Компрессор для лазерного станка: 16 бар и сухой воздух

Волоконный лазер режет металл лучом, но без сжатого воздуха он не работает: воздух подаётся в режущую головку, выдувает расплав из реза и защищает оптику. При этом требования лазера к воздуху нетипичные: давление выше, чем у любого другого цехового потребителя, расход скромный, а чистота нужна почти «аптечная». Хорошая новость: у Remeza есть серийные установки, собранные ровно под эту задачу, — ВК15Т-16-500Д2 и ВК20Т-16-500Д2. Разберём, почему именно они, и какие есть альтернативы.

Зачем лазерному станку сжатый воздух

В лазерном комплексе воздух решает три задачи:

• Поддув в зону реза (режущий газ). Струя воздуха под давлением 10–16 бар подаётся через сопло соосно лучу: она выдувает расплавленный металл из реза, охлаждает кромку и не даёт продуктам горения осесть на защитном стекле. Для углеродистой стали малых и средних толщин, нержавейки и алюминия сжатый воздух — самый экономичный режущий газ: он в разы дешевле азота из баллонов.
• Защита оптики. Обдув защитного стекла режущей головки создаёт воздушный барьер между оптикой и брызгами расплава.
• Пневматика станка. Прижимы, обменные столы, отсечные клапаны — стандартные 6–8 бар.

Ключевой момент: первые две задачи предъявляют к воздуху требования, которых нет ни в автосервисе, ни на покраске. Ошибка в подборе компрессора здесь стоит дорого — вплоть до прогара защитного стекла и замены оптического тракта.

Три требования лазера к сжатому воздуху

Давление: 10–16 бар

Большинство волоконных лазеров при резке воздухом требуют давление поддува порядка 10–16 бар на входе в станок; для тонкой нержавейки и «глянцевого» реза отдельные производители просят ещё больше. Это типовые значения — точную цифру сверьте с паспортом вашего станка. Обычный винтовой компрессор на 8–10 бар для такого станка не подходит в принципе — нужна линейка высокого давления. Подробнее о том, почему давление нельзя «добрать» потом, — в статье какое давление компрессора выбрать.

Расход: небольшой, но непрерывный

Через сопло диаметром 1,5–2,5 мм при 10–16 бар уходит ориентировочно 0,3–0,9 м³/мин — типовые значения, сверьте с паспортом станка и таблицами режимов резки. То есть лазеру не нужен «монстр»: важен не большой расход, а способность стабильно держать высокое давление весь рабочий цикл, пока станок режет. Как переводить паспортные цифры в производительность компрессора с запасом — в статье о выборе по производительности.

Чистота: самое главное

Воздух проходит через оптический тракт головки. Капля масла или влаги на защитном стекле под лучом мгновенно выгорает — стекло мутнеет, мощность в зоне реза падает, рез «шлакует». Дальше по цепочке страдает фокусирующая линза, а это уже дорогой ремонт. Поэтому производители лазеров нормируют воздух по классам чистоты ГОСТ Р ИСО 8573-1: типовое требование — минимум влаги (точка росы от +3 °C и ниже), твёрдые частицы и масло — на уровне десятых и сотых долей мкм. Обычный цеховой воздух без осушителя и фильтров этим требованиям не соответствует никогда.

Сведём требования в таблицу:

* Типовые значения по отрасли — обязательно сверьте с паспортом вашего станка: требования разных производителей отличаются.

Готовый ответ Remeza: ВК15Т-16-500Д2 и ВК20Т-16-500Д2

Remeza выпускает установки, в которых все пункты таблицы закрыты одним корпусом. Расшифруем индекс (полный разбор обозначений — в статье о маркировке компрессоров Remeza ВК):

• ВК15Т / ВК20Т — винтовой компрессор с ременным приводом серии Т, смонтированный на ресивере;
• -16 — рабочее давление 16 бар: закрывает поддув практически любого волоконного лазера, режущего воздухом;
• -500 — ресивер 500 л в составе установки: сглаживает пульсации отбора и держит давление при пиках;
• Д2 — встроенный осушитель холодильного типа плюс дополнительные фильтры с отделением частиц до 0,01 мкм — то есть блок подготовки воздуха уже внутри.

Фактически это готовая пневмостанция для лазерного комплекса: компрессор, ресивер, осушитель и тонкая фильтрация на одной раме. Не нужно проектировать обвязку из отдельных ресиверов, осушителя и линейки фильтров — подключили к станку и работаете. Характеристики по руководству по эксплуатации:

Обратите внимание на уровень шума: 64 дБ у ВК15Т-16-500Д2 — это громкость обычного разговора. Установку можно ставить в том же помещении, что и станок, рядом с оператором, без отдельной компрессорной. Обе модели питаются от сети 380 В, построены на винтовом блоке RA-72 (что это за узел — в статье о винтовых блоках Remeza) и комплектуются электронным контроллером Airmaster P1 или МАМ860, который сам управляет циклами нагрузки и показывает наработку до ТО.

