Түтік материалдарына байланысты лазерлік кесу машиналарын қалай таңдау керек?

Түтік лазерлі кесу машиналарымен материалдардың үйлесімділігін түсіну

Талшықты лазерлі кесуге үйлесімді негізгі түтік материалдары: Көміртегілі болат, гильзиялы болат, Алюминий, Қола, Мыс және Титан

Қазіргі заманғы түтік лазерлі кесу машиналары алты негізгі металды тиімді өңдейді: көміртегілі болат, гильзиялы болат, алюминий, қола, мыс және титан. Бұл материалдар лазерлі кесу арқылы өңделетін өнеркәсіптік түтіктердің 85%-нан астамын құрайды, ал талшықты лазерлі жүйелер өздерінің толқын ұзындығының икемділігі мен дәлдігі арқасында ерекше тиімді болып шықты.

Металл түтіктердің негізгі материалдық қасиеттері мен өнеркәсіптік қолданылуы

Пасшылыққа төзімді болат теңіз компоненттері үшін идеалды, ал алюминийдің жеңіл салмағы аэрокосмостық жасауда оның қолданылуын анықтайды. Мыс жылу өткізгіштігі климат жүйелерін шығаруға қолдау көрсетеді, бұл өнеркәсіп тиімділігі бойынша зерттеулерде көрсетілген. Техникалық қаттылық пен салмақ қатынасы жағынан бағаланатын титан түтіктер медициналық имплантаттар өндіруде басымдық танытады.

Шағылдыратын және шағылдырмайтын металдармен талшықты лазер технологиясының жұмыс істеу ерекшелігі

Талшықты лазерлер көміртегі болаты сияқты шағылдырмайтын металдар тиімді жұтатын 1064 нм толқын ұзындығын қолданады. Алюминий мен мыс сияқты шағылдыратын металдар үшін импульсті лазерлік режимдер мен азот көмекші газдары энергияның шағылуын азайтады және кесудің тұрақты сапасын қамтамасыз етеді.

Мыс пен қола сияқты жоғары шағылдыру қабілеті бар материалдарды кесудегі қиыншылықтар

Жоғары шағылдыру коэффициенті бар металдарды кесу сәулеге шағылуын болдырмау үшін нақты фокустау баптауларын және көмекші газ берудің оптималды режимдерін талап етеді. Операторлар кесу жылдамдығын азайтуды (әдетте болаттан 20–40% баяу) жоғары қуаттылықпен (3–6 кВт) тепе-теңдікте ұстауы керек, сонымен қатар шетінің бүтіндігін сақтау және тот басудан қорғау үшін 2024 жылғы Металл өңдеу есебінде көрсетілгендей әрекет ету керек.

Түрлі түтік материалдары үшін лазерлік қуатты және кесу жылдамдығын оптимизациялау

Көміртегілі болат пен тұтасқа зәрсіз болат үшін ұсынылатын лазерлік қуат баптаулары

8 мм-ден алысырақ көміртегі болат түтіктерін 3-тен 5 метрге дейінгі минутына жылдамдықпен кесу кезінде, көбінесе дүкендер 2-ден 3 кВт-қа дейінгі сәулелік лазерлермен жақсы нәтиже алады. Бірақ, хромның мол болуына байланысты, қышқылға төзімді болат басқаша болады. Ол 10-15 пайызға жоғары қуатты тығыздықты қажет етеді. Сондықтан 5 мм-ден 10 мм-ге дейінгі қабырға қалыңдығы үшін операторлар жақсы сапалы кесуді, еритінді қалдықтарын азайту үшін әдетте 3-тен 4 кВт-қа дейінгі лазерлерді таңдайды. Сонымен қатар, оттегісіздендіруді азайту үшін кесу процесінде 12-ден 18 бар аралығындағы қысымда жұмыс істейтін азот көмекші газын да ұмытпау керек. Бұл темірлі материалдардың соңғы өнім сапасына үлкен әсер етеді.

