Նորություններ տուբական լազերային սահքման մաքինաներում. Ինչ պետք է գիտենք

Լազերային կտրման սարքերի էվոլյուցիան խողովակների և փակոցների մշակման գործում

CO2-ից մինչև մանրաթելային լազեր՝ տեխնոլոգիական թռիչք Խողովակների լազերային կտրման մեքենաներ

Մետաղի կտրումը օգտագործելով CO2-ի փոխարեն մանրաթելային լազերները, հնարավորություն է տվել արդյունաբերության համար նոր քայլ կատարել: Տարիներ շարունակ CO2 լազերներն էին գերիշխում խողովակների մշակման ոլորտում՝ մինչև մոտավորապես 2013 թվականը: Սակայն այսօրվա մանրաթելային լազերները կտրում են մոտ 30 տոկոսով արագ, իսկ էներգիայի օգտագործումը կրճատվել է գրեթե կեսով՝ համեմատած հին սերնդի մոդելների հետ՝ համաձայն անցյալ տարվա Industrial Laser Report-ի տվյալների: Սակայն ամենակարևորը այն է, թե ինչպես են այս նոր համակարգերը վերաբերվում բարդ նյութերին: Ալյումինը և պղինձը վայրենի անկայունություն էին առաջացնում CO2 համակարգերում՝ կտրման ընթացքում առաջացնելով տարբեր խնդիրներ: Նորագույն սերնդի մանրաթելային լազերային խողովակների կտրող սարքերը պահպանում են ճառագայթի որակը մոտ 98% հաստատունության մակարդակում, ինչը նշանակում է, որ արտադրողները ոչ միայն ստանում են մաքուր կտրվածքներ, այլ նաև շատ լավ վերահսկողություն են ստանում բարդ խողովակների ձևերի նկատմամբ՝ մինչև 0.2 մմ ճշգրտությամբ:

Լազերային կտրող սարքերի համար մետաղի առաջադիմության հիմնական փուլեր

• 2015: Առաջին 10 կՎտ մանրաթելային լազերային համակարգերը մտնում են առևտրային արտադրության մեջ
• 2018: ԱԻ-ով օժտված բախումներից պաշտպանության համակարգերը 62% -ով կրճատում են սարքավորումների անգործությունը
• 2021: 3D լազերային կտրող գլխերը թույլ են տալիս միաժամանակ մշակել խողովակները բազմաառանցք համակարգով
• 2024: Հիբրիդային լազերային/պլազմային համակարգերը կտրում են 80 մմ հաստությամբ ածխածնային պողպատ 1,2 մ/րոպե արագությամբ

Այս նորարարությունները լազերային կտրող սարքերին փոխարկեցին ոչ թե որևէ հատուկ միջոցների, այլ հիմնական արտադրության միջոցների, որոնց համաշխարհային տարածման տեմպերը աճում են տարեկան 19% 2020 թվականից սկսած:

Բարձրացված հզորության և արագության ազդեցությունը արդյունաբերական արտադրողականության վրա

Վերջին տասնամյակում մանրաթելային լազերների հզորությունը զգալիորեն ավելացել է՝ 2015 թվականին մոտ 4 կՎտ հզորությունից հասնելով այսօրվա 20 կՎտ հզորության մոդելներին: Այս մակարդակի հզորության աճը խոշորացրել է ստալին խողովակների կտրող ժամանակը, որը նվազել է մոտ 75% -ով՝ ըստ արդյունաբերական զեկույցների: Իրար հետ համատեղված ավտոմատացված նյութի փոխադրման համակարգերի հետ այսօրվա մետաղի լազերային կտրող սարքերը աշխատում են մոտ 92% արդյունավետությամբ, որը գրեթե 30%-ով ավելի լավ է, քան հնացած սարքավորումների արդյունավետությունը: Բարձր հզորության և ավելի բարձր արագության համադրումը նշանակում է, որ գործարանները կարող են արտադրել ավելի քան 150 խողովակային մասեր ամեն ժամը, առանց որակի կորստի: Այս սարքերը պահպանում են ±0,1 մմ ճշգրտությունը, ուստի վերջնական արդյունքը արտաքին տեսքով համապատասխանում է ավանդական մեթոդներին, սակայն արտադրվում է երկու անգամ ավելի արագ:

