8 trends en ontwikkelingen in lasersnijden

Niet meer kijken naar vermogen, maar naar het economische plaatje

In plaatbewerking staan ze helemaal vooraan in de rij wanneer het plaatmateriaal binnenkomt. Lasersnijmachines zijn vandaag immers hét instrument bij uitstek bij de meeste plaatbewerkers om de stukken op maat te snijden, alvorens ze verder de productie ingaan. Een cruciale stap dus. Om uw kennis weer helemaal bij te spijkeren, legden we ons oor te luister bij de fabrikanten over hoe lasersnijmachines zich de komende jaren verder zullen ontwikkelen.

Trend 1: geen toekomst voor CO₂-lasers

Als we het hebben over lasersnijmachines hebben we het niet meer over de CO₂-lasers van weleer. De markt is volledig overstag gegaan voor de fiberlaserbron, die gestaag zijn werkdomein heeft uitgebreid van het dunne plaat segment tot 4 mm tot vlot boven de 25 mm vandaag. En dan spreken we nog maar over het gros van de toepassingen. Wie er toch nog eentje wil, een CO₂-laser dan, zal wijd en ver moeten zoeken, bij de meeste spelers is de ‘last call’ voor deze technologie inmiddels gebeurd.

Bij de meeste spelers is de 'last call' voor de CO₂-laser inmiddels gebeurd

Trend 2: vermogen steeds hoger

Hoe komt het dat de fiberlasersnijmachine dan zo hoge ogen hebben gegooid, terwijl ze oorspronkelijk een leven in de niche voorspeld was? De enorme toename in zijn snijvermogen. Dat maakt hij dat hij zijn razendsnelle tempo en dus ook zijn meerwaarde ten opzichte van andere, concurrerende bronnen, aan kan houden in het dikkere werk.

Het heeft een wedren ontketend op de markt. Een wedren die praktische voordelen biedt voor veel gebruikers, want met grotere vermogens komen ook meer mogelijkheden om zelfs dikkere materialen met perslucht, mixed air of stikstof te snijden. Maar voor sommigen is het misschien gewoon belangrijk om de grootste te hebben. De lat ligt daarmee vandaag op een spectaculaire 80 kW aan lasersnijvermogen, al neemt het gros van de merken vrede met een cijfer om en bij de 25 kW. Andere zetten dan weer in op het opdrijven van de densiteit van het vermogen voor duurzamere prestaties.

Voor sommige is het misschien gewoon belangrijk om de grootste te hebben. De lat ligt daarmee vandaag op een spectaculaire 80 kW aan lasersnijvermogen

Tot hoever kan het?

Een groot verschil tussen vermogens, maar dat heeft er alles mee te maken dat ook de rest van de machine moet kunnen volgen. En daar verschillen de meningen al wel eens over. Extreme vermogens kunnen dan misschien als een mes door boter door een plaat klieven, ze kunnen tegelijk heel wat schade aan de machine toebrengen.

Zelfs zonder de scherpe focus die voorbehouden blijft voor de plaat, komt er onder de plaat een enorm vermogen vrij dat de tafelstructuur, schrootbakken, schroottransportbanden … kan beschadigen. Bovendien is er een uiterst stabiele lasersnijkop nodig om zoveel vermogen te kanaliseren. En dan hebben we het nog niet over het energetische plaatje dat het met zich meebrengt.

Wat we wel kunnen stellen is dat het vooral dikkere platen zijn die baat hebben bij ultravermogens. In dunne plaat stelt te veel vermogen te hoge eisen aan de dynamiek van de machine zelf.

Trend 3: kosten per kilowatt afwegen

Beter is het dan voor metaalbewerkers om zich niet blind te staren op het vermogen, maar het vizier open te trekken naar de kosten per kilowatt of doorgerekend zelfs per stuk. Het goede nieuws is dat de grote concurrentie op de lasersnijmarkt, met de toevoeging van nieuwe namen en spelers, bijvoorbeeld ook uit China, de technologie betaalbaarder heeft gemaakt. Ook de zwaardere bronnen kunnen nu een lagere investeringskost per kilowatt voorleggen.

