Máy cắt Laser tiêu thụ bao nhiêu năng lượng? Cách tiết giảm hiệu quả nhất

Khi mua một máy cắt laser để sử dụng cho doanh nghiệp, điều quan trọng là phải đánh giá mức tiêu thụ năng lượng của nó. Nhiều người đã bỏ qua khía cạnh này, dẫn đến việc không lường trước được chi phí hoạt động. Hiểu được những yếu tố này là rất quan trọng để vận hành hiệu quả và tận dụng giá trị của máy để phát triển doanh nghiệp của bạn.

Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu cách xác định và tính toán năng lượng mà máy cắt laser sẽ tiêu thụ. Bạn sẽ nhận được các ví dụ và so sánh khác nhau để có thể xác định công suất điện sẽ được thêm vào hóa đơn tiền điện của mình.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện của máy cắt laser

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cách máy cắt laser tiêu thụ năng lượng. Hiểu được những yếu tố này sẽ giúp bạn xác định được bạn sẽ phải trả bao nhiêu tiền trong hóa đơn tiền điện hàng tháng. Không chỉ vậy, nếu muốn tiết kiệm năng lượng hơn, bạn có thể sử dụng những yếu tố này để hiểu cách có thể giảm thiểu lượng khí thải carbon của mình.

Hãy điểm qua 3 yếu tố ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện năng của máy cắt laser:

1. Loại máy cắt Laser

Nghiên cứu đã cho thấy nhu cầu tạo ra nhiều loại máy cắt laser để giúp các nhà sản xuất tiết kiệm năng lượng hơn và bền vững hơn. Làm quen với những máy này sẽ giúp bạn biết chúng khác nhau như thế nào về công suất laser tối đa mà chúng cung cấp.

• Laser CO2 sử dụng hỗn hợp CO2 (carbon dioxide), N2 (nitơ) và He (Helium) để tạo ra lực mạnh để chùm tia laser có thể cắt xuyên qua vật liệu.
• Laser sợi quang sử dụng sợi quang dọc theo các ống laser để tạo ra năng lượng laser hướng tới một điểm cụ thể để cắt vật liệu.
• Laser diode sử dụng một điểm nối bán dẫn (thường được làm từ GaAs hoặc gallium arsenide) để tạo ra ánh sáng laser mạnh để cắt.
• Tia laser hồng ngoại có hai loại. 1 là người sử dụng laser Nd: YAG được trang bị tinh thể garnet nhôm yttrium. Một phương pháp khác sử dụng Laser Nd: YVO được trang bị tinh thể yttrium vanadate. Cả hai tinh thể đều được thêm ion neodymium.

Giống như xử lý các loại động cơ khác nhau, những chiếc máy này tạo ra chùm tia laze khác nhau nên cách chúng tiêu thụ năng lượng cũng sẽ khác nhau. Ví dụ: máy cắt laser sợi quang được cho là tiết kiệm năng lượng hơn nên tiêu thụ ít điện năng hơn so với Máy laser CO2.

Các thiết bị ngoại vi đi kèm với máy cũng cần được xem xét. Hầu hết các máy cắt chạy bằng laser đều yêu cầu bộ phận làm mát hoặc hệ thống xả. Đây là những hệ thống sẽ làm tăng thêm mức tiêu thụ năng lượng. Sau này, bạn sẽ tìm hiểu thêm về những thiết bị bổ sung này là gì và chúng ảnh hưởng như thế nào đến việc tiêu thụ năng lượng của các máy chạy bằng laser.

2. Thời gian làm việc

Thời gian hoạt động cũng ảnh hưởng đến mức độ tiêu thụ điện năng của thiết bị cắt laser. Đây là lý do tại sao khi tính toán, bạn phải xem xét số watt mỗi giờ sử dụng.

Đây là một ví dụ: Laser diode có công suất quang thấp hơn so với các thiết bị cắt laser khác. Mặc dù điều đó có nghĩa là nó tiêu thụ ít năng lượng hơn nhưng cũng có nghĩa là bạn cần nhiều đường chuyền hơn để hoàn thành một đường cắt. Điều đó đòi hỏi thời gian làm việc lâu hơn. Điều này có thể dẫn đến mức tiêu thụ điện cao hơn so với laser sợi quang có công suất quang cao hơn.

