Op welke temperatuur moet de waterkoeler staan?

“Kouder is beter” gaat niet op voor een laserkoeler: de laserbron presteert het best op zijn ontwerptemperatuur, en verliest vermogen zowel eronder als erboven. Ver genoeg naar één van beide kanten, en er ontstaat schade.

• Te warm. Vermindert vermogen en bundelkwaliteit, en verkort na verloop van tijd de levensduur van de bron doordat anode en kathode opbranden.
• Te koud. Vermindert vermogen en bundelkwaliteit, en de thermische spanning kan de glazen behuizing doen barsten en de bron direct vernielen.

Condens op een laserbron onder spanning

Een CO₂-laserbron werkt op zeer hoge spanning. Condens op het glas en op de elektrodeaansluitingen maakt een pad waarlangs die spanning kan overslaan waar dat niet hoort. Dat geeft vonkoverslag, beschadigt de bron en is een reëel elektrisch gevaar. Het is geen langzaam slijtageproces; het kan een tube snel om zeep helpen.

De regel: blijf boven het dauwpunt

Het dauwpunt is de temperatuur waarbij de lucht in je werkplaats zijn vocht begint af te staan als vloeibaar water. Koel een oppervlak onder die temperatuur en er vormt zich water op dat oppervlak.

De echte regel is geen vast getal:

Houd het koelwater boven het dauwpunt van de ruimte waar de machine staat, en daarbinnen zo ver mogelijk onder het maximum van de machine.

Het dauwpunt is geen constante. Het stijgt met de luchtvochtigheid en met de ruimtetemperatuur, en daarom is dit overweldigend een zomerprobleem, en daarom kan een instelling die de hele winter prima was in juli ineens condens gaan geven zonder dat iemand er iets aan veranderd heeft.

Je dauwpunt bepalen

1. Zet een goedkope thermometer-hygrometer naast de machine.
2. Lees de ruimtetemperatuur en de relatieve luchtvochtigheid af.
3. Zoek het dauwpunt op voor die combinatie. Elke online dauwpuntcalculator doet dat, en veel hygrometers tonen het direct.
4. Zet de watertemperatuur boven dat getal, met marge.

Voorbeeld. De werkplaats is 26 °C bij 70 % relatieve luchtvochtigheid. Het dauwpunt ligt rond 20 °C. Water op 18 °C geeft condens op de tube. Water op 22 °C niet.

Controleer het opnieuw als het weer omslaat

Dit is een seizoenscontrole, geen eenmalige instelling. Een vochtige zomerweek kan het dauwpunt een paar graden verschuiven.

BRM-waterkoelers staan al ingesteld op het Europese klimaat

Bij BRM-machines staan de koelers ingesteld op een veilig bereik voor het Europese klimaat. In een ander klimaat moet je de temperatuur mogelijk aanpassen.

De laserbron zelf heeft een ideaal bereik van 22 °C tot 28 °C. Zou je buiten dat bereik moeten gaan om boven het dauwpunt te blijven, gebruik dan ontvochtiging of airconditioning.

Wat verder van belang is

Geef het tijd om te egaliseren. Zet de koeler aan en laat het hele watervolume op een gelijkmatige temperatuur komen voordat je de laser aanzet. Vuren in water dat nog gelaagd is, stelt de bron bloot aan thermische schok. Een algemene richtlijn bij een normale koelkring is om 30 minuten te wachten na het aanzetten van de machine voordat je begint te produceren. Dat is alleen nodig als de temperatuur buiten het ideale bereik ligt.

Let op water dat nooit koud genoeg wordt. Houdt de koeler zijn ingestelde waarde niet vast tijdens een lange klus, dan is dat een aparte storing: controleer het koelvloeistofniveau, de doorstroming, en of de koeler genoeg ruimte om zich heen heeft om warmte kwijt te kunnen. Een koeler die tegen een muur geklemd staat kan zijn werk niet doen.

Het klassieke symptoom van een koelprobleem is een machine die de eerste 15 tot 20 minuten goed snijdt en daarna steeds zwakker wordt. Zie je dat, kijk dan eerst naar de koeling voordat je de laserbron verdenkt.