Գերբարձր հզորության մանրաթելային լազերներ և ճշգրիտ կտրման արդյունավետություն

Գերբարձր հզորության մանրաթելային լազերներ խողովակների և խողովակային կտրման մեջ՝ հնարավորություններ և առավելություններ

6-ից 12 կՎտ հզորությամբ վերջին սերնդի արտաքին հզորությամբ մանրաթելային լազերները կարող են մատերիալներ կտրել գրեթե 40% ավելի արագ, քան նախորդ սերնդի մոդելները՝ պահպանելով ±0,1 մմ-ի ճշգրտությունը: Սա նրանց հնարավորություն է տալիս մշակել մինչև 30 մմ հասնող հաստությամբ մատերիալներ՝ առանց որակի կորստի: Այս համակարգերի իրական առավելությունը նրանց հուսալիությունն է: Արդյունաբերական կազմակերպությունները հաղորդում են մոտ 99% աշխատանքային ժամանակ, քանի որ դրանք ստեղծված են պինդ մարմնի բաղադրիչներից՝ փոխարենը օգտագործելով գազային ծախսամասեր, ինչպես դա անում են սովորական CO2 լազերները: 2024 թվականին հրապարակված վերջին հետազոտություններն էլ ցույց տվեցին հիանալի արդյունքներ: Երբ 1 դյույմանոց ածխածնային պողպատե խողովակների վրա փորձարկվեցին 12 կՎտ-անոց մոդելները, կտրման արագությունը կազմեց 40 դյույմ րոպեում՝ 0,8 մմ կտրման բացի լայնությամբ: Սա նշանակում է մոտ 30%-ով պոչամասերի նվազում ստանդարտ պլազմային կտրման համեմատ, ինչը շատ կարևոր է արտադրողների համար, ովքեր ձգտում են նվազեցնել ծախսերն ու պոչամասերը:

Մանրաթելային լազեր և CO2 լազեր խողովակների կտրման համար՝ արդյունավետության համեմատում

Մանրաթելային լազերները CO₂ համակարգերից ավելի լավ են աշխատում կարևորագույն մետրիկներում.

2023 թվականի արդյունաբերական լազերային զեկույցը ցույց է տալիս, որ մանրաթելային լազերները շահագործման ծախսերը կրճատում են 42 դոլարով ժամական՝ պակաս էներգիայի օգտագործման և օժանդակ գազի պահանջարկի նվազեցման շնորհիվ:

Բացասական 0.1 մմ ճշգրտության հասնելը խողովակի լազերային կտրման սարքի գործողությունների ընթացքում

Գործադրված գծային շարժիչները և իրական ժամանակում ջերմաստիճանի փոխհատուցումը թույլ են տալիս հասնել դիրքի ճշգրտության, որը կարող է մրցել CNC մշակման կենտրոնների հետ: Ինտեգրված տեսողական համակարգերը ավտոմատ ձևով ճշգրտում են նյութի մակերևույթի շեղումները մինչև ±1,5 մմ, ապահովելով կտրման հաստատուն որակ խմբաքանակների ընթացքում:

Հաստապատ խողովակների հատում նորագույն լազերային տեխնոլոգիայի օգտագործմամբ

Բարձր պայծառության մանրաթելային լազերները պահպանում են 1,2 մ/րոպե հատման արագություն 30 մմ չժանգոտող պողպատե խողովակների վրա՝ հասնելով <0,5° անկյունային շեղման թեք հատումների դեպքում: Սա հնարավորություն է տալիս մեկ անցումով մշակել հաստապատ խողովակներ, որոնք նախկինում պահանջում էին բազմաթիվ մշակման գործողություններ:

