Modernit putkien laserleikkauskoneet käsittelevät tehokkaasti kuutta päämetallia: hiiliterästä, rostumatonta terästä, alumiinia, messingiä, kuparia ja titaania. Nämä materiaalit muodostavat yli 85 % teollisuuden laserleikattujen putkien sovelluksista, ja kuitulaserjärjestelmät ovat erityisen tehokkaita niiden aallonpituuden sopeutuvuuden ja tarkkuuden vuoksi.
Rustonkestävän teräksen korroosionkestävyys tekee siitä ihanteellisen merikomponenttien valmistukseen, kun taas alumiinin keveydestä johtuen sitä käytetään laajalti ilmailuteollisuudessa. Kuparin lämmönjohtavuus tukee ilmanvaihtojärjestelmien valmistusta, kuten teollisuuden tehokkuustutkimukset ovat osoittaneet. Titaaniputket, joita arvostetaan niiden lujuuden ja painon suhteen vuoksi, hallitsevat lääketieteellisten implanttien valmistusta.
Kuitulasersäteilyssä käytetään 1 064 nm aallonpituutta, jonka ei-heijastavat metallit kuten hiiliteräs absorboivat tehokkaasti. Heijastaville metalleille, kuten alumiinille ja kuparille, käytetään pulssimoottista laseria ja typpeä apukaasuna vähentääkseen energian heijastumista ja varmistaakseen tasalaatuisen leikkauksen.
Korkean heijastavuuden metallien leikkaaminen edellyttää tarkkoja polttovälin säätöjä ja tehostetun kaasun toimituksen optimointia säteen heijastumisen estämiseksi. Kuten Metallinkäsittelyraportti 2024 kuvaa, operaatoreiden on tasapainotettava alhaisempia leikkausnopeuksia (tyypillisesti 20–40 % hitaampaa kuin teräksellä) korkeamman tehon asetuksilla (3–6 kW) reunien eheyden ylläpitämiseksi ja hapettumisen välttämiseksi.
Hiiliteräksisistä putkista, joiden seinämäpaksuus on alle 8 mm, useimmat työpajat toteavat, että kuitulaserit tehollisuudeltaan 2–3 kW riittävät hyvin, kun leikkausnopeus on noin 3–5 metriä minuutissa. Rostumaton teräs on toinen tarina. Sen korkean kromipitoisuuden vuoksi tarvitaan noin 10–15 prosenttia suurempaa tehotiheyttä. Siksi seinämäpaksuuksilla 5 mm – 10 mm käytetään yleensä 3–4 kW:n laseria saadakseen laadukkaita leikkauksia ilman liiallista sulamisjäämää. Älä myöskään unohda typpeä leikkauskaasuna. Typpikaasun käyttö paineella 12–18 bar auttaa rajoittamaan hapettumista leikkauksen aikana, mikä vaikuttaa huomattavasti lopputuotteen laatuun näillä rautapitoisilla materiaaleilla.
Kun työskennellään alumiiniseosten, kuten 6061-T6, kanssa, on yleensä parasta käyttää 3–4 kW:n tehoisia laseritse myöhentämällä leikkausnopeutta 1,5–3 metriin minuutissa. Tämä auttaa pitämään lämpötilan riittävän matalana, jotta ohutseinäiset putket eivät vääntyisi liiallisen lämmöntuotannon vuoksi. Kupariseosten kohdalla tilanne on haastavampi, koska ne heijastavat usein lasersädettä takaisin. Useimmat käyttäjät saavat hyviä tuloksia käyttämällä pulssiohjattuja laserasetuksia, joissa käyttöjakso on noin 70–90 prosenttia. Vuoden 2024 The Fabricator -alan raporttien mukaan on ilmennyt myös melko vaikuttavia parannuksia. Niissä mainitaan, että polttovälin dynaaminen säätäminen leikkaustoiminnon aikana voi vähentää käsittelyaikaa noin neljänneksellä erityisesti 3 mm paksuilla kuparilevyillä. Melko merkittävä parannus, jos valmistajat pystyvät toteuttamaan nämä menetelmät asianmukaisesti tuotantolinjoillaan.
Tuotekokeilu 4 kW:n putkileikkauskoneella 304-ruostumattomalla teräksellä osoitti:
6 mm putket :
12 mm putket :
Tulokset osoittavat, että laserin tehon on kasvettava merkittävästi materiaalin paksuuden mukaan – kaksinkertaiselle paksuudelle tarvitaan 33 % enemmän energiaa – ja tiukempi kaasupaineen säätö (20–25 bar) parantaa sulan metallin poistumista.
Nykyiset putkien laserleikkauslaitteet toimivat kaikenlaisten profiilien kanssa, mukaan lukien rakenteissa, auton kehissä sekä rakennusten lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmissä yleisesti käytettävät pyöreät, neliön ja suorakulmaiset putket. Vaikka pyöreät putket edelleen muodostavat noin puolet maailmanlaajuisesti leikattavasta määrästä, on viime aikoina ollut kasvava trendi kulmikkaille muodoille nykyaikaisten arkkitehtuuriprojektien ja liikenneinfrastruktuurin osalta. Uudemmat koneet on varustettu ominaisuuksilla, kuten automaattisella keskityslaippalla ja säädettävillä rullilla, jotka auttavat pitämään asioita vakaina työskenneltäessä näiden hankalien epäpyöreiden osien kanssa. Kulmapalkkien tai C-profiilien käsittelyssä valmistajat ovat huomanneet, että neljän laipan järjestelmän käyttö vanhan kahden pisteen menetelmän sijaan vähentää taipumisongelmia noin kolmanneksella prosessoinnin aikana.
Kun käsitellään sekoitettuja materiaalieriä, kuten 3 metrin alumiiniputkia yhdessä 9 metrin pitkien ruostumattomasta teräksestä valmistettujen rakenneputkien kanssa, joustavuus on erittäin tärkeää. Uusimmat modulaariset laserleikkauskoneet on varustettu säädettävillä kiinnitysnivelillä ja älykkäällä sijoitteluojelmistolla, jotka saavat aikaan noin 89 prosentin materiaalin käyttöasteen, vaikka työskenneltäisiin kaikenlaisilla erikokoisilla putkilla. Näillä koneilla on myös useita hienoja ominaisuuksia. Vaihtovälineiden pikavaihto vie alle neljä minuuttia, ja puristuspaine säätää automaattisesti itsensä välille 20–200 psi leikattavan materiaalin mukaan. Lisäksi täysi 360 asteen leikkauspään liikkuvuus vähentää asennusaikaa noin puoleen. Työpajat, jotka käyttävät kaksinkertaisia latausasemia, saavat toimintonsa pyörimään lähes jatkuvasti, mikä yleensä johtaa noin 40 prosenttia parempaan investoinnin tuottoon niissä tiloissa, jotka käsittelevät säännöllisesti yli viisitoista erilaista putken muotoa kuukaudessa.
6 kW:n kuitulaserijärjestelmällä hiiliteräksen leikkaussyvyys voi saavuttaa noin 25 mm:n ja ruostumattoman teräksen noin 20 mm:n. Alumiini- ja kuparialleyt puolestaan yltävät tyypillisesti enintään noin 15 mm:n paksuuteen, koska ne eivät absorboi laserenergiaa yhtä tehokkaasti kuin teräs. Näiden metallien leikkaamiseen tarvitaan noin 30–50 prosenttia suurempaa tehotiheyttä verrattuna teräksen leikkaamiseen. Titaani aiheuttaa taas erillisen haasteen. Vaikka sitä voidaan leikata jopa 12 mm:n paksuisena, on erityisiä varotoimenpiteitä noudatettava, koska titani hapettuu nopeasti leikkausprosessin aikana. Tämä tarkoittaa, että materiaali on suojattava jalokaasuilla koko leikkausoperaation ajan, jotta saavutetaan laadukkaita tuloksia ilman toivottomia pintareaktioita.
Ohutseinäisille alumiiniosille, joiden paksuus vaihtelee 0,5–3 millimetriä, on ehdottoman tärkeää saavuttaa tarkkuus ±0,1 mm, erityisesti lentokonealalla. Tämä taso saavutetaan yleensä käyttämällä pulssilaserteknologiaa, joka auttaa hallitsemaan lämpöä ja estämään vääristymiä. Kun tarkastellaan paksumpia hiiliteräsmateriaaleja, joiden paksuus on 6–25 mm, painopiste siirtyy hieman. Reunankulman suoruus on tässä erittäin tärkeää, ja poikkeama tulee pysyä alle puoli astetta. Luonnollisesti kukaan ei halua sula-ainejäämiä valmiiseen tuotteeseen. Käsittelyyn lisätty korkeapaineinen typpe voi parantaa reuna-laatu noin 40 prosenttia, kun käsitellään 12 mm teräslevyjä. Toisen huomionarvoista seikkaa on, kuinka paljon pidemmän esipistosäädön aika tarvitaan 20 mm teräkselle verrattuna vain 5 mm alumiiniin. Ero on itse asiassa noin kolme kertaa pidempi materiaalien lämpömassojen ominaisuuksien vuoksi.
Mukautuvat pistämisalgoritmit vähentävät kupariseosten pistämisaikaa 55 %. Sekahauteet, jotka käyttävät happi-typen seosta, tuottavat 25 % sileämmät reunat 15 mm alumiinissa. Kaksitaajuiset laserit saavuttavat 0,8 µm Ra pintalaadun heijastavilla metalleilla – 30 % paremman kuin yksitilajärjestelmillä. Nämä innovaatiot ovat vähentäneet jälkikäsittelyvaiheita 18 % titaanista valmistetuissa lääketieteellisissä komponenteissa.
Viimeisimmän vuoden 2023 teollisuusvertailun mukaan kuitulaserit säästävät noin 30 prosenttia enemmän energiaa verrattuna perinteisiin CO2-malleihin, kun käsitellään johtavia metalleja, kuten ruostumatonta terästä ja alumiinia. Nämä laserit toimivat parhaiten noin 25 mm:n tai sitä ohuimmissa metallilevyissä. Epäjohteiden käsittelyssä useimmat ammattilaiset käyttävät edelleen CO2-järjestelmiä, koska ne yleensä toimivat paremmin tällaisissa tilanteissa. Uudemman sukupolven kuituleikkureissa on mukana niin sanottu adaptiivinen aallonpituuden ohjaus. Tämä ominaisuus vähentää heijastusten aiheuttamia ongelmia, kun leikataan kuparia ja messingiä, mikä voi olla melko haastavaa vanhemmalla laitteistolla.
Edistyneet järjestelmät saavuttavat leikkausnopeudet jopa 120 metriä minuutissa ±0,1 mm tarkkuudella, mikä mahdollistaa jatkuvan tuotannon autojen pakoputkien ja ilmanvaihtojärjestelmien putkien valmistuksessa. Automaattinen lataus yhdistettynä tekoälyohjattuun asetteluohteeseen vähentää materiaalihukkaa 18–22 % verrattuna manuaalisiin menetelmiin.
| Teollisuus | Kriittiset vaatimukset | Suositellut laserominaisuudet |
|---|---|---|
| Autoteollisuus | Tarkkuus hitsausvalmistelevassa työssä (<0,2 mm toleranssi) | 3 kW:n tai suurempi kuitulaser näköjärjestelmällä |
| Rakenne | Paksuseinäisen teräksen (8–25 mm) käsittely | 6 kW:n laser kaasunavusteisella leikkurilla |
| Ilmastointilaitteet | Monimutkaiset 3D-muodot ohutseinämäisissä materiaaleissa | 5-akselinen leikkauspää rotaatioakselilla |
Rakenneteräksen valmistukseen on suositeltavaa valita koneet, joissa on yli 25 mm leikkauskapasiteetti ja automaattinen kuonan poisto. Ilmanvaihtoalan urakoitsijat hyötyvät kompakteista järjestelmistä, jotka pystyvät käsittelemään 60–150 mm halkaisijaltaan olevia putkia nopeasti vaihdettavilla laippapyörillä.
Putkien laserleikkauskoneilla voidaan käsitellä materiaaleja, kuten hiiliterästä, ruostumatonta terästä, alumiinia, messingiä, kuparia ja titaania.
Kuitulaserit käyttävät 1 064 nm aallonpituutta, ja heijastavat metallit, kuten alumiini ja kupari, hallitaan pulssiohjattujen laserimoodien ja typen apukaasujen avulla vähentääkseen energian heijastumista.
6 kW:n kuitulaserjärjestelmällä hiiliteräksen leikkaussyvyys voi olla noin 25 mm.
Kuitulaserleikkurit säästävät tyypillisesti noin 30 % enemmän energiaa kuin CO2-mallit johtaessaan metalleja, ja niissä on mukautuva aallonpituuden ohjaus, joka parantaa heijastavien materiaalien, kuten kuparin ja messinkin, käsittelyä.
Uutiskanava
RT Laser on kansallisesti tunnustettu korkean teknologian yritys, joka on erikoistunut laserlaitteiden tutkimukseen, kehittämiseen, tuotantoon ja myyntiin. Päätuotteitamme ovat kuitulaserleikkauskoneet, kädessä pidettävät laserhitsauskoneet ja taivutuskoneet.
No.6-8, Binhe-teollisuuspuisto, Jiyangin piiri, Jinan kaupunki, Shandongin lähde, Kiina.
Copyright © 2025 by RAYTU LASER Technology Co.,Ltd. Tietosuojakäytäntö
EN