Алюминий мен мыс қорытпалары үшін жылдамдық пен қуатты реттеу

6061-T6 сияқты алюминий қорытпаларымен жұмыс істегенде, әдетте 3-тен 4 кВт диапазонындағы лазерлерді пайдаланып, қию жылдамдығын минутына 1,5-3 метр аралығында баяулату тиімді. Бұл жұқа қабырғалы түтіктердің артық жылу жиналуынан бүлінуін болдырмау үшін температураны төмен ұстауға көмектеседі. Мыс қорытпаларымен жұмыс істеу күрделірек, себебі олар лазерлік сәулелерді кері шағылдырып жіберуге бейім. Көбінесе операторлар импульсті лазерлік режимдерді 70-90 пайыз аралығындағы жұмыс циклымен қолданудан табыс табады. 2024 жылғы The Fabricator журналының соңғы салалық есептеріне сүйенсек, қазіргі уақытта қазіргі заманғы технологияларда белгілі бір елеулі жетістіктерге қол жеткізіліп жатыр. Олар 3 мм қалыңдықтағы мыс парақтарын қию кезінде фокустық ұзындықты динамикалық түрде реттеу өңдеу уақытын шамамен төрттен бір бөлікке қысқартуға мүмкіндік беретінін атап өтеді. Егер өндірушілер өздерінің өндіріс желілеріне бұл әдістерді дұрыс енгізе алса, бұл елеулі жақсару болып табылады.

Зерттеу жағдайы: 6 мм және 12 мм болат түтіктерді қию сапасы

304 маркалы эмайсыз болатты лазерлі құбыр кесу машинасымен өңдеу барысындағы 4 кВт өндірістік сынамадан анықталды:

• 6 мм құбырлар :

  • 3 кВт қуат
  • 4 м/мин жылдамдық
  • ±0,15 мм өлшемдік дәлдік

• 12 мм құбырлар :

  • 4 кВт қуат
  • 1,5 м/мин жылдамдық
  • ±0,25 мм дәлдік

Нәтижелер лазерлік қуаттың қалыңдықпен қатаң сәйкес көбеюі керектігін көрсетеді — материал қалыңдығы екі есе артқанда энергия шығыны 33% арта түседі, ал газ қысымын (20–25 бар) нақты реттеу балқыған металдың шығарылуын жақсартады.

Түтікше өлшемі, пішіні және өндіру көлемі үшін машина икемділігін бағалау

Дөңгелек, шаршы және тіктөртбұрышты түтік профилдерімен жұмыс істеу

Қазіргі заманғы лазерлік кесу қондықтары құрылыста, автомобиль рамаларында және басқа да ғимараттардағы жылыту/салқындату жүйелерінде кеңінен қолданылатын дөңгелек, шаршы және тіктөртбұрышты түтікшелерді қоса алғанда, әртүрлі профильдермен жұмыс істейді. Дөңгелек түтікшелер әлі де әлемде кесілетін материалдардың шамамен жартысын құраса да, соңғы кездері заманауи архитектуралық жобалар мен көлік инфрақұрылымы үшін бұрышты пішіндерге деген сұраныс арта бастады. Жаңа машиналар автоцентровкалық патрондар мен реттелетін роликтер сияқты функциялармен жабдықталған, олар күрделі дөңгелек емес бөліктермен жұмыс істеген кезде тұрақтылықты сақтауға көмектеседі. Бұрыштық темір немесе C-профильдермен жұмыс істеу кезінде өндірушілер ескі екі нүктелі әдіске қарағанда төрт патронды орнату өңдеу кезінде иілу мәселелерін шамамен үштен бір бөлігіне дейін азайтатынын анықтаған.

