Кіші тираждағы металл жұмыстар үшін лазерлік кесу машиналарын қалай таңдау керек?

Талшықты vs. CO2 Лазерлік кесу машиналары : Технологияны металға және көлемге сәйкестендіру

Неліктен талшықты лазерлер шағын партиялық металл кесуді басқаратыны: пайдалы әсер коэффициенті, шағылу өңдеуі және ауданы

Волокно лазерлі кескіштер шынымен жақсы жұмыс істейді бұл машиналар кіші мөлшердегі метал бөлшектермен жұмыс істегенде қатты күй-күйінде жасалған, сондықтан дәстүрлі газбен жұмыс істейтін CO2 жүйелеріне қарағанда едәуір тиімді болып келеді және электр энергиясына шығындалатын ақшаңызды шамамен 35% немесе одан да көп үнемдеуге мүмкіндік береді. Ішінара мыс пен алюминий сияқты жарқырау қабілеті бар материалдармен жұмыс істегенде пайда болатын кері жарқыраудан зиян келмеуі – олардың бір үлкен артықшылығы, сондықтан линзаларға арнап арнайы жарқыраудан қорғайтын қосымша қабықшалар сатып алу қажет болмайды. Сонымен қатар, бұл лазерлер цех ауданында көптеген орын алмайды, кейде орнату ауданын жартысына дейін қысқартады, бұл тар цех жағдайларында үлкен маңызға ие. Қалыңдығы 6 мм-ден аспайтын жұқа болат парақтармен жұмыс істегенде, талшықты лазерлер көбінесе материалды ескірген CO2 моделдеріне қарағанда шамамен 30% тезірек кеседі, яғни прототиптер тезірек дайындалады және сериялық өндіріс жылдам аяқталады.

CO2 лазерлерінің маңызы қашан сақталады: гибридті материалдар мен қалың металл үшін

CO2 лазерлерінің жаңа баламаларына қарамастан да мағынасы бар жағдайлар әлі де бар. Бір жағдай – тек қана металл емес, басқа компоненттері бар материалдармен жұмыс істегенде. Мысалы, резеңкемен байланысқан металдан жасалған сақиналарды алайық. CO2 лазері талшықты лазерлердің қол жеткізе алатын деңгейіне қарағанда бұл металл емес бөліктерге жақсырақ сіңіріледі. Екінші сценарий – 15 мм-ден қалыңырақ құрылымдық болат пластиналармен жұмыс істеу. Мұнда шамамен 10,6 микрондық толқын ұзындығы бар CO2 лазері шынымен айырмашылық жасайды. Кесілген жерлер тікірек болып шығады және шеттерінде айтарлықтай аз тарылтады, бұл салмақты дұрыс ұстауы керек бөлшектер үшін өте маңызды. Жылулық мәселелері де басқа бір фактор болып табылады. Қалың пластиналар бойынша ұзақ уақыт жұмыс істегенде CO2 жүйелері сағаттар бойы тұрақты қалпында қалады, ал талшықты лазерлер қызған кезде кейде бағыттан ауытқып кетеді.

«Тек қана талшық» мифін жоққа шығару: әртүрлі материалдарды прототиптеу ортасындағы икемділік

Шынымен де, қандай технология ең жақсы жұмыс істейтіні күнделікті қолданылатын материалдарға байланысты, ал технологиялық тенденцияға тұрақты сәйкес келуге емес. Әдетте, ұшақтардың алюминий бөлшектері, титан элементтері және композитті материалдар үшін прототиптік жұмыстар жасайтын цехтар әрқашан әртүрлі материалдар арасында ауысып отырады және екі лазерлік жүйені де пайдалану тиімді болып табылады. Талқыларды тез өзгерту қажет болған кезде талшықты лазерлер өте қолайлы, бірақ акрилдық үлгі немесе диэлектрикті полимер бөлшегі қажет болған кезде, цехта CO2 жүйесінің болуы сыртқы жеткізушілерді күтудің орнына барлық күш-жігерді үнемдейді. Осы саланы бақылап отыратын FMA ұйымының кейбір есептеріне сәйкес, екі технологияны біріктіру күрделі құрылыстар үшін күту уақытын шамамен 22% қысқартады. Бұл жылдамдық айырмашылығы көп жұмыс атқаратын өндірістік ортада уақыт өте көбейіп отырады.

