Түтін өңдеу үшін лазерлік кесу машинасының негізгі қасиеттері қандай?

Талшындық лазерлік технологиямен түтікті кесудің дәлдігі мен әсер етушілігі

Талшындық лазерлік түтікті кесу технологиясы дәлдікті және әсер етушілікті қалай арттыратыны

Бүгінгі таңда түтік лазерлі кескіштері 1064 нм талшынды лазерлердің қуатын 0,1 мм шоғырға дейін шоғырландыру арқасында плюс-минус 0,05 мм дәлдікпен кесуге қабілетті. Олар беретін қатты ыстық материалдың бұралуын азайтуға көмектеседі, сондықтан 0,5 мм қабырға жұқтығына дейінгі нержавеюші болат түтіктермен жұмыс істеген кезде де шеттерінің артық балқуынсыз таза нәтиже алуға болады. Бұл жүйелерді ерекшелейтін қасиет - олардың шын уақыт режимінде тігіс бағытын үздіксіз басқаруы. Машина жұмыс істеп тұрған кезде оның камералары арқылы көріп тұрған нәрісіне сәйкес кесу орнын үздіксіз түзетіп отырады. Бұл әдіс механикалық тәсілдерге қарағанда анағұрлым тиімді, өйткені ескі тәсілдер құралдардың көп пайдалану нәтижесінде тозып, дәлдігін жоғалтады, ал лазерлі жүйелердің осындай проблемасы жоқ.

Нержавеюші болат пен алюминий түтіктердегі ақау шегелері мен бетінің сапасы

Талшын лазерлері әртүрлі материалдарда өлшемдік дәлдікті 0,1 мм шамасында ұстай алады, қабырғаларының қалыңдығы 1-ден 6 мм-ге дейінгі 304 тұтас болат құбырлардың бетін Ra 1,6 микрон шамасында тегістейді, сонымен қатар қосымша тазалау жұмыстарын қажет етпейді. Жүйе мырыш қорытпаларымен жұмыс істеген кезде газ қысымын автоматты түрде реттейді, ол ескірген CO2 лазерлік технологиясымен салыстырғанда тот басудың қарсылық сызықтарын шамамен 60 пайызға дейін азайтады, нәтижесінде Ra 3,2 микрондық өңдеу құрылымдық бөлшектер үшін жеткілікті болып табылады. Өткен жылы өндірістік деректерді талдау осындай жетілдірулердің автомобильдің шығару құбырларын тазалау шығындарын әр метрге 8,5 долларға дейін үнемдеуге мүмкіндік беретінін көрсетті.

Жұқа қабырғалы құбырларды кесу кезінде CO2 және талшын лазерлерінің дәлдігін салыстыру

Параметр	Талшықты лазер	Co2 лазер
Ең кіші жедел қалыптық толықтығы	0.3 мм	0.8 мм
Кесу жылдамдығы (2 мм SS)	12 м/мин	5 м/мин
Қыздыру аймағы	0,2–0,5 мм	1,2–2,0 мм
Бұрыштық дәлдік	±0.1°	±0.3°

Талшындық жүйелер энергияны пайдалану тиімділігін 3– есе арттырады және цинктелген болат құбырлардың кесілу жылдамдығын 40% арттырады, бұл жоғары дәлдікті, жұқа қабырғалы қолданбалар үшін өте тиімді.

Зерттеу жағдайы: Тұйық контурлы кері байланыс жүйелерін қолданып, қалдықтар мөлшерін 35% дейін азайту

Бір металды өңдеу цехы әнгіме айтып тұрған жылы 500 рет әр секунд сайын үлгі алатын құрылғысы бар талшынды лазерлі кесу жабдығына ауысты. Бұл өткен жылы Өнеркәсіптік лазерлік есеп берулерде айтылғандай, түтік диаметрлерін микрондармен өлшеген кезде ауытқуларды анықтауға және оған сәйкес беру жылдамдығы мен лазер интенсивтілігін реттеуге мүмкіндік береді. Нәтижесінде әр жылы таза оттегісіз болат шығыны 8,2%-дан 5,3%-ға дейін төмендеді. Бұл жүйенің ерекшелігі өте жоғары жылдамдықпен үлгі алу қабілеттілігінде. Бұл жүйенің нәтижесінде материалдарға жылына 740 000 долларға жуық үнемделді, сонымен қатар өнім сапасы төмендемеді, себебі ақырғы өнімдер әлі де 2022 жылғы ASME BPE-2022 стандартына сәйкес келеді. Бұл құрылғылардың маңызы сұйықтық жүйелерінде қолданылатын бөлшектерге қойылатын қатаң талаптарға сай келеді.

Материалдардың үйлесімділігі мен қалыңдығының шегі Түтік лазерлі кесетін машиналар

Қазіргі түтік лазерлі кесу машиналары қолданылады болат , алюминий және нержаға шыңдар жоғары дәлдікпен. Талшынды лазерлер көміртегі болатын 30 мм дейінгі қалыңдықта және 20 мм дейінгі пайдалы болатты кеседі, бірақ түсті металдардың (мысалы, алюминий) үшін тиімді жұмыс әдетте 15 мм-ге дейін созылады (roboticsandautomationnews.com, 2024).

Болат, Алюминий және Пайдалы Болат Түтіктер бойынша Лазерлік Кесу Өнімділігі

Талшынды лазерлі кесуге келсек, болат түтіктер машинаға көп шағылдырмайтындықтан жақсы жұмыс істейді. 12 мм-ге дейінгі қалың материалдармен жұмыс істеген кезде де кесілген жерлер өте тар болуы мүмкін – кейде жарты миллиметрден де аз болады. Алайда алюминиймен жұмыс істеу қиындау, өйткені ол жылуды тез өткізеді. Операторлар лазерлік қуатты үнемі реттеуі керек, әйтпесе кірістер таза кесілмей, балқып кетеді. Технология соңғы кезде әлдеқайда жақсарды. Қазіргі заманғы талшынды лазерлер алюминий түтіктердің 8 мм дейінгі қалыңдығын 12 метр/минуттан астам жылдамдықпен өңдей алады. Қарқындылыққа қарамастан кесілген жерлер тік ұсталып тұрады, әдетте 0,2 мм дәлдікпен, бұл өндірістегі сапаттың айтарлықтай артуына әкеледі.

Түсті металдардағы жылу өткізгіштік мәселелері мен бейімделу қуатының басқарылуы

Алюминийдің жылдам жылу шашырауын болдырмау үшін талшынды лазерлік жүйелер нақты уақытта энергияны модуляциялау қолданады. Иілгіш ұзақтығын (5–20 мс) және динамикалық газ қысымын (2–4 бар) реттеу мырыштың қоспалары мен әлпетті алюминий сияқты келтіргіш материалдарда таза кесу мүмкіндігін береді, бұрын қалдықтар шығыны 18% болған.

0,5-тен 12 мм дейінгі қалыңдықтағы материалдар үшін кесу сапасын тиімді пайдалану

Пайыздар диапазоны	Жылдамдықты реттеу	Көмекші газ қысымы	Шет сапасы (Ra)
0,5–2 мм	20–25 м/мин	8–10 бар (Азот)	1,6–2,5 мкм
2–6 мм	12–18 м/мин	6–8 бар (Оттек)	3,2–4,0 μм
6–12 мм	4–8 м/мин	4–6 бар (Аргон)	5,0–6,3 μм

Тұйық контурлы бақылау өлшемді дәлдікті сақтау үшін автоматты түрде 14 параметрді реттейді ±0,1 мм осы диапазонда, бір ғана машина өндірістік трубаларды өңдеуге 95% қажеттілікті қамтамасыз етеді.

Автоматтандыру және CNC-нің ықпалдастығы арқылы түтіктерді өңдеудің нәтижелілігін арттыру

Заманауи түтік лазерлі кесетін машиналар тиімділікті арттыру арқылы материалды автоматтандырылған өңдеу және CNC жүйесін интеграциялау . Роботтық жүктеуіштер мен 52% және сол 0,1 мм дәлдікті сақтау арқылы бос уақытты азайтатын кәсіпорындар (2024 жылғы салалық талдау).

Автоматтандыру мүмкіндіктері: Автоматты жүктеу, түсіру және роботтық материалдарды өңдеу

Роботтық қолдар 12 метрге дейінгі ұзындықтағы түтіктерді сақтау орнынан кесу станцияларына дейін тасымалдайды, бұл құрылғылардың бетіне зақым келтірмейді, сонымен қатар түтіктердің түрлеріне тән болат пен алюминий профилдеріне қауіпсіздікті арттырады және бөлшектердің дұрыс орналасуын қамтамасыз етеді.

CAD/CAM бағдарламалық қамтамасыз етуімен интеграция жасау арқылы өнімді өндіруге ыңғайлы дизайн жасау

Прогрессивті жүйелер 3D CAD модельдерін 90 секундтан кем уақытта станок нұсқаулықтарына айналдырып, қателерді түзетеді. Материалды пайдалану тиімділігін арттыру үшін алгоритмдер қолданылады, 92–95% пайдалану көрсеткіштеріне жеткізіледі, бұл әсіресе қымбат қорытпалар үшін пайдалы.

AI-негізіндегі CNC басқару жүйелерін қолдана отырып, нақты уақыт режимінде бақылау және қателерді түзету

Машиналық көру мен термиялық датчиктер фокустың ығысуы немесе газ қысымының тербелісі сияқты ауытқуларды тауып, 0,3 секунд ішінде микротүзетулерді іске қосады. Бұл тұйық контурлы түзету әуе-кеңістік компоненттерінде қолданылатын жұқа қабырғалы (0,8–1,5 мм) титан түтіктерді ақаусыз кесуге кепілдік береді.

Зерттеу жағдайы: Интеграцияланған автоматтандырумен өнім шығару көлемінің 40%-ға артуы

Көшбасшы өндіруші ескі жабдықты роботты жүктеу және бұлтқа қосылған CNC басқаруы бар толық автоматтандырылған лазерлік түтік кесу жүйесіне ауыстырды. Цикл уақыты әр бөлшек үшін 18 минуттан 10 минутқа дейін қысқарды, ал қалдықтар мөлшері 29%-ға төмендеді (MetalForming Journal 2024), өнім шығару көлемі мен құндылық тиімділігін біршама арттырды.

Көп осьті икемділік пен күрделі геометрияны кесу мүмкіндіктері

Бүгінгі таңда құбырларды лазерлі кесетін машиналар өзінің алдыңғы 5 осьті жүйелерінің арқасында шамамен 0,1 градус дәлдікке жету мүмкіндігіне ие, оларға бұралмалы басқыштар, бірнеше бұрылыс нүктелері және ақылды фокустау реттеулері енеді. Бұл мүмкіндіктер құбырлардың күрделі пішіндерін, бұрышты шеттерін және 300 миллиметрден үлкен диаметрлерде үш өлшемді өрнектерді жасауға мүмкіндік береді. Қатаң шектеулер маңызды болып табылатын салалар үшін бұл мүмкіндік абсалютті маңызды. Толықтай герметикалық қосылыстарды қажет ететін әуеайналық отын жүргізу жолдарын немесе кішігірім сіңіп кету тіпті келешекте проблемалар тудыруы мүмкін автомобиль шығару жүйелерін ойлаңыз. Өндірушілер осындай талаптарға сай келетін қолданбалармен жұмыс істеу кезінде қателерді болдырмау үшін осындай машиналарға толық сенеді.

Күрделі профильдерді 3D көп осьті қозғалыс және бұралмалы ось дәлдігімен кесу (±0,1°)

CNC басқару лазерлік басының X-Y-Z қозғалыстарын түтіннің айналу (C-өсі) және көлбеу (A-өсі) қозғалыстарымен синхрондайды, қисық беттерде өте тұрақты фокустық арақашықтықты сақтайды. Бұл қолмен қайта орналастыруды болдырмауға және жұқа қабырғалы гидравликалық түтіктерде 3-өсті жүйелерге қарағанда овалдық қателерді 70% дейін азайтады.

Автокөлік шығарындыларында, әуе-кеңістіктік және құрылыс түтіктеріндегі қолданыстар

• Автокөлік : 0,2 мм саңылау дәлдігімен болаттан жасалған шығарынды жинағыштарда 45° бұрышты кесу
• Аэрокосмос санаты : Салмақты азайту үшін титаннан жасалған қону тірегі түтіктерінде 3D ұяшықтар
• Құрылыс : Жер сілкінісіне төзімді конструкциялар үшін салыстырмалы болат бағандарды кесу

Өнеркәсіптік жасалымдарда бұрышты пісірмелер мен пішінді кесулерге деген сұраныстың өсуі

Модульді жинақтауға ауысу пісіруге дайын күйге келтірілген түтіктерге деген сұранысты арттырды. Алты өсті түтік лазерлік кесу машиналары өңдеуден кейінгі еңбек шығындарын 50% дейін азайтады, ал өндірушілер плазмалық кесуге қарағанда күрделі бөлшектерді (мысалы, желдеткіш желдеткіш құбырларын) ұсталайтын материалдың 30% аз қалдығын алатынын хабарлайды.

Қазіргі заманғы құбыр лазерлі кесу машиналарында екі функцияның және жүйенің масштабтау мүмкіндігі

Бүгінгі күні құбыр лазерлі кесу машиналары бір құрылғыда екі әртүрлі өңдеу әдістерін үйлестіріп қана қоймай, сонымен қатар өндіріс орнының қажеттілігіне байланысты кеңейтіп немесе қысқартып беруге қабілетті. Соңғы модельдер жазық парақ пен дөңгелек түтіктерді бір ғана машина арқылы өңдеуге мүмкіндік береді, бұл әртүрлі материалдармен жұмыс істейтін цехтардың жабдықтарға деген шығындарын қатты төмендетеді. Бұл гибридті жүйелер ауыстырылатын бөлшектер мен автоматты түрде бапталатын арнайы линзалардан тұрады, соның арқасында жазық металды немесе дөңгелек құбырларды өңдеу кезінде өлшеу дәлдігі шамамен 0,1 миллиметр дәлдікпен сақталады. Цехтардың хабарлауынша, бұрынғы жабдықтарға қарағанда әртүрлі материалдарды өңдеу үшін әртүрлі машиналар қажет болатын кезде жұмыстарды орта есеппен 30 пайызға тезірек аяқтауға болады.

Әртүрлі өндіріс қажеттіліктері бар жұмыс цехтары үшін кеңістікті және шығынды үнемдеу

Кіші және орта өлшемдегі өндірушілер бұл жабдықтарды пайдаланып құнды өндірістік кеңістікті үнемдей алады. Жалғыз 15 кВт қондырғының өзі жеке пластина және түтік кесу жабдықтары үшін қажетті ғимарат кеңістігінен 35% аз орын алады. Өткен жылыгі Лазерлік жүйелер журналында айтылғандай, мұндай орналасу энергия пайдалануды шамамен 18% қысқартады. Сонымен қатар, жұмысшылар өндірістік процессте жазық парақтар мен дөңгелек түтіктер арасында ауысқан кезде құралдарды ауыстыруға тура келмейді. Бізбен сөйлескен кәсіпханалардың көпшілігі инвестицияларын тез қайтарып алатынын атап өтті. Зерттеу нәтижелеріне сәйкес, ондағы жеті кәсіпхана қосымша жұмыс процесстері мен материалдарды өндірістік алаңда тасымалдауға кететін уақытты үнемдеу арқылы жалпы жылдан кейін қаржысын қайтарып алатынын хабарлады.

Модульді төсек дизайны және 300 мм диаметрі мен 6+ метр түтіктерді қолдау

Масштабталатын жүйелер сипаттамасы:

• Дөңгелек, шаршы және тікбұрышты профильдер үшін ауыстырылатын бекіту модульдері
• 0,5–12 мм қалыңдығындағы нержавеющий болат үшін динамикалық қуат модуляциясы
• 6 метрлік аралықта 0,02 мм/м дәлдікпен орналастыру үшін сызықтық двигатель жетегі

Бұл икемділік бір платформада желдету мен желдету ауа құбырлары мен құрылымдық тіреулерді өңдеуге мүмкіндік береді, ал адаптивті орналастыру жобалау бағдарламасы аралас жүктеу өндірісінде материалдардың қалдығын 22% дейін азайтады. Модульді жобалау операциялардың болашаққа арналған құқығын қамтамасыз етеді және жүйені толық алмастырмай-ақ күшейтіп береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Түтік қиып алу үшін CO2 лазеріне қарағанда талшықты лазерді пайдаланудың артықшылығы қандай?

Талшықты лазерлер энергияны тиімді пайдалануы мен жылдам кесу қабілеті арқасында жұқа қабырғалы түтікті кесуде жоғары дәлдік көрсетеді. Олар сонымен қатар алюминий сияқты жарық шағылдыратын материалдар үшін таза кесу нәтижелерін алуға тиімді.

Талшықты лазерлер шығарындыларда материалды пайдалануды қалай арттырады?

Талшықты лазерлі жүйелер материал пайдалану көрсеткіштерін тиімді пайдалану үшін орналастыру алгоритмдері мен машиналық көру тексерулерін қолданады, нәтижесінде қалдықтар азайып, материал пайдалану деңгейі артады.

Бір ғана талшықты лазерлі кескіш әртүрлі материалдар мен қалыңдықтармен жұмыс істей ала ма?

Иә, заманауи талшынды лазерлі кескіштер әр түрлі қалыңдықтағы болат, алюминий және нержавеющий болат сияқты материалдарды өңдеуге дайындалған, әдетте көміртегілі болат үшін 30 мм дейін және алюминий үшін 15 мм дейінгі қалыңдықты өңдей алады.

Заманауи талшынды лазерлі кесу машиналарында автоматтандыру қандай рөл атқарады?

Автоматтандыру қолмен басқаруды азайтып және қауіпсіздікті арттырып, тиімділікті бірден арттырады. Роботтық қолдар мен жасанды интеллект негізіндегі басқару жүйелері дәл бөлшектерді орналастыру мен нақты уақытта қателерді түзетуге көмектесіп, бос уақыт пен қалдықтар мөлшерін азайтады.

Талшынды лазерлі технология жез және мыс сияқты түсті металдардағы жылу шашырау мәселелерін қалай шешеді?

Талшынды лазерлер нақты уақыттағы энергиялық модуляцияны пайдаланып, импульстың ұзақтығы мен газ қысымы сияқты параметрлерді реттеп, алюминий мен мыстың таза кесілуін қамтамасыз ете отырып, жылдам жылу шашырауды басқарады.