Різаки волоконних лазерів: енергоефективні та малообслуговувальні розв'язки для різання

Як працює технологія розрізання волоконним лазером

Основні компоненти систем волоконних лазерів

Лазерні волокна є результатом співробітництва складних компонентів, які дозволяють здійснювати точні розрізи. Джерело лазерного волокна, обладнання для передачі променя та розрізний пістогон є ключовими частинами цих систем. Саме джерело лазерного волокна створює лазерний промінь, який підсилюється за допомогою технології оптичного волокна. Ця покращена якість променя та його інтенсивність забезпечують швидші швидкості розрізу у багатьох випадках. Крім того, система передачі променя керує лазером до потрібного матеріалу, а розрізний головка переміщує лазер, коли він гнучко формує матеріал у задану форму. Сучасні системи ЧПУ є важливими для визначення шляху та швидкості розрізу лазера, що несумнівно вплине на якість вихідного продукту.

Роль діодного накачування у енергоефективності

Технологія діодного насосування, яка інтегрована в фіберний лазер, значно покращує енергоефективність, запобігаючи гіршенню якості деталей через зменшення потужності джерела струму або холону. Ця технологія суперечить звичайному CO2 лазеру і представлена з великою економією експлуатаційних витрат, часто між 25 та 30%. Додатковою особливістю цього діодного насосування є те, що електрична енергія перетворюється більш ефективно у світлову потужність, що зменшує споживання енергії та покращує продуктивність системи. Промислові дослідження часто підкреслюють ефективне використання енергії цієї технології, роблячи фіберні лазери низькозатратними инвестиціями для сучасних промислових компаній. Ця особливість не тільки підтримує економіку, але й допомагає продовженню життєвого циклу лазерних систем, тому що потрібен менший обсяг обслуговування.

Взаємодія з матеріалами: Від тонких пластин до важкого металу

Лазерні волокна дуже гнучкі і можуть бути застосовані для розрізання великої кількості матеріалів, від тонких до товстих металів. Ця гнучкість найбільш важлива, коли різні промислові завдання вимагають точного розрізання. Важливо пояснити взаємозв'язок лазера з матеріалами, які є важливими для параметрів, що впливають на якість розрізання, таких як термічно впливна зона (HAZ) і ширина розрізу. Лазерні волокна надають ще один приклад низької HAZ, зберігаючи цілісність матеріалів, таких як листовий метал, і створюючи гладкі поверхні. Дані виробника показують великі різниці у швидкостях розрізання в залежності від матеріалу його товщини, що підкреслює актуальність волоконних лазерів для різноманітних промислових застосувань. Ці особливості демонструють вражаючий результат волоконних лазерів для застосувань розрізання, які вимагають дрібних деталей і точності.

Енергоефективність та переваги низького обслуговування

на 25-30% нижча витрата енергії порівняно з лазерами CO2

Лазер на волокну забезпечує енергетичною ефективністю, споживаючи лише 25%-30% електрики у порівнянні з лазером CO2. Ця важлива економія є результатом більш сучасної технології систем лазерів на волокну, де оптичні волокна концентрують промені лазера більш ефективним чином, що зменшує втрати енергії. Ця енергетично ефективна особливість є перевагою заощаджень для бізнесу, який стає більш дружньою до середовища. Підприємства, які замінюють лазери CO2 на лазери на волокну, не тільки знижують рівень енергоспоживання, але й економлять значну суму грошей. Деякі галузі (наприклад, автомобілебудування або авіаційна) вже публічно заявляли про ці переваги, підкреслюючи їх вплив на економіку та операції. Перехід на лазери на волокну та пов'язані заощадження підтверджуються випадками виробників та відгурами користувачів, і ринкова активність йде у такт їх заявам.

Зменшення простоїв завдяки твердотіловому дизайну

Однією з ключових особливостей волоконних лазерів є використання конструкції на основі твердого тіла, яка супроводжується нижчими вимогами до обслуговування і зменшеними простоємами апарату. Ця ефективна конструкція мінімізує зношування деталей і механічні несправності, забезпечуючи більш надійну та стабільну роботу. Волоконні лазери мають менше обслуговування (у порівнянні з іншими типами лазерів) та більшу стабільність та продуктивність у процесі виробництва (завдяки оптичному волокну). Дані показують, що волоконні лазерні різаки мають низький рівень простоєм, що пояснює, чому вони стають все популярнішими в галузях, де потрібне неперервне виробництво. «Довгострокові економічні переваги мінімальних простоєм у термінах зменшення витрат очевидні», – заявляють експерти, «а конструкція на основі твердого тіла сприяє ефективності апарату та економічній ефективності, неперервно підтримуючи роботу без потреби сталого обслуговування двигунів».