Bạn cũng nên lưu ý rằng chế độ chờ của thiết bị cắt laser cũng tiêu tốn năng lượng. Ngay cả khi bạn không sử dụng máy, miễn là nó vẫn bật thì nó vẫn tiêu thụ điện. May mắn là một số máy được trang bị tính năng tiết kiệm năng lượng, sử dụng điện năng tối thiểu khi để ở chế độ chờ.

3. Loại sử dụng

Quy trình cắt hoặc khắc laser sẽ tiêu tốn lượng mức năng lượng khác nhau. Sức mạnh của chùm tia laser sẽ khác nhau. Nói chung, việc cắt sẽ tốn nhiều năng lượng hơn so với chỉ khắc. Khi khắc một thiết kế, bạn không cần công suất tối đa để cắt xuyên qua vật liệu. Bạn chỉ cần tạo một vết lõm trên bề mặt là đủ để có thể nhận biết được thiết kế.

Tất nhiên, chất liệu cũng sẽ là một yếu tố cần cân nhắc. Loại và độ dày của vật liệu cũng sẽ phát huy tác dụng.

Tiêu thụ năng lượng của các thành phần máy khác nhau

Ở phần trên, các thiết bị ngoại vi đã được nhắc đến. Yêu cầu về năng lượng của từng thiết bị góp phần tiêu thụ năng lượng trong toàn bộ quá trình cắt. Máy cắt laser yêu cầu các tiện ích bổ sung cụ thể như hệ thống làm mát, máy nén khí, máy hút khói, v.v.

Khi mỗi phụ kiện tiêu thụ điện năng cũng được bao gồm, điều đó sẽ cho bạn ý tưởng rõ hơn về mức độ ảnh hưởng của hệ thống laser tới hóa đơn tiền điện của bạn.

Động cơ servo:

Động cơ bước hoặc động cơ servo được sử dụng để điều khiển chuyển động của tia laser vì nó tuân theo thiết kế được yêu cầu. Mặc dù mức sử dụng năng lượng của chúng rất đáng chú ý nhưng nhìn chung nó vẫn hiệu quả, đặc biệt là trong các máy móc hiện đại.

Bộ giảm tốc:

Bộ giảm tốc đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định các màn hình servo công suất cao. Nó cũng khuếch đại mô-men xoắn để tạo ra việc cắt hoặc khắc chính xác hơn. Mức tiêu thụ năng lượng của chúng thường thấp và được tính vào mức tiêu thụ chung của hệ thống điều khiển chuyển động.

Hệ thống CNC:

Đây là tủ điều khiển hệ thống vận hành của thiết bị laser khi nó hoạt động. Nó kiểm soát đầu ra và đảm bảo độ chính xác trong quá trình thiết kế.

Máy nén khí:

Mặc dù những thiết bị này là bắt buộc trong máy cắt laze nhưng kích thước và mức tiêu thụ năng lượng sẽ khác nhau. Máy nén khí có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn tùy theo yêu cầu về áp suất của máy.

Chiller:

Đây là bộ phận làm mát của hệ thống. Nó có nhiệm vụ làm mát nguồn laser để nó không bị quá nóng và làm ảnh hưởng đến phần còn lại của máy. Laser công suất cao có thể tiêu thụ nhiều năng lượng.

Máy hút khói:

Bộ phận này đóng vai trò là ống xả của máy. Nó liên quan đến luồng không khí và quá trình lọc – đảm bảo tính bền vững trong hoạt động không bị ảnh hưởng.

Máy cắt Laser tiêu thụ bao nhiêu năng lượng?

Hiểu được chi phí liên quan đến việc sử dụng máy cắt laser là điều quan trọng để lập ngân sách và quy trình hoạt động hiệu quả. Bạn phải xem xét thực tế rằng máy cắt laser sợi quang sẽ tiêu thụ năng lượng khác so với máy chạy bằng laser CO2. Tốt nhất bạn nên tham khảo hướng dẫn sử dụng của máy để có được dữ liệu thực tế khi thực hiện tính toán.