Лазерлік қуатты материалдың қалыңдығы мен партия талаптарына сәйкестендіру

1–6 кВт шығысын кең таралған металдармен сәйкестендіру: болат, гильзиялық болат, алюминий, мыс және мырыш

Дұрыс лазерлік қуатты таңдау жұмыс істейтін материал түрі мен оның қалыңдығына назар аударудан басталады. 4 мм-ден аспайтын, жарықты шағылдырмайтын көміртегі болаты әдетте 1-2 кВт лазерлермен жақсы жұмыс істейді. 6 мм-ге дейінгі пайдалы және алюминий сияқты жарқырағыш металдармен жағдай күрделенеді, себебі олар көп мөлшерде жарықты шағылдырады және жылуды өзге түрде өткізеді, сондықтан оларға шамамен 3-4 кВт қажет болады. 10-20 мм аралығындағы қалың бөлшектермен жұмыс істегенде, кесу сапасын сақтау үшін 4-6 кВт-қа дейін көтеру көмектеседі. Бірақ мыс пен мырышты ескеру керек, өйткені ұқсас қалыңдықтағы қарапайым болатқа қарағанда олардың энергиясын 20-30 пайызға артық жұмсайды, себебі олар энергияны сол деңгейде ұстап тұра алмайды. Қуаттың баптаулары мен материалдардың реакциялары арасындағы осы тепе-теңдікті табу — қалдық шлак, шығарып жазылмаған тоттану нүктелері немесе толық бөлінбеген кесіктер сияқты мәселелерден аулақ болу үшін маңызды.

Жоғары қуаттың төмендеп кетуі: жұқа қабатты, аз көлемді жұмыстарда неге 3 кВт жиі 6 кВт-нан асып түседі

Жуан металлдармен жұмыс істегенде, осы қуатты 6 кВт лазерлер жұмысты жақсы орындайды, бірақ олар үш миллиметр немесе одан да аз қалыңдықтағы жұқа материалдармен жұмыс істегенде көп энергияны өткір өткізеді. 3 кВт модельге ауысу жұқа материалдарды дәл сондай жылдамдықпен кесуге мүмкіндік береді, бірақ электр энергиясының шығынын 25-30 пайызға үнемдейді. Сонымен қатар тағы бір артықшылық бар: төменгі қуат қоршаған металл аймағына аз ыстықты береді, сондықтан кесуден кейін маңызды бөлшектер құрылымдық қасиеттерін сақтайды. Елу бөлшектен аспайтын аз сериялы өндіріспен айналысатын цехтар уақыт өте келе көмекші газды азырақ пайдалану және қызмет көрсету тексерістерін әлдеқайда сирегірек жүргізу сияқты себептерге байланысты нақты ақша үнемдеуді байқайды. Сонымен қатар орта деңгейдегі жабдық жұмыс орындарына икемділік береді, тесу операциялары үшін тез іске қосылуға мүмкіндік береді және өндірістің өнімділігін көп жоғалтпай әртүрлі бөлшек түрлері арасында ауысуды оңайлатады.

Күрделі, аз көлемді геометрияларда дәлдікті және шет сапасын қамтамасыз ету

Қатты төзімділік прототиптері үшін Керф енін, тығыздығын және жылумен әсер ететін аймақты (HAZ) басқару

Кішкентай топтамалық прототиптерде дәлдікті алу үш негізгі нәрсені бірге басқаруға байланысты: кесудің ені (керф), шоғырлау бұрышы және кесудің айналасындағы жылу әсер ететін аумақтың мөлшері. Авиация бөлшектері мен медициналық құрылғылар үшін стандартты болып табылатын +/- 0,1 мм-ге дейін тығыз төзімділік талап етілетін бөлшектермен жұмыс істегенде, қазіргі талшықты лазерлік жүйелер тек 0,1 мм ендегі кішігірім қималарды жасай алады, тіпті 3 мм қалыңдықтағы тот баспайтын болаттан. Кесу кезінде бұралған нүктелер бұралған нүктелерді өзгерте алады. Көмекші газ ретінде оттегіден азотқа ауысу да үлкен өзгеріс жасайды. Бұл жылудан зардап шеккен аймақты шамамен 70% қысқартады. Бұл титан қорытпаларымен жұмыс істегенде өте маңызды, онда қиып болғаннан кейін шаршау беріктігін сақтау ұзақ мерзімді жұмыс істеу үшін өте маңызды.

