Lazer Kesim Sektöründe Azot Gazı Kullanımının Yeri Ve PSA Tip Azot Jeneratörlerinin Sektöre Sağladığı Faydalar

Lazer Kesim Sektöründe Azot Gazı Kullanımının Yeri Ve PSA Tip Azot Jeneratörlerinin Sektöre Sağladığı Faydalar.

Metal işleme endüstrisinin en önemli yapı taşlarından biri olan lazer kesim teknolojisi modern üretim dünyasında her geçen gün önemini ve yerini arttırmaktadır. Hız, esneklik ve yüksek hassasiyet sağlayan lazer kesim tezgahları; makina imalat, otomotiv, beyaz eşya, mobilya, inşaat ve benzeri bir çok sektörde kullanılmaktadır.

Lazer kesim operasyonlarında lazer kesim tezgahlarında kullanılan yardımcı gazlar (özellikle azot, oksijen ve karışım gazları) işlem kalitesini ve maliyetini doğrudan etkilemektedir. Kesimde kullanılan yardımcı gazlar içerisinde önemli bir yer tutan azot (N2) özellikle paslanmaz çelik, alüminyum bakır vb metallerin kesiminde sağladığı kalite avantajları ile ön plana çıkmaktadır. 

Lazer kesim yapmakta olan ve azot jeneratör sistemine sahip olmayan işletmeler genellikle azot gazını 2 farklı şekilde tedarik etmektedir. Sıvı azot (dökme azot) veya yüksek basınçlı tüp demetleri (manifold, bundle gibi farklı isimlendirmeleri de mevcuttur) ile dışarıdan tedarik etmektedirler. Fakat gelişen teknoloji ve lazer kesim firmalarının üzerindeki maliyet baskısı nedeni ile en büyük maliyet kalemlerinden biri olan azot gazının yerinde ve çok daha ekonomik olarak üretilmesini/tedarik edilmesini sağlayan PSA tip azot jeneratörlerinin kullanımı her geçen gün daha da artmaktadır.

Bu makalede lazer kesim tezgahlarında azot kullanımının yerini ve PSA tip azot jeneratör sistemleri ile lazer kesim endüstrisine sağlanabilecek faydalar ve elde edilebilecek kazanımlar detaylı olarak incelenecektir.

Lazer Kesim Tezgahlarında Yardımcı Gazların Önemi

Lazer kesim tezgahlarında (CO2 ve Fiber) kullanılan yardımcı gazlar, lazer ışınının kesilen parçanın üzerindeki etkisini doğrudan etkiler. Kullanılan yardımcı gazın türü,  saflığı, temizliği ve basıncı; kesim hızını, kesim kenarı kalitesi, çapak oluşumunu ve kesim kenarlarındaki renk değişimi doğrudan etkiler.

OKSİJEN

Karbon çelik kesimlerinde kullanılmaktadır. Kaliteli bir kesim kenarı sağlar fakat kesim kenarlarında oksitlenmiş bir tabaka oluşmasına neden olur. 

AZOT

Paslanmaz çelik malzemelerin lazer kesim tezgahları ile kesilmesinde azot gazı kullanımı ile kesim yüzeylerinde oksidasyon ve menevişlenme problemleri engellenmektedir. Paslanmaz çelik kesimlerinde kullanılacak olan azot gazının saflığının yüksek olması önemlidir. AIRON Endüstri azot jeneratör sistemleri ile üretilen yüksek saflıkta ki azot gazı parlak, çapaksız ve renk geçişsiz bir kesim yüzeyi elde edilmesini garanti eder.

Alüminyum malzemelerin lazer kesim tezgahları ile kesilmesi esnasında ortamda bulunan oksijen kesim yüzeyinin oksidasyona uğramasına ve sararmasına neden olmaktadır. Alüminyum kesimlerde azot kullanımı ile bu sararmanın önüne geçilebildiği gibi azot gazının soğutucu özelliği ile kesim sırasında oluşabilecek çapaklarında önüne geçilmektedir.

Yumuşak Çelik malzemelerin lazer kesim tezgahları ile kesilmesinde özellikle son yıllarda artan maliyet ve iş baskısı nedeni ile, önceden oksijen ile kesilmekte olan karbon çelik malzemeler de yüksek kW güce sahip fiber lazerler ile birlikte azot gazı ile kesilmektedir. Azot gazı ile kesim sayesinde oksijenle kesime göre hem 2-3 kata çıkan kesim hızları hem de daha kaliteli bir kesim yüzeyi elde edilebilmektedir. Özellikle sonrasında boya uygulanacak olan karbon çelik malzemelerde kesim kenarlarında tufal oluşumunun engellenmesi nedeni ile azot gazı artık sıkça tercih edilmektedir. 

