Traditioneel pijplasersnijsystemen kampen met serieuze beperkingen omdat ze afhankelijk zijn van bewegingen langs vaste assen en over zeer beperkte beklemmingsmogelijkheden beschikken. Hierdoor zijn ze uiterst ongeschikt voor het verwerken van gecompliceerde vormen, zoals taps toelopende buizen of onderdelen die niet recht uitgelijnd zijn. Bij het werken met dit soort onderdelen zien we vaak problemen met de uitlijning van snedeinden en een slechte kwaliteit van lasvoorbereiding, met name bij niet-standaard dwarsdoorsneden. Standaardapparatuur kan simpelweg de ge synchroniseerde aansturing tussen rotatiebeweging en lineaire beweging niet realiseren. Als gevolg hiervan kunnen deze machines zich moeilijk aanpassen aan vervormingen door warmte, wat een groot probleem is bij wandmateriaal of asymmetrische buisprofielen. Na verloop van tijd hopen kleine fouten zich op en kunnen zij ernstig invloed hebben op de mechanische sterkte van constructies nadat ze zijn gemonteerd. Voor architecten die ingewikkelde metalen constructies ontwerpen of fabrikanten van hydraulische systemen die nauwkeurige doorstromingskanalen vereisen, is het van groot belang dat metingen tot op de micron nauwkeurig zijn, vooral wanneer componenten in uiteenlopende formaten en vormen worden geleverd.
Volgens het FABTECH Benchmarkrapport 2023 heeft ongeveer twee derde van de precisiefabrieken te maken met een afvalpercentage van meer dan 15% bij het verwerken van complexe buisvormen met standaarduitrusting. De belangrijkste problemen zijn ongelijke snijafstanden bij bochten en onvoldoende doorsnijding bij lastige samengestelde hoeken, wat meestal betekent dat er herstellingen nodig zijn of dat materialen volledig vervangen moeten worden. Bedrijven zonder adaptieve beamsystemen en minimaal vijf-assige bewegingsmogelijkheden betalen ongeveer 23% meer aan verspilde materialen. Dit laat zien hoe duur verouderde technologie kan zijn in installaties die veel verschillende producten verwerken, maar slechts kleine series van elk maken.
Met vijf tot zes assen voor bewegingsbesturing kunnen machines tegelijkertijd rotatie, rechte lijnbeweging en kanteling aansturen. Hierdoor blijft de laserbundel goed gefocust, zelfs op lastig geplaatste hoeken of onregelmatige oppervlakken waar standaard drieassige systemen niet goed functioneren. Deze synchronisatie is van groot belang bij het verwerken van complexe vormen zoals uitlaatcollectoren van auto's of onderdelen voor hydraulische systemen. Zonder deze precisie zou de bundel tijdens het snijden van richting veranderen, wat leidt tot slordige resultaten. Fabrikanten hebben deze geavanceerde systemen nodig om de kwaliteit te behouden bij steeds ingewikkeldere ontwerpen die eerder niet betrouwbaar geproduceerd konden worden.
Goed vastklemmen is van groot belang om buizen stabiel te houden tijdens precisiezaagsneden. Hydraulische klemmen leveren een aanzienlijke klemkracht, vaak rond de 8.000 psi of meer. Deze zijn uitstekend geschikt voor materialen met dikkere wanden, zoals ronde en vierkante buizen, waar extra grip nodig is. Aan de andere kant stellen servoelektrische systemen operators in staat om de drukinstellingen met buitengewone consistentie fijn af te stellen, tot een nauwkeurigheid van ongeveer 0,1%. Dit maakt een groot verschil bij het werken met gevoelige dunwandige rechthoekige profielen of speciale buisprofielen die gemakkelijk vervormen onder te hoge druk. Interessant is hoe beide opties snel kunnen schakelen tussen verschillende vormen zonder dat alles opnieuw ingesteld moet worden. Dit bespaart veel tijd op de werkvloer, vooral wanneer er gedurende de dag batches met meerdere onderdeelconfiguraties worden uitgevoerd.
Krachtige vezellasers die hoogwaardige stralen produceren (M tot het kwadraat onder 1.1) kunnen met opmerkelijke stabiliteit materialen door snijden, zelfs langs ingewikkelde paden. Door de toevoeging van verstelbare scherpstellenzen kunnen deze machines hun brandpunt verschuiven terwijl ze draaien, waardoor de snijbreedte binnen ongeveer 0,05 millimeter consistent blijft op zowel gebogen binnen- als buitenoppervlakken. De fabrikanten van luchtvaart en ruimtevaart zijn sterk afhankelijk van deze functie omdat onderdelen ondanks blootstelling aan warmte tijdens productieprocessen dimensie-nauwkeurig moeten blijven. Het handhaven van strakke toleranties wordt van cruciaal belang bij het omgaan met onderdelen die in extreme omstandigheden op hoogte te maken krijgen.
De nieuwste 3D-nestingsoftware verhoogt aanzienlijk het effectieve materiaalgebruik. Het plaatst onderdelen slim langs die lastige buisvormen die gewoonweg niet goed passen in rechte lijnen, wat ouderwetse 2D-aanpakken veruit overtreft. Deze systemen zijn bovendien uitgerust met real-time correcties. Ze verwerken allerlei problemen zoals warmtevervorming, rotatieproblemen en lichte indrukkingen van buizen tijdens de verwerking. Speciale sensoren detecteren kleine vervormingen en passen automatisch het snijpad aan, met een tolerantie van ongeveer 0,1 mm. Dit zorgt voor een constante snijbreedte gedurende het hele proces. Wanneer fabrikanten een materiaalgebruik van ongeveer 95% bereiken, kunnen ze de kosten voor afval ongeveer 30% verlagen. Dat maakt een groot verschil, vooral bij dure materialen die veel worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, waar iedere cent telt.
Installatiewizards die worden aangedreven door kunstmatige intelligentie maken programmeren veel eenvoudiger doordat ze rekening houden met buisgeometrie en materiaalkenmerken om automatisch de beste snijinstellingen te genereren, waardoor al het frustrerende gissen dat we vroeger handmatig deden, wordt vermeden. Uit het SME Automation Survey 2024 blijkt dat deze systemen de validatietijd voor het eerste stuk met ongeveer 70% kunnen verminderen, wat op de lange termijn aanzienlijk bespaart. Deze slimme systemen voeren eigenlijk simulaties uit van wat er tijdens het snijden zal gebeuren, nog voordat er iets daadwerkelijk wordt uitgevoerd, en ze onthouden thermische compensatiepatronen van eerdere opdrachten bij het uitvoeren van nieuwe. Dit verhoogt zowel de precisie als de snelheid. Bedrijven die maandelijks met meer dan 50 verschillende buisvormen werken, zien hun doorlooptijd typisch met ongeveer 25% stijgen, terwijl er tijdens de installatie veel minder fouten worden gemaakt. Dit is vooral belangrijk voor onderdelen zoals hydraulische verdeelstukken, waarbij een correcte uitlijning van de kenmerken absoluut essentieel is voor een goede werking.
Het behalen van consistente resultaten bij het werken met allerlei verschillende vormen komt vooral aan op een goede kalibratie. De belangrijkste zaken zijn het dagelijks controleren van de laseruitlijning met optische instrumenten, zodat de straal nauwkeurig blijft voor lastige schuine sneden. Daarnaast hoort een concentriciteitstest van de spankop eenmaal per week plaats te vinden, zodat onderdelen stevig vastgehouden worden, ongeacht hun profiel. En vergeet de roterende encoders niet, die maandelijks gecontroleerd moeten worden om ervoor te zorgen dat de hoeken exact kloppen. Fabrikanten die zich aan deze routine houden, zien over het algemeen ongeveer 30% minder afvalmateriaal bij productie van batches met meerdere onderdeeltypen. Dat is logisch, want kleine uitlijnafwijkingen hopen zich op de lange duur op, vooral bij complexe vormen die exacte metingen vereisen.
Een bedrijf dat auto-uitlaatsystemen maakt, heeft de insteltijd met ongeveer 40% verlaagd nadat het deze dubbele servoklemblokken had geïnstalleerd, samen met gesloten lus CNC-besturingen. Dit betekende dat de klemblokken zich nu automatisch konden aanpassen bij het werken met lastige, onregelmatig gevormde buizen, zodat niemand alles hoefde te onderbreken voor handmatige hercalibratie. Wisselen tussen verschillende vormen zoals rechthoeken en ovalen? Geen probleem meer. De productie versnelde aanzienlijk bij het verwerken van allerlei gemengde onderdelen. Dit voorbeeld laat zien waarom het combineren van goede hardware met slimme software zo'n groot verschil maakt bij complexe productietaken waarbij onderdelen in alle denkbare vormen voorkomen.
Wat zijn de beperkingen van standaard buislasersnijmachines bij complexe vormen?
Standaard buislasersnijmachines hebben moeite met complexe vormen vanwege vaste asbewegingen en beperkte klemblokcapaciteiten, wat leidt tot uitlijn- en lasvoorbereidingskwaliteitsproblemen.
Hoe verbeteren geavanceerde systemen het hanteren van complexe buizen?
Geavanceerde systemen met bewegingsbesturing over 5-6 assen en aanpasbare spanvoeringsystemen beheren rotatie, translatie en kanteling, waardoor constante sneden op onregelmatige oppervlakken worden behouden.
Wat is het voordeel van het gebruik van vezellasers?
Vezellasers bieden hoogwaardige straaloverdracht en variabele-focus-optiek, wat zorgt voor consistente kerfsneden op gekromde oppervlakken, essentieel voor de lucht- en ruimtevaartproductie.
Hoe verbetert slimme software de efficiëntie?
Slimme software integreert 3D nesting en AI-gestuurde installatiewizards, optimaliseert materiaalgebruik, vermindert de validatietijd van het eerste stuk en verbetert de algehele kwaliteit.
Hot News