Նյութի կորուստների նվազեցում բարձր ճշգրտությամբ հատումների միջոցով

Տեղադրման օպտիմալացման ալգորիթմները, որոնք զուգորդված են 50 մկմ կրկնվելիության հետ, խողովակների մշակման կիրառություններում հումքի ծախսը կրճատում են 22%-ով: Մանրաթելային լազերներին բնորոշ նեղ՝ 0,3–0,8 մմ հատման լայնությունները պահպանում են արժեքավոր նյութերը բարձր արժեք ունեցող համաձուլվածքներում, ինչպիսիք են Inconel-ը և տիտանը:

Ավտոմատացում, ԱԻ և Industry 4.0-ի ինտեգրում լազերային հատման համակարգերում

ԱԻ-ի կիրառմամբ հատման ուղիների օպտիմալացում՝ առավելագույն արդյունավետության հասնելու համար

Այսօրվա լազերային կտրող սարքավորումները օգտագործում են արհեստական ինտելեկտ՝ կարդալու և հասկանալու նախագծերը և աշխատանքի ընթացքում օգտագործվող նյութերի տեսակները, ապա ինքնուրույն ստեղծելով լավագույն կտրման ուղիները: Այս ինտելեկտուալ համակարգերը կարող են նվազեցնել մշակման ժամանակը մինչև 25 տոկոսով և նվազագույնի հասցնել թափոնները՝ շնորհիվ խելացի խմբավորման մեթոդների, որոնք մասերը միասին են տեղավորում ինչպես գլուխկոտրուկի մասերը: Այս սարքերը վարող ծրագրային ապահովումը հաստությունից կախված անընդհատ կարգավորում է հզորության մակարդակները՝ ապահովելով մաքուր և ճշգրիտ կտրվածքներ՝ անկախ նրանից, թե աշխատում են ներկված պողպատի, ալյումինե թերթերի կամ նույնիսկ դժվար տիտանի խողովակների հետ: Այսպիսի խելացի երթուղու պլանավորման շնորհիվ արտադրողները կարող են հիմա կատարել բարդ ձևեր՝ հասնելով մինչև 0.2 միլիմետր ճշգրտության, ինչը նշանակում է, որ արտադրանքները ավելի արագ են դուրս գալիս արտադրությունից, իսկ գործարանները նաև փող են խնայում էլեկտրաէներգիայի հաշիվների վրա:

CAD/CAM ծրագրակազմի ինտեգրումը թույլ է տալիս անընդհատ նախագծման և կտրման աշխատանքային գործընթաց

Ժամանակակից լազերային կտրող համակարգերը հարթ աշխատում են CAD/CAM ծրագրակազմի հետ, ինչը նվազեցնում է ձեռքով կատարվող ծրագրավորման այն բոլոր ձանձրալի գործընթացները, որոնց հետ շատ արտադրամասեր ստիպված էին աշխատել: Բարդ 3D խողովակների նախագծման ժամանակ այս սարքերը կարող են 15 րոպեի ընթացքում համակարգչային մոդելից անցնել իրական կտրվածքներին: Նախկինում նմանատիպ կարգավորումը կարող էր տևել չորս ժամ կամ ավելի: Օնբորդ ծրագրակազմը կատարում է հիմնական աշխատանքը՝ վեկտորային նկարները վերածելով ճիշտ մեքենայական կոդերի, և նաև նախատեսում է հնարավոր բախումները բարդ բազմաառանցք կտրումների ընթացքում՝ դրանք տեղի ունենալուց առաջ: Եվ եկեք մի մոռանանք իրական ժամանակում աշխատող սիմուլյատորների մասին, որոնք փորձարկման անօգուտ շարքերը կրճատում են գրեթե 90%-ով: Այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսին ավիատիեզերականն է, որտեղ կարևոր է առաջին անգամ ճիշտ արդյունք ստանալը (հատկապես երբ գործ ունենք թանկարժեք տիտանի հետ), այս տեսակի ճշգրտությունը երկար տևողությամբ խնայում է և՛ ժամանակ, և՛ գումար:

Իրական ժամանակում գործընթացների հսկում IoT և Industry 4.0 տեխնոլոգիաների միջոցով

Ժամանակակից լազերային կտրող սարքերը, որոնք աշխատում են Industry 4.0 ստանդարտներին համապատասխան, փաստորեն ունեն տարբեր միացված IoT սենսորներ, որոնք միաժամանակ հետևում են 15-ից ավելի շահագործման գործոնների։ Այնպիսի բաներ, ինչպիսիք են սողողի տաքացումը, գազի ճնշումը և լազերային ճառագայթի ճիշտ հարթակումը, անընդհատ հետևում են։ Այս ամպային համակարգերը վերլուծում են իրական ժամանակում ստացված տվյալները՝ համեմատելով անցյալի աշխատանքային ցուցանիշների հետ, և ինքնաբաշխ կերպով կարգավորվում, եթե կտրման շեղումը գերազանցում է ±0,15 մմ-ը։ Մի հետազոտություն անցյալ տարվանից ցույց տվեց, որ այս տեսակի հսկողություն օգտագործող գործարաններում առաջին փորձի հաջողության ցուցանիշը 82%-ից աճել է մինչև 98,7%՝ մասնավորապես ավտոմեքենաների արտանետման համակարգերի նման մասեր պատրաստելիս։ Եվ եկեք մի մոռանանք նաև խնայված ժամերի մասին։ Քանի որ տվյալները շարունակական են հոսում, տեխնիկները հիմա կարող են հեռուստյամբ խնդիրներ լուծել, ինչը ըստ արդյունաբերական զեկույցների, նվազեցնում է փոխադրման ընթացքում անդադար կանգնելու ժամանակը մոտ երկու երրորդով:

Լազերային կտրման մեջ ԱԻ-ի և Ինտերնետի իրերի ինտեգրման շնորհիվ նախատեսված սպասարկում

Երբ մենք դիտարկում ենք, թե ինչպես են մեքենաները թրթռում, հետևում նրանց էներգիայի օգտագործման փոփոխություններին և հսկում օպտիկական մասերի մաշվածության նշանները, արհեստական ինտելեկտը իրականում կարող է հայտնաբերել լազերային կտրողների խնդիրները շատ ավելի շուտ, քան դրանք կոտրվեն՝ երբեմն ավելի շուտ, քան 200 ժամ: Ավտոմոբիլային արտադրության հզորությունները վերջերս սկսել են օգտագործել այս տեխնոլոգիան, և այն, ինչ նրանք գտնում են, շատ տպավորիչ է. անսպասելի կանգների մոտ 40 տոկոսով կրճատում, քանի որ աշխատողները ստանում են զգուշացումներ, երբ ինչ-որ բան ուշադրության կարիք ունի: Բոլոր այս ինտելեկտուալ համակարգերը համեմատում են հազարավոր անցյալ վերանորոգման դեպքերի հետ (իրականում՝ ավելի քան 12,000), որպեսզի որոշեն, թե որ մասերը պետք է առաջնահերթորեն փոխարինվեն: Սա նշանակում է, որ սառը պողպատի հետ աշխատող արտադրամասերի համար այդ թանկարժեք կտրող գլխերը երկարում են մոտ 30%: Եվ եկեք մի մոռանանք նաև ֆինանսական առավելությունների մասին. գործարանները զեկուցում են, որ յուրաքանչյուր մեքենայի համար տարեկան խնայում են մոտ 18,000 դոլար սպասարկման ծախսերում՝ առանց կատարողականությունից հրաժարվելու: Ամենակարևորը, այս բարելավումները արտադրությունը համարյա 99,3%-ով անընդհատ պահում են նույնիսկ կրիտիկական պահերին, երբ անընդհատ պետք է արտադրվեն բժշկական իմպլանտներ:

Լազերային կտրող սարքերի նյութի բազմազանություն և արդյունաբերություններից անկախ կիրառություններ