Довгий термін служби: лазерні діоди 100,000+ годин

Термін служби волоконно-лазерного діоду дуже великий і може перевищувати 100,000 годин, що призводить до дуже низьких загальних витрат на власництво. Їхньої міцної конструкція забезпечує менше замін та сервісних витрат, що економить гроші у довгий термін. Реальний досвід також показує, що 'середній' термін служби лазерного діоду у волоконному пристрої може бути набагато більшим, ніж очікувалося на момент інвестицій, і тому підкреслює привабливість інвестування у волоконні лазери. Більший термін служби безпосередньо перетворюється на нижчі експлуатаційні витрати і пропонує більш вигідний ROI (повернення інвестицій) для підприємств. Волоконна лазерна технологія, яка не потребує частих замін, дає компаніям можливість краще використовувати ресурси – рішення, варте зробити.

Промислові застосування, які стимулюють рост ринку

Автомобілебудування: Точне розрізання деталей для компонентів ЕЗ

Лазерні різаки на волокну в еволюційній автомобільній промисловості Швидкі інновації в автомобільній промисловості — особливо в сегменті електромобілів (EV) — роблять лазерні різаки на волокну незамінними для виготовлення компонентів з високою точністю. Вони використовуються, оскільки мають здатність до швидкого і точного розрізу, а якість кожного компонента забезпечена. Ця точність є ключовою для виготовлення компонентів, які задовольняють строгі критерії продуктивності та безпеки для виробництва ЕВ. Новинка в AMADA демонструє, як компанії, подібні їм, приймають сучасні технології лазерного різання на волокну, такі як Regius 3015 AJ, щоб забезпечити більшу точність та ефективність, сприяти більш надійному та безпечному виробництву автодеталей. Ця тенденція до електричного приводу стимулює автомобільну промисловість вибирати лазерне різання на волокну через його вигідність та екологічні переваги, отримуючи перевагу на цьому розвиваючомуся ринку.

Аерокосмічна галузь: Мікрообробка сплавів для літаків

Технологія волоконних лазерів має великий вплив на авіакосмічну промисловість; зокрема через мікропроцесування матеріалів високої стійкості для літаків. У галузі, де маленькі дефекти можуть мати велике значення, волоконні лазери є ключовими для точності. Вони відповідають — і часто перевершують — строгі регуляції, які встановлені авіакосмічними органами, які переконуються, що компоненти безпечні та працюють так, як сподівається. "Волоконні лазери Trumpf GmbH довели свою ефективність у космосавіації шляхом точного розрізання компонентів літаків. Ці лазери не тільки забезпечують високу ефективність, але й покращують властивості сплавів, що робить їх більш придатними для умов високого напруження. Це великий крок для виробників, які працюють над легкими, сильними, але витримливими деталями літаків, необхідними для паливної ефективності та безпеки пасажирів.

Електроніка: гравювання ПЛІС ультрашвидкими імпульсами

Лазери на волокнах пропонують новий інструмент для обробки ПЛІ, де традиційно використовувалися ультраскорісні імпульсні лазери, особливо на ринку електроніки. Як результат, ця технологія забезпечує дуже точний і нежний рисунок для вимог сучасного виробництва електронних компонентів. Точність, яку надають лазери на волокнах при виготовленні складних шаблонів циркуїтів з мінімальним тепловим впливом, є необхідною для надійних електронних деталей. Ринковий аналіз показав, що ключова причина популярності лазерів на волокнах - це електронна промисловість, яка визнає лазер на волокнах як ключевого спричинника інновацій у виробництві електроніки. Використання технології ультраскорісних імпульсних потужностей не тільки прискорює виробництво, але й сприяє виготовленню складних, високої густини електронних продуктів, які очікується отримати значний підвищення на ринку.