Күрделі кесілу кезінде кесу орынының ығысуын компенсациялайтын бейімделушілік бағдарламасы ішкі бұрыштардың өткір болуын және микрон деңгейіндегі дәлдікті қамтамасыз етеді. Импульстік жиілікті дәл баптау жұқа металдарда шлактың пайда болуын болдырмауға мүмкіндік береді, ал оптимизацияланған тесу әдістері мыспен қоспалардағы микросеріктерді жояды, осылайша төмен көлемді лазерлік кесуді маңызды прототиптер үшін іске асыруға болатын шешімге айналдырады.

Үзілісті, шағын сериялы өндіріс үшін автоматтандыруды және бағдарламалық жасақтаманы оптимизациялау

Жұмыс ағымдарын жеңілдету: орналастыру бағдарламасы, CAD/CAM интеграциясы және 10 бөлшектен аспайтын партиялар үшін бір рет басу арқылы орнату

Металл бөлшектердің кейбір уақытта шағын өндіріс серияларымен жұмыс істегенде, лазерлік кесу қондырғылары олардан мүмкіндігінше тиімді пайдаланып, әр бөлшектің құнын төмендету үшін арнайы бағдарламалық жабдықтарды қажет етеді. Қазіргі кезде қол жетімді компоновка (nesting) бағдарламалары металл парақтарға бөлшектерді орналастыруда өте ақылды жұмыс істейді, бұл бір ретте тек бірнеше зат дайындай отырып, қалдық материалдарды едәуір азайтады. Кейбір цехтар мұндай тәсіл арқылы материалдар бойынша шамамен 20% үнемдеу туралы хабарлайды. CAD-тан CAM жүйелеріне дейінгі дизайндарды ауыстыру қазір тегін жүреді, сондықтан күрделі пішіндерді машинаға қолмен енгізу қажет болмайды. Тек файлды импорттаңыз және жұмысты бастаңыз. Ал орнату уақыты туралы айтатын болсақ, операторлар бір кликпен өткен параметрлерді қайтарып ала алады, бұл жұмыстар арасында параметрлерді қайта баптау үшін әдетте кететін сағаттарды үнемдейді. Оннан кем бөлшек дайындау сериялары үшін бұл үлкен айырмашылық жасайды. Бұл автоматтандырудың бәрі партиялар бойынша сапаны сақтауға, өнімдерді тезірек шығаруға және кішігірім цехтардың бөлшектердің дәлдігі мен біркелкілігін нашарлатпай, баға бойынша бәсекеге түсуіне көмектеседі.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Талшықты лазерлі кескіштердің CO2 жүйелеріне қарағандағы артықшылықтары қандай?

Талшықты лазерлі кескіштер CO2 жүйелеріне қарағанда тиімдірек, өзгеріссіз материалдармен зиян келтірмей жұмыс істей алады және аз орын алады. Олар сонымен қатар жұқа болат парақтарды кесу кезінде тезірек жұмыс істейді.

CO2 лазерлік жүйелер қандай жағдайларда қолданылады?

CO2 лазерлері резеңке мен металдан жасалған сақиналар сияқты метал емес компоненттері бар материалдар үшін және 15 мм-ден асатын құрылымдық қалың болат үшін қолданылады, өйткені олардың толқын ұзындығы жақсырақ кесу сапасын қамтамасыз етеді.

Лазерлік қуат шығысы кесуге қалай әсер етеді?

Лазерлік қуат материалдың түрі мен қалыңдығына сәйкес келуі тиіс. Жұқа материалдар үшін төменгі қуат жарамды және шығындарды, сондай-ақ жылу берілуді азайтады, ал қалың материалдар үшін жоғары қуат қажет.

Талшықты және CO2 лазерлік жүйелерді біріктіру неге пайдалы?

Екі жүйені біріктіру әртүрлі материалдармен жұмыс істейтін цехтарға көбірек икемділік ұсынады, күрделі құрылымдарды жинауды жылдамдатады және сырттай жіберусіз әртүрлі компоненттердің тәжірибелік үлгілерін жасауға мүмкіндік береді.

Автоматтандыру мен бағдарламалық қамтамасыз ету кіші сериялы өндірісті қалай тиімділендіре алады?

Орналастыру бағдарламасы, CAD/CAM интеграциясы және автоматтандырылған баптау уақытты үнемдейді, материалдардың қалдықтарын азайтады және жұмыс үдерістерін ыңғайлы етеді, сондықтан тиімділік артады және кіші цехтар бәсекеге қабілетті болып қала алады.