SKID: Stikstofgenerator voor lasersnijden

Lasersnijsysteem voor gebruik ter plaatse

Een betrouwbare stikstofgenerator voor lasersnijden biedt metaalbewerkingsbedrijven directe controle over de zuiverheid, druk, doorstroming en beschikbaarheid van stikstof. In plaats van afhankelijk te zijn van gasflessen of bulkleveringen van stikstof, wordt het benodigde stikstofgas ter plaatse geproduceerd en is het op verzoek beschikbaar.

Bij het lasersnijden fungeert stikstof als hulpgas. Het voert gesmolten metaal af uit de snijspleet en beschermt tegelijkertijd de hete snijrand tegen zuurstof. Dit beperkt oxidatie en zorgt voor zuivere, glanzende randen, met name bij het snijden van roestvrij staal en aluminium.

Presscon ontwerpt complete systemen voor de productie van stikstof voor lasersnijden. Een typische installatie bestaat uit een energiezuinige luchtcompressor, een persluchtbehandelingssysteem, een HP-PSA-stikstofgenerator, een booster en een hogedrukstikstofopslag. Het complete systeem wordt afgestemd op de daadwerkelijke behoeften van uw lasersnijmachines.

Heeft u advies nodig voor uw bedrijf of branche?

Waarom wordt stikstof gebruikt bij lasersnijden?

Een lasersnijmachine maakt gebruik van een geconcentreerde laserstraal om metaal langs een geprogrammeerd snijpad te verwarmen, te smelten of te verdampen. Tegelijkertijd stroomt er een hulpgas door de lasersnijkop.

Wanneer stikstof als hulpgas wordt gebruikt, vervult dit twee belangrijke functies. Ten eerste drijft de stikstofstroom het gesmolten materiaal uit de snijgroef. Hierdoor kan de laser nauwkeurig door het materiaal blijven snijden. Ten tweede verdringt stikstof de zuurstof rondom de verwarmde snijzone. Omdat stikstof onder normale snijomstandigheden inert is, bevordert het de oxidatiereactie aan de snijrand niet.

Dit is met name van belang voor roestvrij staal, aluminium en andere materialen waarbij de toestand van het oppervlak na het snijden van belang is. Overtollige zuurstof kan leiden tot oxidevorming, verkleuring en een snijrand die een extra behandeling vereist vóór het lassen, schilderen of coaten. De juiste combinatie van stikstofzuiverheid, druk en debiet draagt daarom rechtstreeks bij aan een reproduceerbare kwaliteit van het lasersnijden.

Een compleet stikstofproductiesysteem voor lasersnijden

Voor industrieel lasersnijden is meer nodig dan alleen een losstaande stikstofgenerator. Het volledige gasvoorzieningssysteem moet continu voldoende stikstof leveren met de zuiverheid, het debiet en de druk die de laser vereist.

Een Presscon-installatie kan het volgende omvatten:

Een energiezuinige luchtcompressor
Filtratie van perslucht
Drogen van perslucht
Presscon N-Gen HP-PSA stikstofgenerator
Lagedruk-stikstofbuffer
Stikstofbooster
Skid met hogedrukcilinders of opslagsysteem
Drukregeling
Bewaking van de stikstofzuiverheid
Druk- en debietmeting
Systeemregeling en optionele bewaking op afstand

Deze componenten zijn ontworpen als één systeem. De compressor levert de perslucht die nodig is voor de stikstofproductie. De luchtbehandeling beschermt het CMS in de generator. De N-Gen scheidt zuurstof af uit de perslucht, waarna de geproduceerde stikstof wordt opgeslagen en gecomprimeerd tot de druk die nodig is voor opslag en lasersnijden. Deze geïntegreerde aanpak is belangrijk omdat de stikstofbehoefte van een laser zeer dynamisch is. De generator, de booster en het opslagsysteem moeten hierop kunnen reageren zonder dat dit ten koste gaat van de druk of de beschikbaarheid van het gas.

Hoe werkt een stikstofgenerator voor lasersnijden?

Presscon maakt gebruik van High-Performance Pressure Swing Adsorption (HP-PSA) voor de productie van stikstof ter plaatse.

Het proces begint met schone en droge perslucht. De luchtcompressor zuigt omgevingslucht aan en comprimeert deze. Vervolgens verwijderen filters en luchtbehandelingsapparatuur vocht en verontreinigingen voordat de perslucht de stikstofgenerator binnenkomt. In de generator stroomt de perslucht door vaten die zijn gevuld met koolstofmoleculaire zeef (CMS).

Het CMS adsorbeert zuurstofmoleculen terwijl stikstof door het vat stroomt. Zodra het CMS bijna verzadigd is, wordt het vat drukloos gemaakt. De geadsorbeerde zuurstof komt vrij, terwijl een ander vat de stikstofproductie overneemt. Deze afwisselende cyclus zorgt voor een continue aanvoer van stikstofgas voor het lasersnijproces.

Presscon heeft de conventionele PSA-technologie verder ontwikkeld tot HP-PSA. Het systeem maakt gebruik van een geoptimaliseerde luchtstroom en een gepatenteerd CMS-compressiesysteem om de efficiëntie en levensduur van de stikstofgenerator te verbeteren.

Het HP-PSA-ontwerp biedt:

Constante zuiverheid tot 99,9999%
Langere levensduur van het CMS
Stabiele stikstofkwaliteit
Efficiënt gebruik van perslucht
Modulaire capaciteitsregeling
Schaalbaarheid voor toekomstige uitbreiding
De mogelijkheid van systeemredundantie

De N-Gen kan daarom worden aangepast aan zowel de huidige stikstofbehoefte als de toekomstige uitbreiding van de lasersnijcapaciteit.

Van perslucht tot stikstof onder hoge druk

Moderne lasersnijtoepassingen vereisen vaak een hogere druk dan een standaard stikstofgenerator direct kan leveren. Om deze reden kan een compleet Presscon-stikstofsysteem worden uitgerust met een drukverhoger en een hogedrukbufferopslag. Dankzij deze opstelling kan de stikstofgenerator efficiënt gas produceren, terwijl het opslagsysteem plotselinge pieken in de laservraag opvangt.

Het proces begint met omgevingslucht. Een energiezuinige luchtcompressor produceert perslucht, die wordt gefilterd en gedroogd voordat deze de HP-PSA-stikstofgenerator binnenkomt. Een goede luchtbehandeling is essentieel om het CMS te beschermen en een betrouwbare stikstofproductie te garanderen. In de generator wordt zuurstof van stikstof gescheiden, terwijl de stikstof naar een buffervat stroomt.

Omdat bij lasersnijden hoge druk en grote momentane gasstromen nodig kunnen zijn, brengt een drukverhoger de stikstof op de vereiste druk voordat deze wordt opgeslagen in een hogedrukcilinderunit. Afhankelijk van het ontwerp van het systeem kan de opslagedruk oplopen tot 300 bar. Vanuit het opslagsysteem wordt stikstof met de vereiste druk en doorstroming aan de laser toegevoerd.

Het volledige proces bestaat uit de volgende fasen:

De luchtcompressor produceert perslucht.
De perslucht wordt gefilterd en gedroogd.
De HP-PSA-generator scheidt stikstof van zuurstof.
De stikstof wordt opgevangen in een buffertank.
Een drukverhoger verhoogt de stikstofdruk.
De stikstof onder hoge druk wordt opgeslagen totdat deze nodig is.
De laser wordt voorzien van stikstof met de vereiste druk en doorstroming.

Deze systeemarchitectuur zorgt voor een stabiele en ononderbroken stikstoftoevoer, zelfs wanneer de vraag naar laser snel verandert. Bovendien maakt het het mogelijk om de generator, de booster en het opslagsysteem efficiënt af te stemmen op de specifieke eisen van uw productieproces.