Тривалість у виробничих операціях

Зменшення відходів шляхом використання вузької ширини розрізу

Розріз фіберного лазера та управління відходами. Ця технологія є переломною, коли йде мова про відходи у програмах виробництва. У порівнянні з традиційною технологією розрізу, розріз фіберним лазером використовує значно меншу кількість енергії, і, як правило, цей процес створює дуже вузький шов, що дозволяє економити вартість матеріалів через зменшення відходів. Низка відраслевих досліджень показує, що впровадження цієї технології забезпечує принаймні 20%-30% економію матеріальних відходів – що дає безпосередню знижку витрат та практичну ефективність. Крім того, зменшення зелених відходів ідеально відповідає метам тривалого розвитку, мінімізуючи навантаження на природні ресурси та зменшуючи вплив на середовище. Максимізуючи відносно тонкі шovi, розріз фіберним лазером дозволяє виробникам отримувати більше з кожного аркуша сировини, що призводить до більш тривалого виробництва.

Сумісність з переробкою лазерних відходів

Окрім мінімалізації відходів, розріз фіберного лазера має додаткову перевагу у переробленні сміття, що виникає. Точність і чистота розрізів, здійснених лазерними машинами, зазвичай призводить до меншої кількості відходів, які більш підходять для переробки, ніж при використанні машин водяного стрілу або плазменого розрізу. Такий підхід сприяє легшому використанню переваг циркулярного виробництва, наприклад, перетворення матеріалів, які зазвичай вважаються відходами, у вхідні матеріали. У випадках вивчення компаній, які використовують лазерну технологію, показники переробки виявилися вищими, так само як і економія коштів. Зосередження на екологічній супроводі: у часи, коли тривале розвиток є головною темою, ефективне використання вторсыр'я є ключовим – і тому важливість використання такої інноваційної технології фіберного лазера.

Відповідність стандартам ISO 14001 за допомогою чистих процесів

Технологія волоконних лазерів забезпечує відповідність стандарту ISO 14001 — міжнародному стандарту ефективних систем екологічного менеджменту. Зелені елементи волоконно-лазерного різання (низькі викиди та зменшене відновлення відходів) добре відповідають цим глобальним стандартам. Відповідні джерела зазначають, що цей метод збору не лише відповідає, але й часто перевищує суворі стандарти, встановлені для стійких практик. Перехід на технологію волоконних лазерів дозволяє підприємствам відповідати стандартам ISO 14001, що, у свою чергу, зменшує їхній вуглецевий слід, але не продуктивність. Це відповідність стандартам ISO не лише зміцнює екологічний профіль компанії, а й відкриває доступ до ринків, які все більше вимагають відповідального виробництва.

Майбутні інновації у системах лазерної розрізки

Адаптивні параметри розрізки, що керуються штучним інтелектом

Штучний інтелект у лазерному розрізуванні має потенціал змінити ситуацію щодо адаптивних параметрів розрізування. Ці інтелектуальні технології покращують реальномовну налагоджуваність системи, збільшуючи точність та ефективність. Наприклад, технічні інноватори, такі як TRUMPF та IPG Photonics, вже розробляють системи на основі штучного інтелекту, які базуються на машинному навчанні для прогнозування поведінки матеріалу, метою яких є підвищення якості та швидкості розрізування. Ця зміна, яка підтримується дослідженнями, що передбачають підвищення ефективності до 30%, свідчить про майбутнє, в якому штучний інтелект стає головним драйвером виробництва в рамках Factory 4.0.

Гібридні клітини фіберного лазера/додавального виробництва

Розробка гібридних систем на основі технологій розрізання волоконним лазером, поєднаних з технологіями додавального виробництва, має високий потенціал у сфері передового виробництва. Ці нові системи використовують переваги обох технологій, що дозволяє створювати деталі, які є міцнішими і складнішими, ніж коли-небудь раніше було можливо. Ця синергія дозволяє розробляти складні геометрії з економікою та заощадженням матеріалів. Гібридне виробництво очікується, що буде рости швидкістю приблизно 15% щорічно протягом наступних 10 років, враховуючи якість та гнучкість, необхідні у таких галузях, як авіакосмічна та автомобільна.

лазери одноโрядкового режиму потужністю 15 кВт+ для важкої промисловості

Висока потужність однорежимних лазерів (до 15 кВт) також розширює можливості у важкій промисловості. Вони забезпечують високу швидкість розкрію та можуть розкривати більш товсті матеріали, що робить виробничий процес швидшим та ефективним. Як приклад, Mitsubishi Electric вдалося успішно застосувати ці потужні лазери для підвищення продуктивності на 40% у різних випадках. Ці досягнення в лазерній технології не тільки більш ефективні, але й більш вигідні з фінансової точки зору, що відзначає нову еру у здатностях виробництва у таких галузях, як будівництво кораблів та автомобілебудування.