Hogyan alakítják a fejlett gázmegoldások és a VSD technológia a lézervágás jövőjét

A modern gyártásban a pontosság, a hatékonyság és a fenntarthatóság már nem opcionálisak, hanem versenyképességi szempontból elengedhetetlenek. Két alapvető technológia játszik egyre fontosabb szerepet ebben a változásban: a lézervágáshoz használt segédgáz-megoldások és a változó fordulatszámú hajtású (VSD) kompresszoros rendszerek. Míg a lézervágás nagymértékben függ az ipari gázok és a sűrített levegő megfelelő kombinációjától, addig a kompresszortermek technológiai forradalmon mennek keresztül, amelyet a VSD rendszerek új generációi mozgatnak.

Ezek a technológiák együttesen hatékony utat kínálnak a gyártóknak a tisztább vágások, az alacsonyabb üzemeltetési költségek és a fenntarthatóbb gyártósorok felé.

1. A lézervágás ma: ipari gázokra épülő precíziós folyamat

A lézervágás elengedhetetlen lett az autó- és repülőgépipartól kezdve az elektronikán, az orvostechnikai eszközökön, a textiliparon át a fémgyártásig. A technológia egy erősen fókuszált lézersugarat használ az anyagok megolvasztásához, égetéséhez vagy elpárologtatásához, így tiszta, precíz kontúrokat és ismételhető minőséget biztosít. A segédgáz – általában nitrogén (N₂), oxigén (O₂) vagy sűrített levegő – megválasztása meghatározó szerepet játszik a vágás minőségében, sebességében és költségében.

2. A segédgázok kritikus szerepe: nitrogén, oxigén és sűrített levegő

Nitrogén: oxidációmentes, kiváló minőségű vágáshoz

A nitrogén tiszta, oxidációmentes környezetet biztosít, ami elengedhetetlen a rozsdamentes acél és a lágyacél vágásához. Megakadályozza az elszíneződést, megőrzi az élek integritását és stabilizálja a hőmérsékletet, ami segít elkerülni a torzulást. Inert tulajdonsága miatt ez a gáz a legkedveltebb olyan alkalmazásokhoz, ahol kiváló élek és pontosság szükséges.

Az Atlas Copco több speciális, a lézervágáshoz tervezett és gyártott berendezést kínál, ezektől olvasson tovább itt: 
www.atlascopco.com/hu-hu/compressors/products/nitrogen-generators/lc-laser-cutting-range

Oxigén: vastag anyagokhoz és nagy áteresztőképességhez

Az oxigén exoterm reakciót vált ki a hevített szénacélban, ami további vágási energiát biztosít. Ezért optimális választás vastagabb anyagok esetén, ahol maximális termelékenység és gyors adagolás szükséges, például hajóépítés vagy nehézgépgyártás esetén.

Ha saját oxigént szeretne termelni, az oxigéngenerátoroktól itt olvashat tovább:
www.atlascopco.com/hu-hu/compressors/products/oxygen-generators

Sűrített levegő: a költséghatékony megoldás

A sűrített levegő segédgázként és tisztító levegőként, pneumatikus és kezelő rendszerekben egyaránt használható. Kiválóan alkalmas:

• Vékony anyagokhoz, pl. alumíniumhoz, horganyzott lemezhez
• Olyan alkalmazásokhoz, ahol az oxidáció nem jelent problémát
• Olyan műveletekhez, ahol a működési költségek és a sebesség a legfontosabb

A sűrített levegő gyakran jelentős költségcsökkentést és gyors vágási sebességet biztosít bizonyos anyagok esetében, ezért egyre népszerűbb választás.

3. Helyszíni gáztermelés: stratégiai változás a lézervágási műveletekben

A lézeres gyártás meghatározó trendje a helyszíni gáztermelés felé való elmozdulás, különösen a nitrogén esetében. A helyszíni rendszerek jelentősen csökkentik a nitrogéngáz-palackok szállításától és külső beszállítóktól való függőséget, ami a következő fő előnyökkel jár:

1. Költségmegtakarítás a palackok bérlésének és szállításának megszüntetésével.
2. Megbízhatóság a zavartalan saját gázellátás révén.
3. Rugalmasság a tisztaság és az áramlás gyártási igényekhez való igazításában.
4. Fenntarthatóság az alacsonyabb CO₂-kibocsátás és a gázszállítás hiánya révén.

Az Atlas Copco NGP⁺ nitrogéngenerátorai például 99,999%-os tisztaságot érnek el, és zökkenőmentesen integrálhatók a VSD kompresszorokkal és tárolótartályokkal, így teljes lézervágási gázmegoldást kínálnak.

4. Miért fontosabb a kompresszorhelyiség, mint valaha

A lézervágás teljesítményét nem csak a lézer határozza meg, hanem nagyban befolyásolja az azt támogató sűrített levegő rendszer is. A kiváló minőségű betáplált levegő, a megfelelő levegőkezelés, szűrés és nyomásstabilitás biztosítja, hogy a nitrogén- és oxigéngenerátorok hatékonyan működjenek, és a downstream folyamatok stabilak maradjanak.

A jól megtervezett rendszer komponensei a következők:

• VSD kompresszorok
• Légkezelés (szűrők, szárítók, kondenzátumkezelés)
• Megfelelő méretű légtartályok és csővezetékek
• Nitrogén- és oxigéngenerátorok
• Boosterek nagynyomású alkalmazásokhoz

Az ISO 8573‑1:2010 szabvány határozza meg a levegő tisztaságára vonatkozó követelményeket (részecskék, olaj, nedvesség), globális minőségi referenciaértékeket biztosítva a lézeres alkalmazásokhoz.

5. A forradalmi változás: VSD (Variable Speed Drive – frekvenciaváltós) kompresszorok

Míg a segédgázok a vágás minőségét befolyásolják, a kompresszorok gyakorlatilag az összes működési költséget befolyásolják. Ez az a terület, ahol a VSD technológia átalakítja a modern gyárak gazdasági és környezeti helyzetét.

Hogyan működik a VSD technológia?

A VSD kompresszorok invertert használnak a motor fordulatszámának a valós idejű levegőigény alapján történő szabályozásához. Ahelyett, hogy folyamatosan teljes sebességgel működnének (mint a fix fordulatszámú kompresszorok), a VSD egységek intelligensen szabályozzák a teljesítményt, biztosítva a minimális energiafogyasztást.

Miért fontos a VSD?

• Akár 60%-os csökkentés az energiafogyasztásban a fejlett VSD modellek esetében.
• Lehetséges a rendszernyomás alatt történő indítás/leállítás, alacsony energiafogyasztás mellett.
• Megszünteti a lefúvási veszteségeket és csökkenti a szivárgás hatását.
• Biztosítja a stabilabb rendszernyomást és a szigorúbb tűréshatár-szabályozást.

Mivel az energia a kompresszor élettartamának költségeinek akár 80%-át is kiteheti, a VSD technológia gyors megtérülést és hosszú távú megtakarításokat biztosít, ami kritikus fontosságú az energiaigényes folyamatok, például a lézervágás esetében.

6. A VSD fejlődése: a VSD-től a VSD⁺-ig és a VSDˢ-ig

Az Atlas Copco jelentős előrelépést ért el a VSD innováció terén:

VSD (1994)

Akár 35%-kal csökkenti az energiaköltségeket, és továbbra is kiváló választás a változó levegőigényű alkalmazásokhoz.

VSD⁺ (2013)

• Akár 50% energiamegtakarítás az alapjáraton való működéshez képest.
• Kompakt, függőleges kialakítás, amely 60%-kal csökkenti a helyigényt.
• Kivételesen csendes, így a felhasználási helyhez közelebb is felszerelhető.
• Beépített SMARTLINK csatlakozás a valós idejű felügyelethez.

VSDˢ (2021)

Az iparág arany standardjának tekinthető, és a következőket kínálja:

• Akár 60%-os energia-megtakarítás a fix fordulatszámú kompresszorokhoz képest.
• Intelligens hőmérséklet-szabályozás (STC) a kondenzáció kiküszöbölésére.
• Boost Flow Mode ideiglenes kapacitásnöveléshez.
• OPC UA csatlakozás az intelligens gyárakba való zökkenőmentes integrációhoz.