PERSCON N-GEN

N-GEN STIKSTOFGENERATOR

Hogedrukopslag voor piekvraag naar stikstof

Het stikstofverbruik van een lasersnijmachine is niet constant. De vraag varieert afhankelijk van het materiaal, de dikte, de configuratie van de spuitmond, het snijprogramma en de status van de machine. Wanneer meerdere lasers tegelijkertijd in bedrijf zijn, kan de vraag naar stikstof snel toenemen. Een hogedruk-stikstofbuffer vangt deze schommelingen op.

In plaats van de stikstofgenerator af te stemmen op elke kortstondige verbruikspiek, kan stikstof continu worden geproduceerd en opgeslagen. Wanneer de laser plotseling een hoge doorstroming nodig heeft, is de opgeslagen stikstof onmiddellijk beschikbaar. Het correct dimensioneren van de generator, de booster en het cilindersysteem is daarom een cruciaal onderdeel van het systeemontwerp.

Dit biedt verschillende technische voordelen:

Stikstofzuiverheid voor lasersnijden

De vereiste zuiverheid van de stikstof hangt af van het materiaal, de dikte, de snijparameters en de gewenste randkwaliteit. De Presscon N-Gen kan stikstof produceren met een zuiverheid variërend van 95% tot 99,9999% N₂. Stikstof met een hoge zuiverheid is met name van belang bij het snijden van roestvrij staal en aluminium. Achtergebleven zuurstof in het snijgas kan reageren met de hete snijrand en oxidatie of verkleuring veroorzaken.

Een hogere stikstofzuiverheid remt deze reactie af. De hoogst beschikbare zuiverheid is echter niet automatisch de meest efficiënte keuze voor elke toepassing. Het produceren van steeds zuiverder stikstof vereist doorgaans meer perslucht en dus meer energie. Presscon bepaalt daarom de benodigde stikstofzuiverheid op basis van het daadwerkelijke proces, in plaats van automatisch de maximale zuiverheid voor te schrijven.

Toepassingen van lasersnijden met stikstof ter plaatse

Stikstofopwekking voor het lasersnijden van roestvrij staal

Stikstof wordt veelvuldig gebruikt bij roestvrij staal omdat het de oxidatie aan de snijkant beperkt. Een oxidevrije snijkant kan de noodzaak van een secundaire behandeling vóór het lassen, coaten of verdere bewerking verminderen. Dit is met name van belang voor roestvrijstalen onderdelen die worden gebruikt in apparatuur voor de voedselverwerking en andere toepassingen waarbij de toestand van het oppervlak van cruciaal belang is.

Stikstofproductie voor het lasersnijden van zacht staal

Stikstof kan ook worden gebruikt voor zacht staal wanneer de voorkeur uitgaat naar een oxidatievrije snijrand. Terwijl bij conventioneel zuurstofgesneden staal bewust gebruik wordt gemaakt van een oxidatiereactie, wordt deze reactie bij stikstofsnijden vermeden. Dit kan nuttig zijn wanneer onderdelen een schoon oppervlak moeten hebben voordat ze worden geverfd, gecoat of gelast.

Stikstofproductie voor het lasersnijden van aluminium

Aluminium is ook gevoelig voor oxidatie tijdens thermische bewerkingen. Zeer zuivere stikstof beschermt de snijzone, terwijl de gasstroom gesmolten materiaal uit de snijgroef verwijdert. Een stabiele doorstroming en druk dragen bij aan een constante randkwaliteit bij herhaalde productieruns.

Stikstofproductie voor het lasersnijden van platen en buizen

De stikstofsystemen van Presscon zijn geschikt voor zowel lasertoepassingen op plaatwerk als op buizen. Wanneer meerdere machines gebruikmaken van één centrale stikstofvoorziening, berekenen we het totale verbruik en de gelijktijdige piekvraag om de benodigde capaciteit van de generator, de drukverhoger en de opslag te bepalen.