Waterkwaliteit staat los van temperatuur, en is even belangrijk. Welk water je gebruikt, hoe vaak je het ververst, en hoe je de unit vult en leegt staat in de waterkoeler in topconditie.

Een CW-3000 en een CW-5000/5200 zijn niet dezelfde machine

Het zijn verschillende machines, en dat is het antwoord op “waarom kan ik bij mij de temperatuur niet instellen?”

De CW-3000 heeft geen koelmachine en geen temperatuurinstelling. Het is een radiateur met een ventilator; hij verplaatst warmte van het water naar de ruimte. Hij kan het water alleen in de buurt van de omgevingstemperatuur brengen, nooit eronder. Dat heeft één nuttig gevolg: een CW-3000 kan geen condens veroorzaken, omdat hij het water niet onder het dauwpunt kan krijgen. Het betekent ook dat op een warme dag in een warme werkplaats je koelwater warm is, en dat er in de unit niets zit om daar iets aan te doen. Het antwoord is dan om de ruimte te koelen.

De CW-5000 en de CW-5200 hebben een compressor en een echte temperatuurregeling. Die kunnen een ingestelde waarde onder de omgevingstemperatuur vasthouden, wat is wat je wilt, en daarom geldt de dauwpuntregel wel voor deze en niet voor de CW-3000. Meestal bieden ze twee standen:

• Intelligente stand, die de ruimtetemperatuur volgt en het water een paar graden daaronder houdt. Handig, en in een gematigde werkplaats redelijk veilig tegen condens, maar op een warme dag loopt hij met de ruimte mee omhoog, zodat het water warmer kan worden dan de bron wil. Het vermogen fluctueert daarbij licht bij heel lange runs. Voor serieproductie adviseren we de constante-temperatuurstand, die de variatie van 1 tot 2 W wegneemt die de intelligente stand introduceert.
• Constante-temperatuurstand, waarbij je een absolute waarde instelt en de unit die vasthoudt. Dit is de stand als je controle wilt, en de stand waar de dauwpuntregel echt van belang is.

Gaat je koeler in alarm in plaats van alleen maar warm te lopen, dan is dat een ander probleem: CW-3000 alarm en CW-5000 / CW-5200 alarm.

De winter is de andere helft hiervan

Kou brengt zijn eigen risico’s mee: een machine onder zijn minimale omgevingstemperatuur presteert niet, en water dat in een onverwarmde werkplaats achterblijft kan bevriezen en de tube of de leidingen splijten. Die kant staat in kunnen de lasermachine en de waterkoeler tegen de kou?

Een seizoenschecklist

Wanneer	Controle
Bij elke start	Koelvloeistofniveau, doorstroming, en dat de koeler draait voordat de laser vuurt.
Begin van de zomer	Meet ruimtetemperatuur en luchtvochtigheid, bepaal het dauwpunt, en verhoog zo nodig de ingestelde watertemperatuur. Controleer of de koeler luchtruimte om zich heen heeft.
Tijdens warme periodes	Kijk of er condens op de tube en de aansluitingen staat. Vind je die, stop dan en verhoog de instelling.
Begin van de winter	Zorg dat de werkplaats binnen het omgevingsbereik van de machine blijft, en bescherm tegen bevriezing als dat niet zo is.
Periodiek	Waterkwaliteit en verversen. Zie de waterkoeler in topconditie.

Op een BRM-machine

BRM-machines worden geleverd met vooraf bepaalde waterinstellingen, die voor de meeste klanten kloppen. Op de nieuwere generaties is de standaardkoeler verder overgedimensioneerd, zodat warme locaties, tot aan equatoriale toe, geen probleem zijn.

Wij leveren de koeler standaard in de intelligente stand, omdat condens het risico is dat constante controle vraagt. Heb je de vermogensstabiliteit nodig en accepteer je de extra inspectie, zet hem dan in de constante-temperatuurstand.

Weet je niet zeker wat jouw machine wil, of heb je condens op de tube gevonden, neem dan contact op met je machinemodel en serienummer.