Әртүрлі түтік өлшемдері мен пішіндері бар жоғары ассортиментті өндіріске бейімделу

3 метрлік алюминий желобтар мен 9 метрлік болат құрылымдық түтіктер сияқты әртүрлі материалдар партиясымен жұмыс істеген кезде икемділік өте маңызды болып табылады. Соңғы модульді лазерлі кесу қондырғылары әртүрлі өлшемдегі материалдармен жұмыс істегенде материалды 89 пайызға дейін пайдалануға мүмкіндік беретін реттелетін патрондар мен ақылды орналастыру бағдарламасымен жабдықталған. Бұл машиналарда басқа да қызықты мүмкіндіктер бар. Тез ауыстырылатын роторлы бекітпелерді алмастыруға төрт минуттан кем уақыт қажет, ал бекіту қысымы 20-дан 200 psi-ге дейін автоматты түрде кесілетін материалға байланысты өзгереді. Сондай-ақ, толық 360 градусқа дейінгі кесу басының қозғалысы орнату уақытын шамамен екі есе қысқартады. Екі жүктеу станциясын пайдаланатын цехтар жұмыстарын көбінесе үздіксіз жүргізеді, ал бұл әдетте әр айда он беске дейін әртүрлі түтік пішіндерімен жұмыс істейтін кәсіпорындар үшін инвестициялардың қайтарымын шамамен 40 пайызға жақсартады.

Материал бойынша кесу қалыңдығының сыйымдылығы мен дәлдік талаптарын бағалау

Талшықты лазерлік технологияны қолдана отырып, кең таралған металдар үшін максималды кесу қалыңдығы

6 кВт талшықты лазерлік жүйесімен көміртегі болаты шамамен 25 мм тереңдікке дейін кесілуі мүмкін, ал гильзиялық болат шамамен 20 мм қалыңдыққа дейін кеседі. Алайда алюминий мен мыс қорытпалары үшін осы материалдар лазерлік энергияны болатқа қарағанда тиімсіз сіңіргендіктен, олардың шекті мәні әдетте шамамен 15 мм-де болады. Осы металлдарды кесу үшін болатпен жұмыс істеуге қарағанда 30-тан 50 пайызға дейін көбірек қуаттың тығыздығы қажет. Титан мүлдем басқа қиындық туғызады. 12 мм қалыңдыққа дейін кесу мүмкін болса да, кесу процесі кезінде титан тез тот басатындықтан, ерекше сақтық шараларын қолдану қажет. Бұл материалдың сапасын сақтау және бетінде қажетсіз реакциялардың болмауы үшін операторлар бүкіл операция бойы инертті газдармен материалды қорғауы керек.

Жұқа қабырғалы алюминий мен қалың қабырғалы көміртегі болаты үшін дәлдік талаптары

0,5-тен 3 мм-ге дейінгі жұқа қабырғалы алюминий бөлшектер үшін аэрокосмостық қолданыстарда плюс-минус 0,1 мм дәлдікпен сәйкес келу абсалютті маңызды. Бұл дәлдік деңгейі, жылу мен деформацияны бақылауға көмектесетін, импульсті лазерлік технологияны қолданудан туындайды. 6-дан 25 мм-ге дейінгі қалың көміртегі болаты материалдарына назар аударған кезде, назар аударатын нәрсе біраз өзгереді. Осы жерде шетінің тік бұрыштылығы шамамен жарты градустан аспайтындай етіп ұстау өте маңызды. Табиғи ғана, ешкім дайын өнімде шлак қалғанын қаламайды. 12 мм болат парақтарымен жұмыс істеген кезде өңдеу кезінде жоғары қысымды азот қосу шетінің сапасын шамамен 40 пайызға дейін арттыра алады. Тағы бір ескерілген жай - 5 мм алюминийге қарағанда 20 мм болат үшін алдын ала тесік қалтау уақыты қаншалықты ұзақ болуы керек. Екі материал арасындағы жылулық масса сипаттамаларына байланысты айырмашылық шамамен үш есе ұзақ.

Материалдар бойынша тесу тиімділігі мен жиектің сапасын арттыру

Түзетуші тесу алгоритмдері мыс қорытпасын тесу уақытын 55% қысқартады. Оттегі-азот қоспасын қолданатын гибридті шашқыштар 15 мм алюминийде 25% тегісірек жиектер береді. Екі толқынды лазерлер бейнелеу металдарында 0,8 мкм Ra беттік өңдеу нәтижесін қамтамасыз етеді — бір режимді жүйелерге қарағанда 30% жақсырақ. Бұл инновациялар титан медициналық бөлшектерді өңдеуден кейінгі операциялар санын 18% азайтты.