Voordelen van stikstofproductie ter plaatse bij lasersnijden

Door stikstof ter plaatse te produceren krijgen lasersnijbedrijven meer controle over de beschikbaarheid, kwaliteit en bedrijfskosten van het gas. De belangrijkste voordelen zijn onder meer:

Continue beschikbaarheid van stikstof

Produceer stikstof direct in uw eigen bedrijf en op verzoek, zonder te hoeven wachten op leveringen in cilinders of in bulk.

Onafhankelijkheid van externe gasleveranciers

Verminder de afhankelijkheid van externe leveranciers, leveringsschema’s en schommelingen in de stikstofkosten.

Verminderde stikstoflogistiek

Beperk het hanteren van gasflessen, de opslag van bulkgas, de huurkosten, de leveringen en de planning van de gasvoorziening tot een minimum.

Stabiele procesomstandigheden

Een constante stikstofzuiverheid, druk en doorstroming zorgen voor een constante snijkwaliteit en een betrouwbare productie.

Je stikstofbehoefte bepalen en je ROI berekenen

Elke lasersnijtoepassing stelt andere eisen aan stikstof, en daarom biedt Presscon geen standaardoplossing aan die is gebaseerd op algemene aannames. Wij begeleiden u bij elke stap van het proces, van het bepalen van de vereiste stikstofzuiverheid, het debiet en de druk tot het selecteren van de juiste compressorcapaciteit, HP-PSA-stikstofgenerator, booster en hogedrukopslagvolume. Om de meest geschikte installatie te ontwerpen, analyseren wij uw volledige productieproces.

Wij berekenen de verwachte kosten over de gehele levensduur en de mogelijke besparingen. Dit geeft u een realistisch beeld van de verwachte terugverdientijd. Het resultaat is een complete, toekomstbestendige stikstofinstallatie die is afgestemd op uw productie-eisen, waarbij Presscon u gedurende het gehele proces ondersteunt, van de eerste analyse en het systeemontwerp tot de installatie, het onderhoud en de optimalisatie.

Presscon-stikstofgeneratoren voor lasersnijden

Presscon ontwikkelt complete stikstofsystemen in plaats van alleen een op zichzelf staande stikstofgenerator te leveren.

Hierdoor kunnen de luchtcompressor, de luchtbehandeling, het stikstofgeneratiesysteem, de booster, de hogedrukopslag en de besturing worden ontworpen op basis van dezelfde procesvereisten.

De Presscon N-Gen is modulair opgebouwd en kan in verschillende configuraties worden geïnstalleerd, afhankelijk van de beschikbare ruimte en de benodigde capaciteit.
Indien nodig kunnen meerdere generatormodules ook voor redundantie zorgen. Afzonderlijke eenheden kunnen voor onderhoud worden uitgeschakeld, terwijl andere modules in bedrijf blijven.

Met meer dan 25 jaar ervaring op het gebied van stikstoftechnologie ontwerpt en produceert Presscon zijn systemen in eigen beheer in Nederland. Voor industriële installaties zijn technische ondersteuning en 24/7-service beschikbaar.

Waarom kiezen voor Presscon voor lasersnijden met stikstof?

Op maat gemaakte systemen: ontworpen volgens uw specificaties en volledig geassembleerd in onze eigen fabriek.
Energiezuinige werking: HP-PSA technologie levert aanzienlijke kostenbesparingen en duurzaamheidsvoordelen op.
24/7 service: Toegewijde ondersteuning en snelle reacties op locatie om stilstand tot een minimum te beperken.
Wereldwijde leveringscapaciteit: Wereldwijde klanten bedienen, van lokale KMO's tot multinationals.

