Lazer soğutma sistemi

Lazer makinesi için soğutma sistemi, ekipmanın çalışmasında önemlidir. Bu yazımızda size makineniz için soğutma ekipmanını nasıl seçeceğinizi anlatacağız.

CNC lazer makinelerinin, çok çeşitli malzemeleri işlemek için çok yönlü ve kullanımı kolay bir ekipman oldukları kanıtlamıştır. Yüksek hız ve işleme kalitesi nedeniyle, lazer ekipmanı bir dizi üretim sürecinde (örneğin, reklamcılık, tekstil, hediyelik eşya, kuyumculuk endüstrisi ve diğerleri) yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. CNC lazer makinelerinin popüler hale gelmesi uygun maliyetli fiyatı ile büyük ölçüde kolay hale gelmiştir. Geniş bir model yelpazesinin yanı sıra, farklı çalışma alanı boyutlarına sahip makinelerin varlığı, nominal lazer gücü değerleri vb. CNC makinelerini cazip hale getirmiştir.

Elektrikle stimüle edilen karbondioksit gaz karışımına dayalı gaz lazerler yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbondioksit, nitrojen ve helyum karışımı, içlerinde radyasyon üretimini sağlar. Gaz lazerleri, farklı güç değişim aralıklarında kararlı bir radyasyon akışı sağlar. Bu, işlenecek ürünlerin kalitesini artırır. Ek olarak, bu tip lazerler için işlem maliyeti çok düşüktür ve bu da üretim maliyetlerinin düşürülmesinde olumlu bir etkiye sahiptir.

Bununla birlikte, CO2 gaz lazerlerinin önemli bir dezavantajı, çalışma sırasında yüksek düzeyde ısı üretimidir. Ayrıca aşırı ısı, lazer tüpünün kendisini olumsuz etkileyerek çalışma ömrünü önemli ölçüde azaltır. Tüpün “dayanıklılığını” uzatmak için fazla ısıyı çıkarmak zorunludur. Bu görevi, lazer makinesinin soğutma sistemi (chiller) gerçekleştirir.

Chiller nedir?

Lazer makinesi için soğutma sisteminin tasarımı çok basittir. İçerisinde aktif gaz karışımı bulunan tüp, gövdenin çift cidarına sahiptir ve aralarındaki boşluk soğutma sıvısını geçirmek için kullanılır. Sıvı, ana tanktan özel bir pompa ile alınır, lazer tüpünden pompalanır ve ardından geri boşaltılır. Aynı tank pasif bir ısı eşanjörü görevi görür ve  borudaki ısıtılmış sıvı, ana su hacmi ile karıştırıldığında soğutulur.

Pasif bir sistem her zaman uygun seviyede ısı dağılımı sağlamaz. Bunun için kaba soğuk su eklemelisiniz veya sıvının tüm kütlesini doğal bir şekilde soğutmak için lazer makinesini periyodik olarak durdurmalısınız. Ek olarak, gerekli soğutma koşullarını karşılamak için pasif sistem çok büyük hacimde (yaklaşık 100 l) sıvı gerektirir. Bu, ekipmanın boyutunu önemli ölçüde artırır ve lazer makinesinin kurulumu için geniş bir alan gerektirir.

Ancak asıl sorun, çalışma sıcaklığının hassas kontrolünün olmamasıdır. Sıcaklığı yalnızca görsel olarak takip edebilirsiniz, sıvının aşırı ısınması lazer tüpünü olumsuz etkileyebilir.

Soğutma sistemlerinin otomasyonu için özel cihazlar olan ‘’chiller’’ler kullanılmaktadır. Chiller, soğutma sıvısı için bir tank, bir lazer tüpünden pompalamak için yerleşik bir pompa ve aktif bir ısı değişim sistemi (boru şeklindeki bobinler, freon veya hava sirkülasyon fanları ve ayrıca otomatik elektronik kontrol üniteli sıcaklık sensörleri) içerir. Chiller’i lazer makinesine bağlayarak, çalışma sıvısını doldurarak ve istenen sıcaklığı “çıkışta” ayarlayarak (örneğin, 19-21 °C lazer tüpü için en uygun olandır) soğutma sistemini kurabilirsiniz. CNC lazer makinesi uzun süre maksimum güçte çalıştığında bile istenen sıcaklık otomatik olarak korunur.

Chiller için seçim kriterleri

“Profesyonel soğutucu”dan bahsederken, yükü ne olursa olsun lazer makinesini etkili bir şekilde soğutmaya izin verecek parametrelere sahip modelleri kastediyoruz.

Chiller tasarımları iki tipe ayrılır:

• Hava soğutmalı
• Freon soğutmalı

Temel fark nedir?

Hava soğutma grubu soğutucular sıvıyı odada mevcut olan sıcaklığın altında soğutamayacaktır. Sonuçta, freon (soğutucu) olmadan, hava ünitesinin soğuğu alacak hiçbir yeri yoktur. Ek olarak, hava soğutma grubu soğutucular genellikle “ilk modeller” olarak bilinir, bu nedenle bazı önemli işlevlerden yoksun olabilirler: örneğin, otomatik izleme ve kullanıcı tanımlı soğutma suyu sıcaklığının aşılması uyarısı gibi.

Bu nedenle, hava soğutucunun tek avantajı, gerekli sıvı kapasitesinin (9-10 litreye kadar) azaltılmasıdır (lazer makinesinin pasif soğutma sistemine kıyasla). Ancak, bir hava soğutucu kullanırken lazer makinesinin yükündeki ve üretim odasındaki ortam sıcaklığındaki çok çeşitli değişikliklerde otomatik sıcaklık dengelemesi her zaman güvenilir olmayabilir.

Hava soğutucuların uygulama kapsamı: 60 W’tan fazla kapasiteye sahip olmayan tüplerle donatılmış CNC lazer makineleri. Daha güçlü makineler için, soğutma sıvısı 15 dakikalık sürekli işlemlerden sonra aşırı ısınır.

Freon soğutmalı chiller

Freon soğutma, sıcaklık seviyesinin otomatik olarak korunmasını sağlarken gerekli soğutma sıvısı hacmini (5-7 litreye kadar) daha da azaltmanıza olanak tanır. Böyle bir soğutucu kullanıldığında, lazer makinesi herhangi bir aşırı ısınma belirtisi olmadan yirmi dört saat çalışabilir.

Soğutucu, 100 W veya daha fazla tüplere sahip lazer makineleri için uygundur (bu durumda, büyük hacimli dahili kapasiteye sahip bir freon soğutucu gereklidir). Ayrıca iki makineyi aynı anda, örneğin 60 W ve 90 W tüplerle (veya başka bir kombinasyonla) soğutmak için bir freon soğutma grubu kurulabilir. Ancak bu durumda her iki makine de maksimum güçte uzun süre çalışmamalıdır.

Hangi su kullanılmalıdır?

Pasif soğutma sistemleri için lazer ekipmanı üreticileri temiz musluk suyunun kullanılmasını tavsiye eder. Bununla birlikte, su tipinin büyük farklılıklar nedeniyle, damıtılmış su kullanmak daha geniş kabul görür.

Soğutucuyu doldurmak için antifriz (donma noktasını düşürmek için soğutma sistemindeki suya eklenen sıvı) de kullanabilirsiniz. Bunu ancak lazer makinesinin soğutucu ve soğutma sistemi daha önce normal suyla doldurulmamışsa yapabilirsiniz. Aksi takdirde, antifriz doldurulmadan önce sistem damıtılmış su ile iyice durulanmalıdır.