Қолданылу аясы мен өнеркәсіптік қажеттіліктерге сәйкес лазерлік түтік кесу машинасын таңдау

Fiber мен CO2 лазерлік кескіштер: материалдармен үйлесімділік және жұмыс істеу тиімділігі

2023 жылғы соңғы өнеркәсіптік эталонға сәйкес, ток өткізгіш металдарды, мысалы, болат және алюминийді өңдеген кезде, шыны талшықты лазерлер дәстүрлі CO2 моделіне қарағанда шамамен 30 пайызға артық энергия үнемдейді. Бұл лазерлер қалыңдығы шамамен 25 мм немесе одан да аз болатын металл парақтарда ең жақсы нәтиже береді. Алайда, ток өткізбейтін материалдар үшін көбінесе мамандар CO2 жүйелерін қолдануды жалғастырады, себебі олар осындай жағдайларда жақсырақ жұмыс істейді. Жаңа буын талшықты кескіштерге адаптивті толқын ұзындығын басқару деп аталатын мүмкіндік қосылған. Бұл функция күміс пен мырышты кесу кезінде пайда болатын шағылулармен байланысты мәселелерді азайтады, ал бұл ескі жабдықтар үшін қиындық туғызуы мүмкін.

Түтік лазерлік кесу машиналарының жоғары жылдамдықты және жоғары көлемді өндіруде артықшылықтары

Алдыңғы қатарлы жүйелер автомобильдің шығару жүйелері мен желдеткіш каналдарын үздіксіз өндіру үшін ±0,1 мм дәлдікпен минутына 120 метрге дейінгі кесу жылдамдығына жетеді. Автоматты түрде жүктеу және ИИ-мен қуаттандырылған орналастыру бағдарламасы материалдардың қалдықтарын қолмен жасауға қарағанда 18–22% азайтады.

Жабдық сипаттамаларын салаға тән қолданулармен сәйкестендіру (мысалы, автомобиль, құрылыс, желдеткіш жүйелері)

Құрылымдық болаттан жасалған құрылымдар үшін 25 мм және одан да көп кесу сыйымдылығы бар және автоматты түрде шлакты алып тастайтын машиналарды таңдау қажет. Желдеткіш жүйелерімен айналысатын мамандар диаметрі 60–150 мм болатын құбырларды өңдей алатын, тез ауыстырылатын патрондары бар компактты жүйелерден пайда алады.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Түтік лазерлі кесу машиналары қандай материалдармен жұмыс істей алады?

Түтік лазерлі кесу машиналары көміртегі болаты, нержавейкалық болат, алюминий, мырыш, мыс және титан сияқты материалдарды өңдей алады.

Шағын лазер технологиясы шағылдырушы металдармен қалай жұмыс істейді?

Шағын лазерлер 1,064 нм толқын ұзындығын қолданады, ал алюминий мен мыс сияқты шағылдырушы металдарды энергияның бағытталуын азайту үшін импульсті лазерлік режимдер мен азот көмекші газдарын қолданып басқарылады.

Шағын лазер технологиясымен көміртегі болатының максималды кесу қалыңдығы қандай?

6 кВт шағын лазерлік жүйемен көміртегі болатының кесу тереңдігі шамамен 25 мм-ге жетеді.

CO2 лазерлік кескіштерге қарағанда шағын лазердің артықшылықтары қандай?

Шағын лазерлік кескіштер мыс пен мырыш сияқты шағылдырушы материалдарды жақсырақ өңдеу үшін бейімделетін толқын ұзындығын басқару мүмкіндігі бар және өткізгіш металдармен жұмыс істегенде CO2 моделдеріне қарағанда шамамен 30% көбірек энергия үнемдейді.