很可能整個(gè)系統(tǒng)達(dá)不到需要的壓縮空氣品質(zhì)要求。因此，目前市場上，比較流行的做法是集壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、水分離器、冷干機(jī)、過濾器為一體，提供激光切割專用一體式空氣壓縮機(jī)方案，省去用戶自配儲(chǔ)氣罐、冷干機(jī)和過濾器，用戶現(xiàn)場安裝和接管，需要多家供應(yīng)商提供服務(wù)等多種麻煩，這是一種比較理想的選擇。目前，已有近十家壓縮機(jī)企業(yè)推出了激光切割專用一體式螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)品。
不過，雖然近幾年國產(chǎn)激光切割機(jī)技術(shù)有了突破性的發(fā)展，朝著高功率、高精度、大幅面的方向挺進(jìn)，但是，功率激光切割機(jī)相比于中低功率激光切割機(jī)發(fā)展較晚，對國外進(jìn)口依賴較大。而且由于超大功率激光切割機(jī)(12000W以上)的激光頭價(jià)格都在2萬以上，而大多數(shù)空氣壓縮機(jī)的提供者都不能對壓縮空氣中的油和水分進(jìn)行很好的處理，多數(shù)超大功率激光切割機(jī)的用戶都不愿意冒險(xiǎn)采用壓縮空氣作為輔助氣體。所以，對于激光切割壓縮機(jī)，業(yè)界需要突破的不只是提供無油無水的潔凈壓縮空氣，更要以用戶的需求為基礎(chǔ)，在降低成本、性能穩(wěn)定、操作方便等方面下功夫，積極培育市場，改變用戶固有思維習(xí)慣，為壓縮機(jī)在激光切割領(lǐng)域拓展更廣闊的市場。
在中國智能制造大背景下，工業(yè)領(lǐng)域都呈現(xiàn)從傳統(tǒng)加工向高端制造轉(zhuǎn)型的態(tài)勢，中國激光切割領(lǐng)域市場規(guī)模將一直保持著高速發(fā)展的趨勢。在此大背景下，相信螺桿壓縮機(jī)在激光切割領(lǐng)域的表現(xiàn)將非常喜人。
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