Fa només una dècada, els talladors làser de fibra es consideraven especialistes en làmines primes. Les botigues ràpidament van descobrir que havien d'invertir-hi per competir, o almenys tallar el material de calibre. Per al tall de plaques d'alta qualitat, els làsers de CO2 encara són el camí a seguir. Per descomptat, els làsers de fibra podrien tallar espais en blanc més gruixuts, però la qualitat no era gran i el seu avantatge de velocitat gairebé desapareixia quan es tallaven plaques molt gruixudes. Avui, el món ha canviat.
La tecnologia de gas auxiliar ha recorregut un llarg camí en només uns anys i és un dels principals contribuents al camp canviant del tall per làser. S'han millorat els materials de les lents i el seu disseny, així com els capçals de tall i els broquets. Es pot veure que els moderns sistemes de lliurament de raigs làser de fibra s'afronten còmodament amb enormes poders de fotons. Els làsers de gran potència de 20, 30 i fins i tot 50 kW ara poden tallar plaques gruixudes de manera ràpida i neta.
"Neteja" és la paraula clau aquí. Que un làser tingui sentit econòmic es redueix al cost per peça. Avui dia, els làsers d'alta potència estan en auge en el camp del tall de plaques de precisió. Si abans es tallava una peça amb plasma i després es desbarbava o s'acabava en una fresadora, ara es pot fer amb un làser de fibra.
La mescla de gas auxiliar ajuda a fer-ho tot possible. Fins i tot les plaques més gruixudes actuals no es processen amb oxigen, sinó amb una barreja de nitrogen-oxigen. El corrent de gas auxiliar encara consta principalment de nitrogen, un gas inert que expulsa el metall fos del tall, però una petita part d'oxigen proporciona la reacció química que ajuda a portar el tall al fons per obtenir una vora lliure d'escòria.
El suport entre la superfície i el broquet s'ha fet tan petit que és gairebé inexistent, tot per permetre un flux laminar de gasos auxiliars a través del tall perquè la mescla nitrogen-oxigen pugui funcionar com es pretén. En el tall de plaques de precisió, la turbulència de gas auxiliar excessiva és l'enemic del tall per làser net.
Les primeres aplicacions de mescla de gas van aparèixer fa més d'una dècada, no per a acer gruixut, sinó per tall d'alumini sense escoria. Steve Albrecht, president de Liberty Systems, amb seu a Pewaukee, Wisconsin, un proveïdor de generació de nitrogen i barreja de gasos, recorda l'ús de barreges nitrogen-oxigen a principis dels 2010, no per a làsers de fibra, sinó per a un CO2 de 4 kW. sistema per tallar alumini de 0,125-polzada de gruix.
"L'alumini té una capa d'òxid a la part superior", diu Albrecht, "i cal cremar-lo per evitar escoria o rebaves. Tal com van descobrir els enginyers de l'aplicació, un corrent d'aire assistit per nitrogen amb una dosi d'oxigen ajuda a eliminar el dur- per eliminar l'escombra a les vores de l'alumini tallat amb làser.
"Com a material més suau, l'alumini té algunes característiques úniques per al tall per làser", diu David Bell, president de Witte Gas Control a Alpharetta, Geòrgia, "La barreja de gasos és útil. Si talleu l'alumini amb oxigen, el cremeu. Si ho feu. tallar-lo amb nitrogen, s'obtenen vetes de vora Barreja les dues i obtindràs un tall més net.
A mesura que els làsers de fibra van començar a fer-se càrrec del mercat i la potència disponible va continuar creixent, les estratègies de gas auxiliar van continuar evolucionant. Els enginyers d'aplicacions van començar a experimentar amb diferents combinacions de nitrogen i oxigen.
Com recorda Albrecht, quan els enginyers van començar a obtenir bons resultats amb nivells d'oxigen que s'aproximaven al 20 per cent, va obrir la porta a utilitzar aire ultra sec per tallar. Això va estalviar molts diners al fabricant, sobretot tenint en compte la quantitat de gas auxiliar que consumien els primers làsers de fibra.
"Quan van sortir les primeres fibres de 6 kW i 8 kW", diu Albrecht, "va ser quan el tall d'aire ultra sec va començar a enlairar-se.
Tanmateix, a mesura que la potència del làser de fibra va continuar augmentant, l'estratègia de gas auxiliar va canviar. Les condicions de tall per als làsers de fibra de més gran potència es van construir al voltant de barreges precises de nitrogen-oxigen amb baix contingut d'oxigen.
Els OEM de talladores làser van començar a experimentar amb diferents broquets i diferents enfocaments per aconseguir un flux laminar suau de gasos auxiliars al voltant d'un feix més potent. Els dissenys de broquets es van optimitzar. Algunes geometries de broquet atrapen el gas a la part superior del metall. Altres tècniques utilitzen "cortines" d'aire al voltant de la columna de gas auxiliar. Tal com explica Albrecht, aquests mètodes depenen del constructor de la màquina, però tothom treballa amb el mateix objectiu: aconseguir la millor qualitat de tall al menor cost per peça. Això inclou la utilització de gasos auxiliars i, en particular, trobar la mescla òptima per millorar la qualitat i la velocitat de tall.