Версия ВК20Т-16-500Д2ВС — с частотным преобразователем: компрессор плавно подстраивает производительность под фактический отбор. Это выгодно, когда станок загружен неравномерно — много холостых перемещений, частая смена программ: частотник экономит электроэнергию и убирает лишние циклы старт-стоп.

Важная оговорка: состав исполнений (осушитель, фильтры, контроллер) у Remeza уточнялся от ревизии к ревизии. Перед покупкой и подключением сверяйте комплектацию конкретной установки по шильдику (заводской табличке) и руководству по эксплуатации — особенно если берёте машину не текущего года выпуска.

ВК15Т или ВК20Т: как выбрать между ними

• Один станок, сопла до ~2 мм — хватает ВК15Т-16-500Д2: её 1,0 м³/мин закрывает типовой расход поддува с запасом на пневматику станка.
• Большие сопла, работа на пределе давления или второй потребитель — берите ВК20Т-16-500Д2: 1,45 м³/мин дают запас около 40–45%, компрессор не молотит без пауз на пике.
• Рваный график загрузки станка — ВК20Т-16-500Д2ВС с частотником.

Общее правило: суммируйте паспортный расход всех потребителей и добавляйте запас 20–30% — компрессор не должен работать на пределе круглосуточно.

Альтернативы под нестандартные случаи

Станку достаточно 10 бар

Часть станков (особенно с азотной станцией для нержавейки, где воздухом режут только чёрную сталь) требует по паспорту 8–10 бар. Тогда переплачивать за линейку 16 бар не нужно: смотрите ВК15Е-10-500 в исполнении Д — 11 кВт, 1,4 м³/мин при 10 бар, ресивер 500 л, 65 дБ, встроенный осушитель с фильтром-влагоотделителем. Тонкую очистку в этом случае добираем магистральными фильтрами до 0,01 мкм на линии — подобрать их можно в разделе расходных элементов.

Несколько станков или толстый металл

Для парка из двух-трёх лазеров или машин большой мощности в той же архитектуре «всё на одной раме» выпускаются старшие модели: ВК25Т-16-500Д2 (18,5 кВт, 2,0 м³/мин, 70 дБ) и ВК30Т-16-500Д2 (22 кВт, 2,5 м³/мин, 75 дБ), обе — 16 бар с ресивером 500 л и осушителем с фильтрами Д2, есть версии ВС с частотником. А если производитель станка требует давление выше 16 бар, существует исполнение ВК30Т-20-470Д2 — 20 бар, 1,7 м³/мин, ресивер 470 л, 69 дБ. Чем вообще отличаются классы ВК20/ВК25/ВК30 — в отдельном сравнении.

Почему не поршневой компрессор с батареей ресиверов

Соблазн понятен: поршневые компрессоры высокого давления дешевле. Но для лазера эта схема плоха по всем трём требованиям:

• Пульсации. Поршневая машина подаёт воздух импульсами; даже через ресиверы давление на сопле «дышит», и качество кромки плавает. Винтовой компрессор даёт непрерывный поток (как он устроен — в статье о принципе работы винтового компрессора).
• Масло. Унос масла у поршневых машин, как правило, заметно выше, а каждый миллиграмм масла в воздухе — будущее пятно на защитном стекле. В винтовой установке масло отделяет сепаратор, и его состояние легко контролировать (см. признаки износа сепаратора).
• Режим работы. Лазер отбирает воздух практически непрерывно всю смену. Винтовой компрессор рассчитан именно на длительную работу, поршневой при таком цикле на 16 бар живёт недолго.

Ресиверы в этой схеме сглаживают пульсации, но не убирают ни влагу, ни масло — осушитель и фильтры пришлось бы докупать отдельно, и экономия исчезает.

Что в итоге

Задача «компрессор для лазерного станка» для нас не теоретическая: неслучайно первой новостью на remeza24.ru стал именно запуск компрессора для лазерной резки — такие проекты идут постоянно, и решение отработано. Схема выбора короткая:

• станок требует 10–16 бар, одно сопло — ВК15Т-16-500Д2 (1,0 м³/мин, 64 дБ — можно ставить рядом со станком);
• нужен запас, большие сопла или второй потребитель — ВК20Т-16-500Д2, при неравномерной загрузке — версия ВС;
• парк станков — ВК25Т/ВК30Т-16-500Д2;
• по паспорту достаточно 10 бар — ВК15Е-10-500Д плюс магистральные фильтры.

Все установки — в разделе винтовых компрессоров Remeza (серия Т — среди ременных моделей). Если пневмосеть уже есть и нужна только подготовка воздуха — смотрите осушители Remeza и магистральные фильтры. И помните: чистота воздуха для лазера держится на регулярном обслуживании компрессора — фильтры, масло и сепаратор меняются по регламенту ТО, иначе даже исполнение Д2 со временем начнёт пропускать масло к оптике.

Сомневаетесь в цифрах из паспорта станка или производитель указал расход «в литрах при таком-то давлении»? Пришлите нам паспорт или карту режимов резки — подберём установку под ваш комплекс с учётом планов на второй станок.