Aken
20 Jun. 2012
5 minuten
Nu de fiberlaser doordringt in de goedkope lasersnijmachines, komen plaatbewerkers voor de vraag te staan waarin moeten ze investeren: een fiberlaser of toch nog de traditionele CO2 laser? Niet alle voordelen van de nieuwe fiberlaser blijken in de praktijk ook echt voordelen te brengen voor een jobber. En niet alleen de hoge snijsnelheid telt. Je moet ook goed naar de versnelling van de machine kijken.
Je komt ze niet vaak tegen: onderzoekers die een eigen plaatwerkbedrijf hebben. John Powell is er één van. De Brit is verbonden aan de Zweedse universiteit van Lulea én heeft een eigen plaatwerkbedrijf met zo’n 50 medewerkers en een tiental lasermachines. Hij heeft dus regelmatig salesmedewerkers van machineleveranciers over de vloer. Tijdens het lasercongres AKL ’12 in Aken (maart) ging John Powell in op de afwegingen die je moet maken bij het kopen van een nieuwe lasersnijmachine. Zijn eerste waarschuwing: staar je niet blind op de snijsnelheden van de fiberlaser, ook niet als je alleen dunne plaat verwerkt (het domein van deze laserbron). ‘De snijsnelheid vertelt niet het hele verhaal. Besteedt meer aandacht aan de versnelling van de machine. Met een machine die met 3G accelereert, snij je meer dan met 1G.’
Het werkstuk telt
Een van de belangrijkste punten waar je op moet letten, meent John Powell, is hoe gedetailleerd de stukken zijn die je snijdt. ‘Snij je vooral simpele contouren, veel rechte lijnen met weinig details, dan is de fiber aanzienlijk sneller. Maar als je veel complexe contouren snijdt en de machine vaak moet afremmen en versnellen, dan wordt het verschil kleiner.’ De uiteindelijke productiesnelheid wordt namelijk net zo zeer bepaald door de versnelling van de machine als de snijsnelheid. John Powell gebruikte in zijn presentatie data van zowel Trumpf als Bystronic.
De Zwitserse machinebouwer heeft testen gedaan met zowel de BySprint met 3 kW fiberlaserbron als met een BySpeed Pro met een 6 kW CO2-laser uit eigen huis. Bij complexe contouren snijdt de fiberlaser nog slechts 10 procent sneller. Ook de tijd voor het maken van het startgat is een wezenlijke factor, zegt Powell. Een 1 mm dik rechthoekig deelt van rvs snijdt de fiberlaser in 34 seconden, de CO2-laser in 31 seconden. Bij een complex werkstuk is het tijdverschil nog slechts 2 seconden in het voordeel van de fiber.
Snelle machine
Om het belang van het afremmen en accelereren van de machine te onderstrepen, heeft Bystronic nog een andere test gedaan. De fabrikant heeft een 6 kW CO2 laserbron aan de snelste machine gekoppeld en de prestaties vergeleken met een 3 kw fiberlaser op een langzame machine. Wat blijkt: bij 1 mm plaat snijdt de CO2 sneller dan de fiberlaser als je veel contouren moet snijden, ondanks de veel hogere snijsnelheid van de fiberlaser bij dunne plaat. ‘Dat komt doordat de machine snelle accelereert’, legt Powels uit. Hij wijst verder nog op de kwaliteitverschillen. Naarmate het plaatmateriaal dikker wordt, verliest de fiberlaser het van de CO2 laser omdat het snijvlak ruwer is. Enkele cijfers: De BySpeed Pro 6 kW Co2 lasersnijdt een complex stalen deel in 72 seconden, waar de fiber op de langzame machine er 117 nodig heeft.
En de kosten?