7. Felügyelet és karbantartás: az üzemidő és az eszközérték maximalizálása

A modern rendszerek nagymértékben támaszkodnak a proaktív felügyeletre:

• Valós idejű diagnosztika
• Előrejelző riasztások
• Távoli felügyelet a SMARTLINK segítségével
• Csökkentett leállási idő és meghosszabbított berendezés élettartam

A felügyelet biztosítja a lézervágás optimalizált teljesítményét, miközben fenntartja a VSD kompresszorok és a helyszíni gázgenerátorok által biztosított hatékonyságnövekedést. Az Atlas Copco SMARTLINK távfelügyeleti rendszeréről itt olvashat többet:
www.atlascopco.com/hu-hu/compressors/service/efficiency/compressor-monitoring

Következtetés: A lézervágás hatékonyságának és vezérlésének új korszaka

A fejlett gázmegoldások és a VSD kompresszor technológia konvergenciája átalakítja a gyártást. A lézervágás pontosabbá, költséghatékonyabbá és fenntarthatóbbá válik, ha a megfelelő segédgázok, helyszíni generáló rendszerek és intelligens légsűrítés támogatja.

Az alábbiak alkalmazásával a gyártók jobb vágási minőséget, alacsonyabb energiaszámlákat és nagyobb ellenőrzést kapnak a működési teljesítmény felett:

• Az anyagokhoz és a minőségi követelményekhez igazított nitrogén-, oxigén- és sűrített levegő megoldások
• Helyszíni generátorok a megbízhatóság és a költségkontroll érdekében
• Páratlan energiahatékonyságot biztosító, új generációs VSD kompresszor rendszerek

Ez az integrált megközelítés jelzi a lézeralapú gyártás jövőjét, amelyben az energiahatékonyság, a pontosság és a fenntarthatóság tökéletes összhangban működnek.

Amennyiben kérdése van vagy szeretne személyre szabott tanácsadást, írjon erre a címre: kompresszor.hun@atlascopco.com

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Körforgásos gazdaság – Napjaink egyik legnagyobb kihívása a hulladékkezelés és a hulladék-újrahasznosítás. Projektünk fő célkitűzése, hogy olyan iparban alkalmazható technológiát fejlesszünk, ami alkalmas a különböző műanyag-, gumi- és egyéb szénhidrogén-hulladékok (fáradtolaj stb.) újrafeldolgozására a körforgásos gazdaság jegyében – kezdi beszélgetésünket Papp Géza Bálint, a PGB Engineering Kft. ügyvezető igazgatója.

A feladat: olyan reaktorrendszerek megvalósítása, amelyek mezőgazdasági és szerves hulladékokból fosszilis energiahordozóként és alapanyagként használható szénhidrogén-frakciók kinyerésére alkalmasak, a körforgásos gazdaság keretein belül. A projektet a Siemens Zrt. a 2025-ös év inspiráló ipari projektjei közé választotta.

Mi volt a fejlesztés motivációja és a megrendelés háttere?

P.G.: Szerencsések voltunk, hiszen több mint kétévtizedes tapasztalattal, valamint a megfelelő referenciákkal és installált bázissal rendelkeztünk ahhoz, hogy a léptékhatás törvénye alapján megvalósíthassuk az első nem laborméretű, hanem ipari szintű „mini” technológiákat. Régóta dolgozunk K+F területen, és vegyipari oktatóberendezések gyártásában is elég erősek vagyunk, hiszen mi készítettük a MOL MK vegyipari műveletek tanlaborját 13 technológiával. A megrendelőnk a Pannon Egyetemen működő MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék volt. Hatalmas élmény volt kutatókkal együttműködni a technológiák kialakítása, megtervezése folyamán, és látni azt, amikor a beüzemelést követően elkezdték használni, és az elvárásaiknak, szimulációs modelljeiknek megfelelő vagy ahhoz közeli eredményekkel zárultak a kísérletek.

Milyen új lehetőségeket teremt a fejlesztés?

P.G.: Több nézőpontból megközelítve: az egyetem számára lehetőséget teremt ipari technológiai alapú kutatások, fejlesztések megvalósítására. Ezen fejlesztések eredményeként pedig várhatóan másként lehet majd gondolni ezekre a hulladékokra, amelyek a megfelelő folyamatokat követően kisebb szénatomszámú, már nem polimer állapotú anyagként újra alapanyaggá válnak, és más gyártási folyamatokban vagy újrahasznosított fosszilis tüzelőanyagként folytatják körforgásukat. A tanszéki eredmények tették lehetővé, hogy Közép-Európa legnagyobb olajipari vállalata, a MOL ültethesse át a gyakorlatba mindezt, ami a MOHU integrációjával korlátlan alapanyagforrást és állandóan megújuló körforgást jelent. Ennek eredményeként a műanyag zacskókra, a csomagolóanyagokra, fóliákra, műanyag edényekre stb. talán más szemmel fogunk tekinteni.