Mặc dù cần xem xét các biến thể nhưng công thức chung mà bạn có thể sử dụng như sau:

Chi phí hàng ngày = Công suất tính bằng kW × Số giờ hoạt động × Chi phí mỗi kWh

Nếu bạn muốn biết mức tiêu thụ điện năng mỗi giờ, hãy xem mức tiêu thụ tính bằng kilowatt giờ dựa trên các ví dụ sau:

Hãy tưởng tượng một máy cắt laser 20kW. Nếu nó hoạt động 8 giờ một ngày và chi phí điện $0,12 cho mỗi kWh, bạn sẽ nghĩ rằng phép tính sẽ là nhân cả 3 giá trị. Điều đó sẽ làm cho việc tính toán chi phí hàng ngày trông như sau:

Chi phí hàng ngày = 20kW × 8 × 0,12 USD

Nhưng trước khi tiếp tục sử dụng máy tính, bạn cần đảm bảo rằng mức tiêu thụ điện năng chỉ là 20kW. Ngay cả khi nhãn máy cắt ghi rằng đó là 20kW thì đó không phải là thứ duy nhất tiêu thụ điện năng. Hãy nhớ rằng, các bộ phận khác sử dụng năng lượng trong khi bạn cắt vật liệu bằng máy chạy bằng laze.

Vì vậy, giả sử rằng động cơ servo, hệ thống CNC và bộ giảm tốc tiêu thụ 5kW. Máy làm lạnh tiêu thụ 7kW. Máy hút khói tiêu thụ 3kW. Tổng công suất sử dụng sẽ là 35kW

Việc tính toán chi phí hàng ngày sẽ như sau:
Chi phí hàng ngày = 35kW × 8 × 0,12 USD
Chi phí hàng ngày = 33,6 USD

Nhưng đó chỉ là ước tính. Bạn cũng phải quan tâm đến chế độ chờ của máy. Suy cho cùng, khi máy cắt hoạt động được 8 tiếng không có nghĩa là nó chạy hết công suất cung cấp năng lượng cho toàn bộ nó. Chế độ chờ vẫn ở chế độ chờ. Việc này tiêu thụ ít năng lượng hơn so với khi cắt vật liệu.

Vật liệu ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện của máy cắt Laser như thế nào?

Mức tiêu thụ điện của máy laser thay đổi tùy theo vật liệu được cắt. Xét cho cùng, vật liệu ảnh hưởng đến thời gian và tốc độ cắt và do đó ảnh hưởng đến điện năng tiêu thụ. Đó là lý do tại sao khi tính toán điện năng tiêu thụ của những máy cắt laser, bạn phải xem xét một số yếu tố.

1. Loại vật liệu

Các vật liệu khác nhau có mức độ hấp thụ tia laser khác nhau. Một số vật liệu khó cắt hơn so với những vật liệu khác.

Thép được coi là một trong những kim loại khó cắt nhất. So với đồng hoặc nhôm, sẽ mất nhiều thời gian hơn để cắt và đương nhiên sẽ tiêu thụ nhiều điện năng hơn. Bạn thậm chí có thể phải bật nguồn lên hết công suất để hoàn thành công việc.

2. Kích thước và độ dày

Ngoài loại vật liệu, bạn cũng nên xem xét kích thước và độ dày đang được cắt. Một tấm thép 3 inch sẽ mất nhiều thời gian hơn để cắt so với tấm dày 1 inch. Bạn cũng có thể phải tăng công suất để đạt được độ sâu cắt mong muốn.

3. Độ phản xạ

Vật liệu có độ phản chiếu cao có thể phản xạ một phần năng lượng laser, làm giảm hiệu quả cắt. Tia laser có thể cần hoạt động ở công suất cao hơn hoặc trong thời gian dài hơn để đạt được đường cắt mong muốn, do đó làm tăng mức tiêu thụ năng lượng.

4. Độ dẫn nhiệt

Vật liệu có tính dẫn nhiệt cao (chẳng hạn như đồng) tản nhiệt nhanh chóng. Đặc điểm này đòi hỏi tia laser phải sử dụng nhiều năng lượng hơn để duy trì nhiệt độ cần thiết tại điểm cắt, dẫn đến mức tiêu thụ điện cao hơn so với các vật liệu có độ dẫn nhiệt thấp hơn.