Lazer Kesim Operasyonlarında Geleneksel Tip  Azot Tedarik Yöntemlerinin Neden Olduğu Sorunlar

Lazer kesim sektöründe azot temini genellikle sıvı azot tankları veya yüksek basınçlı tüpler ile yapılmaktadır. Her iki yönteminde doğaları gereği ciddi dezavantajları vardır:

Yüksek Maliyet: İster sıvı ister yüksek basınçlı tüp gurupları olsun, tedarik edilen azot gazının maliyeti işletmeninizin toplam operasyon maliyetleri içerisinde büyük bir kalem olarak devam edecektir.

Lojistik Zorluklar: Tankerle dolum veya yüksek basınçlı tüp demetlerinin sevki ve tedariği sırasında yaşanacak aksilikler üretimde kesintilere yol açabilir. 
Depolama İhtiyacı: Olası aksamaların önüne geçmek amacı ile yedek olarak tutulacak olan tüp setleri ve tanklar için geniş alan gerekir.

Kayıplar: Sıvı azot kullanımlarında buharlaşma ve dolum esnasında tank içerisinde olan gaz fazında ki azotun atmosfere deşarj edilmesi ve basınçlı tüp kullanımında minimum kullanım basıncı altında kalan kısmının iade edilmesi işletmeler için kullanılamayan azot maliyeti oluşturmak  
Güvenlik Riskleri: Yüksek basınçlı tüpler iş güvenliği açısından risk taşır.
Karbon Ayak İzi: Sıvı azot üretim ve taşımacılığı ciddi enerji tüketir.

Psa Azot Jeneratörleri Kullanımının Lazer Kesim Opersayonlarında Sağlamış Olduğu Avantajlar

PSA jeneratörlerinin lazer kesim sektörüne sağladığı başlıca avantajlar şunlardır:

  • Yerinde Üretim: Azot tesis içerisinde üretilir, dış bağımlılık ortadan kalkar.
  • Düşük Maliyet: %70’e varan tasarruf sağlar.
  • Yüksek Saflık Kontrolü: %99 – %99,9999 saflık aralığında üretim yapılabilir.
  • Kesintisiz Çalışma: 7/24 üretim mümkündür.
  • Modüler Yapı: Kapasite ihtiyacı arttıkça yeni modüller eklenebilir.
  • Güvenlik: Tüp ve tanker riskleri ortadan kalkar.
  • Çevresel Sürdürülebilirlik: Karbon ayak izi azalır, lojistik gereksinimler ortadan kalkar.

Basit bir örnek ile elde edilecek tasarruf miktarını hesaplayacak olursak;

Aylık 30000 m3 azot tüketen bir lazer kesim firmasında;

Sıvı azot maliyeti: 14,00 ₺/m3 için toplam 30.000 * 14,00 = 420.000,00 ₺/ay = 5.040.000,00 ₺

AIRON PSA jeneratör üretim maliyeti (%99,999 saflıkta, 230 bar üretim ve depolamada bakım dahil): 4,5 ₺/m3 için toplam 30.000 * 4,5 = 135.00,00 ₺/ay = 1.620.000,00 ₺ yıl

Lazer kesim alanın faaliyet gösteren firmanın azot jeneratör sistemi ile azot üretimine geçiş yaptığı örnekteki yıllık kazanç miktarı 3.420.000,00 ₺ mertebelerinde olacaktır. Bu dönüşüm ile ekonomik azot gazı kullanımı mümkün hale gelebilmektedir.

azot-maliyeti

SONUÇ

Küresel üretim artışı ve buna odaklı enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik odaklı stratejiler neticesinde azot jeneratörü kullanımı ve dönüşümünü daha da gerekli hale getirmektedir. Bu neden ile AIRON PSA azot jeneratörleri lazer kesim sektöründe faaliyet gösteren firmalara maliyet ve çevrecilik gibi konularda ciddi avantajlar sağlayarak (rekabet gücünü arttırarak) yardımcı olmaktadır.

Lazer kesim tezgahlarının gelişen teknolojisi, günümüz üretim dünyasında kalite ve verimliliğin temel taşlarından biridir. Bu teknolojinin gerçek potansiyeli, ancak ve ancak doğru kesim parametreleri ve doğru yardımcı gaz kullanımı ile ortaya çıkar.

Azot gazı, lazer kesimde oksidasyonu önlemesi, parlak ve temiz kenarlar sağlaması, çapak oluşumunu azaltması nedeni ile vazgeçilemez bir yardımcı gazdır. Ancak dışarıdan tedarik ile (tüp ve sıvı azotla) çalışmak, yüksek maliyet ve lojistik bağımlılık yaratır.

AIRON PSA tip azot jeneratörleri, lazer kesim sektörüne devrim niteliğinde faydalar sunar:

  • %70 e varan daha düşük azot maliyeti
  • 365 gün 24 saat kesintisiz üretim imkanı
  • Değişken üretime göre esnek üretim imkanı
  • %99,9999 a varan yüksek kalite
  • Dışarıdan tedarik yöntemlerine göre çok daha güvenlikli ve çevre dostu çözüm

Bugün yapılacak bir azot jeneratörü yatırımı, işletmelere yalnızca maliyet avantajı değil, aynı zamanda uzun vadeli rekabet gücü de kazandıracaktır.