Om de verwarring op te voeren: denk nu niet dat je dus snel voor de CO2-laser moet kiezen. Want een tweede belangrijk aspect in de afweging tussen beide laserbronnen zijn de kosten. Fiber is goedkoper qua verbruikskosten, omdat je minder energie verbruikt en de onderhoudskosten lager uitvallen. Bij 1 mm dike plaat liggen de gebruikskosten volgens Trumpf 18 procent lager bij een fiberlaser ten opzichte van de CO2-laser. Bij 3 mm dik staal is het verschil echter nog maar 3 procent. Terug naar de Bystronic machines. John Powell: ‘Ondanks dat de CO2 dus sneller is op de snelle machine, zijn de kosten per stuk bij de Bystronic fiberlaser aanzienlijk goedkoper.’ De langzame fiberlasermachine snijdt de helft goedkoper dan de snelle CO2 machine (1 mm dik rvs). De kanttekening die Powell nog maakt bij de onderhoudskosten is dat er nog maar weinig bekend is over deze post op lange termijn. ‘Niemand weet wat er over vijf of zes jaar kapot kan gaan en wat dat kost, terwijl we dat van de CO2-laser wel weten.’
Nog een punt waar je op moet letten volgens Powell is dat de fiberlaser geen kunststof snijdt. Heb je dus rvs dat bekleed is met een beschermfolie, dan moet je twee keer snijden: een keer om het kunststof te snijden en een tweede keer om het materiaal te snijden.
Ultieme tip
Heeft John Powell de ultieme tip voor de aspirant laserkopers? Afgezien van het feit dat je dus goed moet kijken naar je producten en de versnelling van de machine net zo belangrijk is als de snijsnelheid, denkt hij dat toeleveranciers eerst moeten zorgen dat ze een of twee CO2-lasersnijmachines in huis moeten hebben. ‘Koop dan pas een fiber.’ Dan kun je namelijk de voordelen van beide technieken optimaal benutten omdat je beide technologieën in huis hebt. Snij je uitsluitend heel dun materiaal met simpele contouren en veel rechte lijnen, dan is de keus snel gemaakt: de fiber laser.
Of diodelaser
De discussie in de lasercommunity lijkt heel sterk te gaan over de CO2-laser versus de fiberlaser. Waar twee honden vechten, gaat de derde er vandoor met het been. Is dat de diodelaser? Het Duitse Limo Lissotschenko Mikrooptik heeft op dit moment al een diodelaser die bij een klant wordt ingezet voor het snijden van gewoon staal.
De installatie snijdt 24/7. Dat gebeurt met een gekoppelde diodelaser, zodat men over een vermogen van 1 kW beschikt en het licht via een fiber op de juiste plek krijgt. Begin volgend jaar denkt Limo een 4 kW diodelaser klaar te hebben voor het snijden van metaal. Hiermee wil men de concurrentie aangaan met zowel de CO2- als de fiberlaser.
De diodelaser heeft volgens Limo meerdere voordelen bij het snijden van metaal. Het eerste voordeel is de energie-efficiency: 25 tot 30 procent van de energie wordt daadwerkelijk gebruikt voor het snijproces, vergeleken met maximaal 10 procent bij de CO2-laser. Het tweede voordeel is dat de diodelaser flexibeler is: je kunt er zowel dunnere materialen als dikkere materialen mee snijden. Op dit moment bereikt men bij aluminium tot 6 mm dezelfde snijkwaliteit als een CO2-laser; wel is het snijden nog langzamer. Tegenover de fiberlaser is de snijkwaliteit bij dikkere materialen beter. Qua onderhoudskosten zegt men dat de diodelaser goedkoper is, met name door het concept van de passieve koeling.
Machine op EuroBlech
Tegen volgend jaar verwacht men de technologie nog sterk te kunnen verbeteren. Komend najaar laat Limo op EuroBlech in Hannover waarschijnlijk een tussenstap zien van de huidige 1 kW laser naar de 4 kW laser. Limo wil op de plaatwerkbeurs in Hannover samen met een machinebouwer een werkende lasersnijmachine tonen waarin als laserbron een diodelaser wordt gebruikt.