Տարբեր նյութերի կտրում՝ չժանգոտվող պողպատ, ալյումին, ածխածին պողպատ, տիտան

Այսօրվա լազերային կտրող մեքենաները մետաղներ են մշակում հերթական ճշգրտությամբ՝ աշխատելով 30 մմ հասնող հաստությամբ ստալկային պողպատի, ավիատիեզերական արդյունաբերություններում լայն կիրառվող ալյումինի համաձուլվածքների, շինարարական նախագծերում հանդիպող սովորական ածխածնային պողպատի և նույնիսկ բժշկական իմպլանտներ պատրաստելու համար հայտնի տիտանի հետ: Նյութերի գիտության ամսագրերում անցյալ տարի հրապարակված հետազոտությունների համաձայն՝ մանրաթելային լազերները կտրման հետևանքով առաջացած բարակ սալիկները 35 տոկոսով փոքրացնում են հին տեխնիկայի համեմատ: Սա նշանակում է ավելի լավ արդյունքներ, հատկապես ջերմային վնասվածքների հանդեպ զգայուն մետաղների դեպքում: Գործարանների սեփականատերերի համար, ովքեր ձգտում են օպտիմալացնել գործընթացները, այս մեքենաները հնարավորություն են տալիս մեկ մետաղից մյուսին անցնել բավականին հեշտությամբ՝ պահպանելով կտրման բարձր որակը և արտադրության արագության հաստատունությունը տարբեր աշխատանքների ընթացքում:

Բարդ խողովակների երկրաչափության մեջ հատուկ պատվերով պատրաստում և նախագծման ճկունություն

Այսօրվա լազերային համակարգերը կարող են մետաղական խողովակների մեջ կտրել բոլոր տեսակի բարդ ձևեր, ներառյալ այն վեցանկյուն նախշերն ու անսովոր կորացված գծերը, որոնք վերջերս շատ ենք հանդիպում: Այդ խողովակների պատերը կարող են բավականի հաստ լինել՝ երբեմն հասնելով մոտ 25 մմ-ի: Ծրագրային ապահովման տեսանկյունից՝ ժամանակակից համակարգերը թույլ են տալիս ինժեներներին ավելի քան տասը րոպեի ընթացքում կարգավորել կտրման պարամետրերը հատուկ աշխատանքների համար: Սա հատկապես կարևոր է ճարտարապետական դիզայնի ոլորտներում, որտեղ անհրաժեշտ են այնպիսի եզակի կառուցվածքային մասեր, որոնք չեն աշխատում ստանդարտ արտադրության մեթոդներով: Վերցրեք, օրինակ, XYZ արտադրությունը, որը փոխանցման անսովոր ձևերով և անկյուններով խողովակների համար AI-ով ղեկավարվող կտրման ուղիներին անցնելուց հետո մոտ 40 տոկոսով խնայեց իր նախատիպերի ծախսերում:

Ինքնաշխատ խողովակների լազերային կտրումով ավտոմոբիլային արտադրության վերափոխում

Այսօր շատ ավտոարտադրողներ սկսել են օգտագործել աուտոմատացված լազերային հատման գործիքներ՝ արտազատման համակարգեր, գլորակապեր եւ հիդրավլիկ գծեր պատրաստելու համար: Այս մեքենաները կարող են շրջան ավարտել 90 վայրկյանում, ինչը բավականին տպավորիչ է: Էլեկտրական մեքենաների մի խոշոր ընկերության արտադրությունը մոտ 60%-ով աճել է, երբ նրանք անցել են 6 կիլովատանոց լայզերների: Այս համակարգերը աշխատում են նաեւ տարբեր նյութերի վրա. նրանք աշխատում են 2 մմ ալյումինե խողովակներով, ինչպես նաեւ ավելի հաստ 8 մմ ածխածնային պողպատի կահույքներով, որոնք գտնվում են նույն տեղադրման վրա: Այս բազմակողմանիությունը խնայում է ժամանակ եւ գումար, միաժամանակ պահպանելով որակի համահունչությունը տարբեր բաղադրիչների վրա:

Բարձր ճշգրտության լազերային կտրում պահանջող ավիատիեզերական և բժշկական կիրառություններ