Dat betekent overigens ook dat de fiberlasersnijmachine nog meer concurrenten dan alleen de CO₂-laser de markt probeert uit te dringen. Waar buizen en profielen vroeger het quasi exclusieve speelterrein van zaagmachines of zaag-boorstraten waren, duiken er nu steeds meer buislasers op vooraan in verspaningsateliers. Waarom? Simpel, de kosten per snede liggen lager.

Beter is het om niet blind te staren op het vermogen, maar het vizier open te trekken naar de kosten per kilowatt of doorgerekend zelfs per stuk

Trend 4: plasmasnijden als volgend slachtoffer

Wie voelt ook zijn hete adem in de nek? De plasmasnijmachines. In tegenstelling tot CO₂-lasers, met hun complexe straalgang met spiegels, kan je met de fiberlasertechniek het vermogen heel eenvoudig hoger opbouwen. Er zijn fiberlasers die vandaag zonder aarzelen hun tanden zetten in 50 mm dik staal en daar het voordeel van meer controle en meer mogelijkheden aan toevoegen.

Kleine gaten? Complexe contouren? Al die kleine hordes waarmee een plasmasnijmachine worstelt, neemt de fiberlaser met het grootste gemak. Bovendien kan hij sinds vorig jaar zelfs bevelsnijden voor een perfecte lasnaadvoorbereiding, waarmee hij zich helemaal op het domein van plasmasnijden begeeft.

Maar helemaal gewonnen geeft die laatste zich vooralsnog niet. Zeker in het dikkere segment boven 20 mm heeft plasmasnijden nog het voordeel van een hogere snelheid en betere afwerking of je moet al boven de 30 kW laservermogen gaan. En dan nog krijg je de stukken waarschijnlijk wat moeilijker uit het skelet, door de dunne snedebreedte van de laserstraal.

Al de kleine hordes waarmee een plasmasnijmachine worstelt, neemt de fiberlaser met het grootste gemak

Trend 5: blijven werken aan snedekwaliteit

Het opdrijven van de snedekwaliteit in dik materiaal zal dus een belangrijke troef in deze concurrentiestrijd vormen de komende jaren. Daar wordt voortdurend aan gesleuteld door fabrikanten. Door het laserlicht automatisch (na het ingeven van een aantal parameters) af te stemmen op de toepassing bijvoorbeeld. Dat doen ze door te spelen met de intensiteit van het laserlicht, de diameter van de straal, het convergentiepunt. Maar dan zonder de operator daarmee lastig te vallen. Die heeft immers genoeg werk om het tempo van zijn fiberlasersnijmachine bij te houden. Hij hoeft gewoon de parameters in te geven.

Het opdrijven van de snedekwaliteit in dik materiaal zal een belangrijke troef zijn voor de fiberlaser de komende jaren

Trend 6: automatisering een must

De keuze voor een fiberlaserbron en de wedren naar hogere vermogens heeft de snelheid van het lasersnijden dus opgedreven. Voor toepassingen waar er gesneden wordt met perslucht of stikstof is dat een onmiskenbare troef. In andere toepassingen speelt deze factor dan weer minder. Het is niet de snelheid die primeert: metaalbewerkers willen vooral goedkoper kunnen snijden.

Bovendien heeft het niet veel zin om sneller te snijden, als de rest van de processen dan niet kan volgen. Automatisering is daarop het antwoord voor veel metaalbewerkers. Sommige fabrikanten stellen vast dat 40% van de machines die ze verkopen, vergezeld is van een automatiseringsoplossing. En dat klopt ook voor een groot deel, al is het misschien eerder een kwestie van de balans te vinden.

Machines automatisch laten beladen en ontladen zal veel sneller werken dan de heftruck uit te halen. Maar het is vooral de wens om goedkoper te snijden die de metaalindustrie naar automatisering doet lonken. Continuïteit en betrouwbaarheid zijn daarin eerder de sleutelwoorden dan snelheid. We zien dat fabrikanten ook functies toevoegen om te vermijden dat de lasersnijkop ergens tegen aan kan botsen of op zijn minst de schade bij zo een botsing te minimaliseren. Autonomie, weet u wel. Maar automatiseringsoplossingen helpen evenzeer om de ergonomie te verbeteren of schade aan de platen te verminderen.

Het heeft niet veel zin om sneller te snijden, als de rest van de processen dan niet kan volgen. Automatisering is daarop het antwoord voor veel metaalbewerkers

Niet zaligmakend

Hoe ver gaat dat automatiseren overigens vandaag? Kan de technologie de stukken ook al voor mij uitsorteren? Als u over een eigen product beschikt, kunnen we die vraag volmondig met ja beantwoorden. Daarvoor hoeft u zich zelfs niet tot een fabrikant in het bijzonder te richten, de markt heeft dit intussen goed onder controle.

Maar het droombeeld van een machine die alles kan, dat mag voorlopig nog altijd naar de prullenmand verwezen worden. Bij complexe stukken zal er bijvoorbeeld te veel aan snelheid ingeboet worden. Met een snelheidsduivel als een fiberlasersnijmachine achter je veren is dat nefast. Bufferstations kunnen dan misschien een oplossing bieden om de stilstand van de laser te minimaliseren. Ook wie zowel dikke als dunne stukken automatisch wil verwerken zal tegen beperkingen aanlopen. Een automatiseringsoplossing die gebouwd is voor zware stukken, zal te langzaam zijn voor het lichtere werk.

Trend 7: steeds dikkere en grotere platen

Wat er wel uitstekend en betrouwbaar loopt vandaag is dus het beladen van fiberlasersnijmachines met nieuwe platen en het afruimen van de gesneden platen. Platen die overigens groter en dikker worden. De standaardafmetingen blijven vandaag nog steeds dezelfde: 3 x 1,5 m of 4 x 2 m. Ook al omdat ze vaak zijn afgestemd op de plooibanken die de volgende in lijn zijn om de stukken te verwerken. Je moet er in alle geledingen voor uitgerust zijn om XL of XXL te gaan.

Maar klanten die kiezen voor machines van 6 x 2,5 m of 16 x 3,5 m zijn ook al lang geen uitzondering meer in de wereld van metaalbewerking. De motivering erachter is duidelijk: grotere platen betekenen efficiënter nesten, wat minder afval betekent, en uiteindelijk een lagere kost per snede. En door dikker te gaan, kunnen ze zich steeds verder op het terrein van de plasmasnijmachine wagen.

Grotere platen betekent efficiënter nesten, betekent minder afval, betekent een lagere kost per snede

Trend 8: data, machine learning en artificiële intelligentie

En data, wat gebeurt daar al allemaal mee vandaag? Veel. Het is bijvoorbeeld de basis om die snijtechnieken te gaan verbeteren die we hierboven besproken hebben. Maar dat zijn processen die zich misschien eerder achter de schermen voltrekken en waar u als gebruiker weinig mee van doen heeft.

Maar ook operatoren, werkplaatsverantwoordelijken of zaakvoerders kunnen heel veel gegevens uit state-of-the-art lasersnijmachines halen. Over hoe de machines gesneden hebben bijvoorbeeld, hoeveel stilstanden er waren, hoeveel plaatmateriaal er nog in het magazijn ligt … Geen hogere wiskunde eigenlijk, maar data die vaak via een IoT-platform verzameld en inzichtelijk gemaakt worden.

Dat wordt het wel wat meer als we daar artificiële intelligentie en machine learning aan toevoegen. Dan kan die analyse van data plots iets meer vertellen over hoe het proces verder te optimaliseren, hoe te evolueren naar een adaptieve sturing en hoe stilstandtijden en afval verder terug te dringen. Software die in de meeste gevallen verder kijkt dan alleen maar het lasersnijden maar ook naar de andere bewerkingsstappen om tot de hoogst mogelijke efficiëntie voor heel het atelier te komen.

Dankzij artificiële intelligentie en machine learning kan de analyse van data iets meer vertellen over hoe het proces verder te optimaliseren, hoe te evolueren naar een adaptieve sturing en hoe stilstandtijden en afval verder terug te dringen

Met medewerking van Astratec, Bystronic, De Tollenaere, Haco, Landré, Metanox, MML, Prima Power, VAC Machines en Wouters Cutting & Welding