A PGB Engineering Kft. szempontjából hihetetlen tapasztalatot és referenciát jelent a projekt. Természetesen azt sem téveszthetjük szem elől, hogy ez egyértelműen belépési lehetőség a kutatási piacra, nagyon komoly installált bázissal, hiszen 5 technológiát foglal magában a projekt:

• Termikus-katalitikus reaktorrendszer(P_max = 100 bar, T_max = 650 °C, robbanásbiztos kivitelben),
• Vízgőzös pirolízis-reaktorrendszer(T_max = 1 000 °C, robbanásbiztos kivitelben),
• Műanyagkrakkoló reaktorrendszer(4 db reaktort foglal magában, T_max = 650 °C, robbanásbiztos kivitelben),
• Méretnövelt tenzides reaktorrendszer(3 db reaktort foglal magában),
• Elgázosító reaktorrendszer(3 db reaktort foglal magában, T_max = 950 °C, robbanásbiztos kivitelben).

Miként valósították meg a fejlesztést?

P.G.: Egy ilyen projekt hosszú tervezési folyamat eredménye; 10–12 hónapig tartott a tervezés. Ennek az első szakasza az igényfelmérés volt. Teljesen természetes, hogy egy kutató olyan berendezést szeretne használni, ami multifunkcionálisan mindenre alkalmas, ezért első körben ennek a határait kellett meghatároznunk és lefixálnunk. Ezt követte a tervezés második lépcsője: a környezet és az épület adottságainak figyelembevételével történő kalkuláció, hiszen be kell férniük a technológiáknak, emellett karbantarthatónak és hozzáférhetőnek kell lenniük egy nem erre a célra tervezett épületrészben. Természetesen a projekt részét képezte ennek a komplett újratervezése, a megfelelő elszívások, energetikai alrendszerek és egyebek kialakítása. Mint minden projektünk esetében, itt is a terveket egy tervzsűri bírálta el, és az elfogadást követően indulhatott az anyagbeszerzés és a gyártás. Ez a folyamat újabb 12–14 hónapot vett igénybe. Közel 100 ember dolgozott a feladaton, ami szintén komoly kihívás elé állított minket, kezdve a logisztikától az épületen belüli daruzáson át a komplett installáción a végső takarításig.

Milyen Siemens eszközöket alkalmaztak, és milyen feladatokra?

P.G.: A villamos irányítástechnikai rész kialakításában alkalmaztuk a Siemens-eszközöket. A reaktorok vezérlését két SIMATIC S7-1500 PLC-konfiguráció látja el, amelyhez a reaktorokon elhelyezett hat darab Siemens robbanásbiztos kivitelű, rozsdamentes acél szekrényben SIMATIC ET200 állomások találhatók; ezek közvetlenül képesek a gyújtószikramentesen leválasztott mérési jeleket fogadni. A szivattyúkat és ventilátorokat SINAMICS G120 típusú frekvenciaváltók vezérlik. A villamos fűtéseket SIRIUS 3RF szilárdtest relék kapcsolják, a technológiai nyomásokat SITRANS P220 robbanásbiztos kivitelű nyomástávadók mérik. Az alapanyag-adagolást SIWAREX WP321 gyújtószikramentes mérlegrendszer biztosítja. Az irányítástechnika kommunikációs gerincét PROFINET hálózat szolgáltatja, amelyhez Siemens SCALANCE XB hálózati kapcsolókat alkalmaztunk. A PROFINET kiépítéséhez Siemens ipari Ethernet-kábelt és fém kialakítású RJ45-csatlakozókat használtunk. A számok tükrében a projekt Siemens-vonatkozású irányítástechnikai része: gyújtószikramentes körök száma: 448; frekvenciaváltós hajtások száma: 17; villamos fűtések száma: 53; PID-szabályozókörök száma: 50; PROFINET-állomások száma: 37. Az energiaelosztás 24 voltos egyenáramú rendszerét Siemens SITOP PSU tápegységek és PSE biztonsági modulok biztosítják.

Mik a következő lépések a projekt kapcsán?

P.G.: A Pannon Egyetemen a MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék folyamatosan folytatja a kísérleteket, amelyek eredményeként kialakítják az utat a valós körforgásos gazdaság irányába. A PGB Engineering támogatja az egyetemet és a kutatást, segítséget nyújt a berendezések tisztítása és karbantartása kapcsán.

www.pgbengineering.hu, www.siemens.hu

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

A minőségellenőrzés sokáig egy külön világ volt a gyártáson belül: klimatizált mérőlaborok, nagy koordináta-mérőgépek, metrológiára specializálódott mérnökök.