Ավիատիեզերական ոլորտը հիմնված է ±0,1 մմ լազերային կտրման ենթարկված տիտանե վառելիքի խողովակների և կոմպոզիտ շասսիի բռնակների վրա, իսկ բժշկական սարքերի արտադրողները օգտագործում են արագագործ լազերներ՝ 50 մկմ ճշգրտությամբ ստենտներ ստեղծելու համար: Ավիացիոն արտադրության զեկույցում նշված է, որ ինքնաթիռների հիդրավլիկական բաղադրիչների 92%-ը ներկայումս օգտագործում են լազերային կտրված տիտանե համաձուլվածքներ, ինչը նվազեցնում է հավաքման սխալները 27%-ով՝ համեմատած CNC-մեքենայով մշակված մասերի հետ:

Շինարարության և Էներգետիկայի Ոլորտի Հզոր Խողովակների Լազերային Լուծումների Ընդունում

Ծովի նավերի հարթակներում և միջուկային կառույցներում օգտագործվող՝ հաստ պոլիպներով պողպրակներ (որոշն ունեն մինչև 300 մմ տրամագիծ), այսօր կտրվում են 12 կՎտ լազերներով, որոնք պահպանում են գրեթե իդեալական ուղղությունը՝ ըստ արդյունաբերական ստանդարտների մոտ 98% ճշգրտությամբ: Հաշվի առնելով շուկայական միտումները՝ էներգետիկ ենթակառույցների ոլորտում լազերային կտրման տեխնոլոգիայի ներդրումը նշանակալիորեն աճել է: MarketsandMarkets-ը հաշվետվություն է ներկայացրել մոտ 19% տարեկան կետային աճի մասին 2020-2023 թվականներին: Այս աճը տրամաբանական է, հաշվի առնելով բարձր ճնշման պայմաններում կապակցման համար անհրաժեշտությունը, որտեղ հարմարեցման բացերը պետք է մնան կես միլիմետրից ցածր՝ անվտանգության և արդյունավետության պատճառով:

Լազերային կտրման սարքերի վերաբերյալ հաճախ տրվող հարցեր

Ո՞րն է CO2-ից մանրաթելային լազերներին անցնելու հիմնական առավելությունը

Հիմնական առավելություններն են կտրման արագության ավելացումը, էներգիայի սպառման կրճատումը և ավելի լավ կերպով աշխատելը այնպիսի դժվար նյութերի հետ, ինչպիսիք են ալյումինը և պղինձը:

Ինչպե՞ս են լազերային կտրման սարքերը բարձրացրել արտադրողականությունը

Ժամանակակից լազերային կտրող սարքերը՝ ավելի մեծ հզորությամբ և արագությամբ, մասեր արտադրում են ավելի արդյունավետ, բարձր ճշգրտությամբ և պակաս թափոններով, ինչը արդյունքում ավելի մեծ արտադրողականություն է ապահովում արդյունաբերական պայմաններում:

Ինչո՞ւ են մանրաթելային լազերները ավելի հուսալի, քան CO2 լազերները

Մանրաթելային լազերները օգտագործում են պինդ մարմնի բաղադրիչներ և խուսափում են CO2 լազերների համար անհրաժեշտ գազային ծախսամատյաններից, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր հուսալիության և պահպանման ավելի ցածր պահանջների:

Ո՞ր արդյունաբերություններն են առավել շահում մանրաթելային լազերային տեխնոլոգիայից

Ավիատիեզերական, ավտոմոբիլային, բժշկական, շինարարական և էներգետիկական ոլորտները զգալիորեն շահում են մանրաթելային լազերային տեխնոլոգիայից՝ իր ճշգրտության, արագության և նյութերի բազմազանության շնորհիվ:

Ինչպե՞ս են արհեստական ինտելեկտը և IoT-ն բարելավում լազերային կտրող սարքերը

Արհեստական ինտելեկտը օպտիմալացնում է կտրման ուղիները և կանխատեսողական սպասարկումը, իսկ IoT-ն թույլ է տալիս իրական ժամանակում հսկում և կարգավորումներ, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր արդյունավետության և դադարների կրճատման: