P20 หัวตัดนวัตกรรมญี่ปุ่นของ HSG Fiber Laser High Power

จากการสำรวจเครื่องตัดเลเซอร์ทั่วโลก อุปสรรคสำคัญของการตัดไฟเบอร์เลเซอร์กำลังวัตต์สูงคือหัวตัดไม่สามารถรองรับการทำงานระยะยาวให้ได้ผลงานสวยงามและมีความสม่ำเสมอตลอดการใช้งาน หลายแบรนด์ที่ใช้หัวตัด Precitec Germany จะมีข้อจำกัดที่การพัฒนาต่อยอดด้านการสื่อสารความเร็วในการสั่งการจากระบบปฏิบัติการหลักและการพัฒนาส่วนประกอบเพื่อการประหยัดในการลงทุนของเครื่อง High Power Fiber Laser มาดูกันว่า Mr. Masai Imai ผู้เชี่ยวชาญด้านงานวิจัย Optics Research ในประเทศญี่ปุ่นมีเทคโนโลยีหมัดเด็ดอะไรที่ทำให้หัวตัด P20 ของ HSG Laser กลายเป็นที่กล่าวถึงในระดับโลกวันนี้

P20 เป็นหัวตัดเลเซอร์ที่พัฒนามาให้เหมาะกับการทำงาน Power สูงๆ เช่น 20kW Fiber Laser โดยมีหัวใจของการออกแบบที่ทำให้มีการซ่อมบำรุงน้อยที่สุด โดยมีหลักการออกแบบดังนี้

คุณสมบัติที่โดดเด่นของ P20 Fiber Laser Cutting Head

1.ใช้วัสดุที่มีคุณภาพสูง

ชิ้นส่วนของเลนส์ใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติในการส่งผ่านความร้อนสูง มีค่าการสะท้อนต่ำ และเคลือบ AR Coating อย่างดี

2.วัสดุมีการปรับตัวได้ตามสภาพอุณหภูมิแปรผัน

ระบบการตรวจสอบอุณหภูมิสร้างสมดุลให้กับการตัด

3. ปรับระบบ Flow ของแก๊ส

ระบบปล่อยแก๊สช่วยตัดไหลลื่นได้ดีขึ้นและใช้แก๊สน้อยลงกว่าเดิม

4.ระบบ Optics ถูกออกแบบให้ทนทานต่อสภาพฝุ่นและสิ่งปนเปื้อนที่มากับระบบ ช่วยให้การเปลี่ยน optics ระหว่างปฏิบัติงานเป็นไปอย่างง่ายดายและปลอดภัยมากกว่าที่เคยเป็นมา ลดปัญหาสิ่งปนเปื้อนทำลายระบบลงได้มาก

5.ระบบปรับลำแสงให้สอดคล้องกับความหนาและชนิดของวัสดุอัตโนมัติ 

P20 ได้ถูกออกแบบมาเพื่อการตัดงานหนาโดยเฉพาะการตัดเป็นระยะเวลานาน ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงการตัดเหล็ก 60-70mm ด้วยกำลังตัด 20kW เป็นระยะเวลายาวนาน

60มม ผิวที่ออกมาเรียบสวย รักษาแนวดิ่งได้ดี โดยมี kerf width (ร่องผ่า) ที่เล็กกว่าการตัดด้วยเทคนิคความร้อนทุกชนิด

การตรวจสอบคุณภาพก่อนส่งมอบ ทำให้ผู้ใช้งานมั่นใจในคุณภาพระยะยาวเป็นสิ่งสำคัญ การตรวจสอบที่เข้มงวดดังกล่าวต้องทดสอบจากห้องปฏิบัติการจริง โดยมีพารามิเตอร์การตรวจสอบดังนี้

1. ตรวจสอบอุณหภูมิของระบบควบคุมการทำงานภายในหัวตัด เมื่อทำงานเป็นเวลานาน

2. ตรวจสอบระบบการเปลี่ยนแปลงของหัวตัด Focal Position / อุณหภูมิของเลนส์ระหว่างการทำงานหนัก / ระดับของฝุ่นที่เกิดจากการตัดงานซึ่งต้องตรวจสอบจริงจากภายในหัวตัด

3. ตรวจสอบความเรียบร้อยทางกล ได้แก่ Air Tight การล็อคระบบลมหมุนภายในหัวตัด / ชุดซีลล็อคแรงดันลม / ชุดมอเตอร์ขับเคลื่อนระบบ Focal Position / ตรวจสอบแรงดันลมภายในหัวตัด

4 เหตุผลสำคัญที่ทำให้ P20 HSG Fiber Laser Cutting Head ได้รับการกล่าวถึงสูงมากในขณะนี้

P20 แก้ปัญหาสำคัญสองประเด็นที่ทำให้การตัดระบบ High Power Fiber Laser กลายเป็นผลงานแห่งความภาคภูมิใจของ HSG

•     เลนส์ที่รับความร้อนเป็นเวลานานเกิดการยืดขยาย ทำให้ระยะโฟกัสเสียไปจากเดิม และคาดเดาระยะที่แท้จริงไม่ได้ชัดเจน ทำให้งานที่ออกมาขาดความเสถียรในคุณภาพและการสิ้นเปลืองพลังงาน
•     ฝุ่นเหล็กที่มีขนาดเล็กในระดับไมครอนเล็ดรอดเข้าไปในระบบทำให้เลนส์ร้อนกว่าปกติ เกิดการหลอมละลายจากความร้อนสะสมของผงเหล็กทำให้สิ้นเปลืองเลนส์มาก

เหตุผล 4 ประการที่ทำให้หัวตัดเลเซอร์ของ HSG เดินทางมาถึงจุดเปลี่ยนของวงการตัดเลเซอร์ในระดับโลก

1. ออกแบบมาให้มีระบบตรวจจับระดับฝุ่นที่เข้าไปอยู่ใต้ Protective Glass ทำให้การทำงานของหัวตัดเป็นไปอย่างมีเสถียรภาพ ไม่สะสมฝุ่นที่มากจนเกินไปจากการเตือนระดับความหนาแน่นของ sensor ตรวจจับฝุ่นผงจากการตัด

2. P20 ถูกออกแบบมาให้หัวตัดระดับ 20kW ควบคุมความร้อนได้เป็นอย่างดีด้วยระบบการรักษาระดับความร้อนของเลนส์ให้คงที่ ลดการสะสมความร้อนที่มากจนเกินพิกัดซึ่งเป็นสาเหตุให้เลนส์ขยายตัวจนเกิดระยะการโฟกัสที่ผิดไปจากรูปเดิม

3. รักษาความสวยงามของผิวตัดได้ต่อเนื่องแม้จะตัดด้วยกำลังวัตต์สูงเป็นเวลานาน ด้วยระบบ Focal Point Spot Position Reset

ในระยะเริ่มต้นของ Focal Position ที่ความร้อนอยู่ในระดับปกติ ระยะ Focal จะคงที่ในโซนสีเขียวและสีเหลือง เมื่อมีการตัดด้วยกำลังวัตต์สูงนานเกิน 3 ชั่วโมง P20 มีระบบ Reset Position ของ Focal Point ตามการเปลี่ยนแปลงของภาวะอุณหภูมิ ดึงระยะ Focal Position ให้กลับมาอยู่ในที่เดิมเพื่อรักษาความสวยงามผิวและความเร็วตัดให้คงประสิทธิภาพเดิมตลอดช่วงเวลาทำงาน

4.รักษาระยะการตัดหนาได้ดีกว่าหัวตัดทั่วไป

จากตัวอย่างการตัดเหล็ก SS400 ที่ความหนา 60mm ในหัวตัดเลเซอร์ทั่วไป เมื่อยกระยะ Focal Point ขึ้นสำหรับการตัดงานหนา จะทำได้ไม่ดีตั้งแต่ระยะ +14 เป็นต้นไป ในขณะที่หัวตัดเลเซอร์ P20 สามารถตัดงานหนาได้ดีถึงระยะยก Focal Point +16.5 ทำให้ cutting speed ไวกว่า kerf width (ร่องที่เกิดจากการตัด) เล็กกว่า และได้ผิวงานที่สวยกว่าระยะ focal point ที่ต่ำกว่า

อนาคตของการพัฒนาหัวตัดเลเซอร์ของ HSG

• พัฒนาหัวตัดกำลังวัตต์สูงในระดับ 30kw, 40kw, และ 60kW ภายใต้แบรนด์ HSG 
• รวมระบบ AI และ Sensor Technology มาในหัวตัดเพื่อคาดคะเนการทำงานและประมวลผลแบบ Real time  ด้วย smart sensor เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดค่าใช้จ่ายในการตัดเลเซอร์ลงให้ได้มากที่สุด ระบบนี้จะทำให้ผู้ปฏิบัติการทราบถึง
  - อายุที่เหลือของเลนส์
  - สภาพของเลนส์ขณะทำงาน โดยเฉพาะการตัดแบบ Fly Cut หรือ Bridge Cut ที่ไม่ต้องทำการ piercing

การลงทุนกับเทคโนโลยีที่สร้างประสิทธิภาพในการตัดเพื่อการส่งมอบผลงานที่เป็นเลิศด้วยค่าใช้จ่ายที่ประหยัดกว่าจะทำให้ Fabricator คืนทุนไวกว่า และไปได้ไกลกว่าบนพื้นฐานการแข่งขันที่ดุเดือดในปัจจุบัน วงศ์ธนาวุฒิคัดสรรเทคโนโลยีชั้นเลิศในต้นทุนที่ต่ำกว่ามาเพื่อสร้างความสำเร็จให้กับลูกค้าผู้ไว้ใจใช้บริการเราทุกๆ ราย