Vragen over stikstofoplossingen

Presscon is gespecialiseerd in het ontwerp, de bouw en het onderhoud van stikstofuitbreidingssystemen, brandpreventiesystemen en innovatieve oplossingen op basis van perslucht en stikstof. Wilt u meer weten? Neem dan contact op met Presscon voor meer informatie.

Veelgestelde vragen over stikstofgeneratoren voor lasersnijden

Hoeveel kost een stikstofgenerator voor lasersnijden?

De kosten van een stikstofgenerator voor lasersnijden zijn afhankelijk van het benodigde stikstofdebiet, de zuiverheid, de druk en de opslagcapaciteit. Ook het aantal en het type lasersnijmachines zijn van invloed op het ontwerp van het systeem. Een complete installatie kan bestaan uit een luchtcompressor, luchtbehandeling, een HP-PSA-stikstofgenerator, een booster en een hogedrukopslag. Presscon berekent daarom het systeem en het verwachte rendement op basis van uw daadwerkelijke productie-eisen, in plaats van uit te gaan van een standaardprijs.

Hoeveel stikstof verbruikt een lasersnijmachine en welke zuiverheid is vereist?

Het stikstofverbruik hangt af van factoren zoals het materiaaltype, de materiaaldikte, de configuratie van de spuitmond, de snijdruk en de productietijd. De vereiste zuiverheid varieert ook per toepassing. Voor roestvrij staal en aluminium is over het algemeen stikstof met een hoge zuiverheid nodig wanneer een schone, oxidatievrije snijrand vereist is. Presscon N-Gen-systemen kunnen stikstof produceren met een zuiverheid tot 99,9999%.

Hoe bepaal je de juiste capaciteit van een stikstofgenerator voor een lasersnijtoepassing?

Voor een juiste dimensionering is meer nodig dan alleen het bepalen van de maximale stikstofstroom van de laser. Presscon analyseert het gemiddelde verbruik, de piekbehoefte, de werkdruk, de vereiste zuiverheid, de productie-uren en het gelijktijdige gebruik van meerdere machines. Deze parameters bepalen de benodigde compressorcapaciteit, de grootte van de HP-PSA-generator, de boostercapaciteit en het hogedrukopslagvolume.

Hoe verhoudt stikstofproductie ter plaatse zich tot stikstof in bulk of uit flessen?

Stikstof in bulk en in flessen wordt extern geproduceerd en naar uw vestiging vervoerd, waardoor uw productie afhankelijk is van leveringen, opslag en externe gasprijzen. Bij stikstofproductie ter plaatse wordt stikstof rechtstreeks in uw vestiging geproduceerd uit gecomprimeerde omgevingslucht. Dit vermindert het transport en de overslag, terwijl u meer controle krijgt over de productiecapaciteit en de beschikbaarheid van stikstof.

Kan één stikstofgenerator meerdere lasersnijmachines van stikstof voorzien?

Ja. Eén centraal stikstofproductiesysteem kan meerdere lasersnijmachines van stikstof voorzien. Het systeem moet worden gedimensioneerd op basis van hun gezamenlijke stikstofverbruik en gelijktijdige piekbehoefte. Hogedrukopslag kan extra capaciteit bieden tijdens korte verbruikspieken, terwijl de modulaire N-Gen-configuratie kan worden uitgebreid naarmate de productie toeneemt.

Wat zijn de onderhoudsvereisten voor een stikstofgenerator?

Het onderhoud is erop gericht om een betrouwbare luchtkwaliteit en een constante stikstofproductie te waarborgen. Afhankelijk van de installatie omvat dit het onderhoud van filters, drogers, compressoren, kleppen, sensoren en andere systeemonderdelen. Een goede behandeling van de perslucht is met name belangrijk voor de bescherming van het CMS in de HP-PSA-generator. Dankzij het modulaire ontwerp van Presscon kunnen afzonderlijke generatormodules en componenten worden onderhouden zonder dat het volledige systeem automatisch hoeft te worden vervangen.