So sánh mức tiêu thụ điện năng ở các máy cắt khác nhau

Muốn biết máy cắt laser tiêu thụ bao nhiêu điện năng là chưa đủ. Bạn cũng cần so sánh nó với các máy cắt khác để có thể xác định xem nó có giá trị hay không.

Một số người nghi ngờ rằng máy laser thường đắt tiền so với các máy khác. Ở một số khía cạnh, điều này đúng. Khi bạn mua máy cắt chạy bằng laser, nó sẽ đắt hơn so với máy cắt plasma hoặc máy cắt oxy. Máy cắt chạy bằng laser mang lại giá trị tốt nhất. Tất nhiên, chi phí để mua máy khác với chi phí vận hành.

Mỗi máy cắt Laser tiêu thụ bao nhiêu điện?

Để xác định lượng điện mà máy laser tiêu thụ, hãy xem bảng bên dưới để so sánh với các máy khác.

Với bảng này, bạn có thể thấy rằng mặc dù chi phí vận hành của máy laser cao hơn nhưng chất lượng lại xứng đáng. Bạn sẽ tiết kiệm được thời gian cắt nhiều loại vật liệu vì tốc độ cắt cũng khá nhanh. Nhìn chung, nó làm cho tia laser tiết kiệm năng lượng hơn và hiệu quả hơn trong việc mang lại những đường cắt chất lượng cao.

Câu hỏi thường gặp

Hiểu rõ về máy cắt chạy bằng laser và cách chúng tiêu thụ năng lượng sẽ cho bạn những ý tưởng tốt hơn khi bạn tối ưu hóa hoạt động của mình để tạo ra những sản phẩm chất lượng cao. Dưới đây là những câu hỏi thường gặp về những máy cắt này.

1. Tại sao máy cắt Laser tiêu thụ năng lượng khác nhau?

Việc tiêu thụ điện năng là khác nhau vì một số yếu tố. Một loại máy cắt laser có thể tiêu thụ nhiều hơn loại khác tùy thuộc vào cách tạo ra chùm tia laser.

Bạn cũng cần kiểm tra các chi tiết như cấu hình máy, thông số cắt và vật liệu mà máy sẽ được sử dụng. Những điều này sẽ giúp bạn biết được mức tiêu thụ điện của máy cắt cụ thể mà bạn muốn sử dụng.

2. Những tính năng tiết kiệm năng lượng nào có thể làm giảm mức tiêu thụ điện của máy cắt Laser?

Có những máy chạy bằng laser hiện đại được tích hợp các tính năng tiết kiệm năng lượng để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Điều này bao gồm hệ thống phục hồi năng lượng, quản lý năng lượng thông minh, laser xung, v.v.

Tìm hiểu những cách mới để tối ưu hóa sức mạnh của tia laser trước khi bạn chọn loại máy mà bạn sẽ sử dụng trong hoạt động của mình.

3. Biện pháp nào tối ưu hóa hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng của máy Laser?

Đầu tiên, bạn có thể tiến hành bảo trì máy thường xuyên để đảm bảo tất cả các bộ phận đều hoạt động bình thường. Thứ hai, đào tạo phù hợp cũng là điều bắt buộc đối với người vận hành máy để họ biết cách hiệu chỉnh máy tốt. Cuối cùng, hãy trao đổi với nhà sản xuất máy cắt laser để bạn có thể thực hiện các biện pháp phù hợp nhằm tăng tuổi thọ của máy.

Học cách tính toán mức tiêu thụ năng lượng của máy cắt chạy bằng laser sẽ cho phép bạn hoạt động bền vững, tuân thủ ngân sách hoạt động và giữ cho chi phí chung của bạn có thể quản lý được. Nó cũng sẽ giúp bạn tối đa hóa việc sử dụng máy để tạo ra những đường cắt cao cấp cho dự án của mình.

Việc hiểu mức tiêu thụ điện không chỉ cần biết nguồn điện hoặc công suất mà máy sử dụng. Nó còn là việc biết nhu cầu năng lượng của toàn bộ dự án để bạn có thể xem xét tất cả các khía cạnh của việc tính toán tổng chi phí vận hành.