A mérés helye egyértelmű volt: a mérőszoba. Az utóbbi években azonban egy új trend kezd egyre látványosabban kirajzolódni: a metrológia kilép a mérőlaborból, és közelebb kerül a gyártósorhoz és a feladat helyszínéhez.

A mobil 3D mérési technológiák fejlődésével ma már nem feltétlenül az alkatrészt kell a mérőgéphez vinni – sok esetben a mérőeszköz megy az alkatrészhez.

Miért változik a minőség-ellenőrzés területe?

A gyártóiparban egyre nagyobb az igény a gyorsabb és rugalmasabb ellenőrzési folyamatokra, ami gyakran a vevői elvárások szigorodásából fakad. Az egyre inkább digitalizált és termelékenyebb gyártási környezetben a minőségellenőrzésnek is lépést kell tartania a rövidebb ciklusidőkkel bonyolult geometriájú termékek és összetett mérési feladatok esetén is.

Emellett egyre több olyan mérési igény jelenik meg a gyártásban, ahol az azonnali, helyszíni döntés kulcsfontosságú. Ilyen lehet egy gyártásközi ellenőrzés, egy gyártási probléma vizsgálata, vagy egy karbantartási és javítási feladat a több műszakban üzemelő soron. Ezekben az esetekben a mérőlaborhoz kötött ellenőrzés inkább akadály, mint megoldás: a mérési sorban állás és a logisztika jelentősen lassíthatja a folyamatot. Ezért jelenik meg egyre erősebben az igény a gyors, rugalmas és helyszínen elvégezhető mérésekre azonnali kiértékeléssel.

A modern, mobil metrológia válaszol

A globális 3D metrológiai piac értéke már közel 12 milliárd dollár és az elemzések szerint a következő években 15 milliárd fölé növekszik, ahogy az ipari szereplők egyre inkább nyitnak az automatizált és adatvezérelt minőségellenőrzési megoldások felé. A legújabb, mobil mérőrendszerek különösen gyorsan terjednek: a hordozható metrológiai megoldások piaca 2033-ig várhatóan több mint duplájára, 4,4 milliárd dollárra nő.

A modern, ipari 3D szkennerek már nem csupán adatgyűjtő eszközök. Egyre inkább önálló mérőrendszerként működnek, amelyek a szkennelést, a kiértékelést és a jelentéskészítést egyetlen, gyors munkafolyamatba integrálják.

Erre élenjáró példa a FreeScan Omni, amely vezeték nélküli működésével és fedélzeti számítási képességeivel lehetővé teszi a 20 mikron pontosságú, gyors, helyszíni mérést és kiértékelést. Az önálló metrológiai rendszer 93 lézervonal segítségével rögzíti a teljes felületet akár 7 619 000 pont/mp sebességgel, miközben a piacon egyedülálló fedélzeti minőség-ellenőrzési funkció az előre beállított mérési terv szerint azonnali kiértékelést és riportálást tesz lehetővé – egyetlen gombnyomásra.

Ez a megközelítés jelentősen lerövidítheti a mérési folyamatot: a szkennelés és az ellenőrzés közvetlenül a helyszínen elvégezhető, anélkül, hogy az adatokat külön mérőlaborba kellene továbbítani.

Bemutató, tesztmunka és mérési szolgáltatások az ADMASYS HU-nál

Magyarországon a FreeScan Omni az ADMASYS HU-nál próbálható ki élesben. Lehetőséget biztosítanak technológiai tesztekre, emellett a rendszert ipari feladatokban, konkrét mérési projektekben is használják.

Mindazonáltal egyetlen eszköz sem jó minden feladatra. Az ADMASYS csoport márkafüggetlen szakértőként az ipar egyik legszélesebb 3D szkenner és kapcsolódó célszoftver kínálatával rendelkezik, így a különböző mérési és reverse engineering alkalmazásokhoz az optimális eszközök és munkafolyamatok kombinációját tudják javasolni.

A kérdés ma már nem az, hogy van-e helye a hordozható 3D metrológiának az iparban – hanem az, hogy az adott üzemben, az adott feladatok esetén melyik eszköz és folyamat biztosítja a legnagyobb hozzáadott értéket és megtérülést. Ebben tud segíteni az ADMASYS HU csapata.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!