Приложения на лазерни режещи машини - Машиностроителна промишленост

Машиностроителната индустрия претърпява значителна трансформация: размерите на продуктовите партиди се свиват, структурите стават по-сложни, но циклите на доставка се скъсяват.

На този фон недостатъците на традиционните методи на рязане стават все по-очевидни.

Например, макар че пламъчното и плазменото рязане са подходящи за материали с различна дебелина, те споделят няколко общи проблема:

Точността на рязане е непостоянна, което изисква последващо шлайфане или машинна обработка за коригиране.

Процесите са фрагментирани, изисквайки вторични операции като пробиване и подрязване след заготовка.

Високата зависимост от форми или приспособления възпрепятства производството на множество разновидности продукти.

Тези проблеми рядко се появяват изолирано; по-скоро те се натрупват, за да повлияят на времената на производствения цикъл, координацията на процесите и крайните графици за доставка.

Стойността на лазерното рязане се състои в консолидирането на задачите за обработка – преди това разпределени на множество етапи – във фазата на „заготовка“, като по този начин се намаляват междинните стъпки и се подобрява цялостната ефективност на производството.

Какви са приложенията на CNC лазерните режещи машини  в машиностроителната индустрия?

1. Обработка на ламарина за корпуси на машини и оборудване (тънки листове)

Компонентите от листов метал, като например корпуси на машинни инструменти и защитни капаци, обикновено изискват висока размерна консистентност и прецизност на сглобяване.

Предизвикателствата на процесите на щамповане включват:

Разчитане на щанци, което води до дълги цикли на разработка;

Несъвместимост с малки партиди или чести промени в моделите;

Предимствата на лазерното рязане включват:

Няма нужда от матрици, което го прави подходящ за производство с високо съдържание на смеси;

Висока точност на позициониране на отворите, улесняваща последващото огъване и монтаж;

Постоянно качество на рязането, позволяващо директно преминаване към процеса на боядисване;

В реалното производство това може значително да ускори времето за реакция в научноизследователската и развойна дейност.

2. Рязане на трансмисионни компоненти и скоби (масово произвеждани части)

Тези части (като монтажни плочи и конектори) обикновено имат ниска единична стойност, но се произвеждат в големи количества, като разходите за материали и заготовки представляват значителна част от общите разходи.

Подходът за оптимизация при лазерно рязане обикновено започва с използването на материала:

Подобрете използването на листовете чрез вмъкване и рязане с общ ръб.

Комбинирайте множество части в едно оформление, за да намалите разхищението на материал от ръбовете на отпадъците.

При подходящи условия, където диаметърът на отвора съответства на дебелината на листа, лазерното рязане може да обработва и малки отвори и сложни контури, като по този начин елиминира операциите по пробиване и фрезоване.

Това подобрява оползотворяването на материалите и намалява преките загуби на материал от скрап. След като работният процес е рационализиран, комбиниран с автоматизирана система за товарене/разтоварване, това позволява на един оператор да контролира множество машини и да постига непрекъснато производство.

Със стабилни обеми на поръчките, това спомага за подобряване на използването на оборудването и се изразява в по-постоянен обем на производство за единица време.

3. Обработка на структурни компоненти на строителни машини (средно до дебели плочи)

Структурните компоненти на строителните машини обикновено използват въглеродна стомана с дебелина 10–25 мм и имат множество монтажни отвори и неправилни контури.

При използване на традиционно пламъчно рязане, основните проблеми са:

Недостатъчна точност на позициониране на отвора, изискваща вторично пробиване;

Грубо изрязани ръбове, изискващи шлайфане преди заваряване;

Подобренията, предлагани от лазерното рязане в този сценарий, са особено очевидни в резултатите от машинната обработка:

За средно тънки до тънки плочи може да се постигне висока консистентност на позицията на отворите.

Високото качество е по-стабилно, което намалява необходимостта от шлайфане и довършителни работи преди заваряване.

Сложни контури и отвори могат да бъдат оформени с един проход, което намалява последващите стъпки на обработка.

С по-малко стъпки на последваща обработка, общото време за цикъл на обработка обикновено е по-кратко от това на традиционното пламъчно или плазмено рязане.

4. Заготовка на дебели листове и големи детайли за тежкотоварни машини

В индустрии като стоманени конструкции и минни машини, обработката на дебели плочи и големи детайли е критична стъпка.

Основните проблеми при традиционното рязане с пламък включват: високо подаване на топлина, което води до деформация, и лоша консистенция на рязане.

С развитието на мощните лазери, те вече са заменили традиционното пламъчно рязане в някои приложения за средно до дебели плочи.

В практически приложения това се изразява в:

По-стабилен процес на рязане за сложни контури или непрекъсната обработка.

По-малка зона, засегната от топлина, намаляваща нуждата от изправяне;

По-висока постоянство при партидно производство;

За големи плочи (например над 6 метра), широкоформатното оборудване може да намали необходимостта от снаждане и многократно позициониране, като по този начин подобри цялостната ефективност на обработката.

Какви предимства предлагат машините за фибролазерно рязане ?

1. По-кратки срокове за изпълнение

Въздействието на лазерното рязане се простира отвъд скоростта и включва промени в организацията на производството.

Няма нужда от развитие на мухъл.

Бърза смяна на продукти;

По-малко междинни процеси;

В среди с поръчки с голямо разнообразие от продукти, производствените графици са по-лесни за коригиране и способността за реагиране на бързи поръчки е значително подобрена.

2. Намаляване на общите производствени разходи

Ценовите предимства на лазерното рязане произтичат главно от два аспекта:

Използване на материалите: Чрез оптимизиране на разкрояването и рязане с общ ръб се подобрява използването на ламарини, което директно намалява разходите за материали.

Разходи за труд и процеси: Намалена последваща обработка, като например шлайфане и пробиване; намалена зависимост от квалифицирани оператори, което позволява по-гъвкав персонал; автоматизираните системи минимизират ръчната намеса.

В комбинация тези фактори правят общите производствени разходи по-управляеми.

3. Подобряване на качеството и консистентността на продуктите

В масовото производство стабилността е по-важна от прецизността на единичното рязане.

Предимствата на лазерното рязане включват:

Високоразмерна консистентност, намаляваща корекциите при сглобяване;

Стабилно качество на рязане, улесняващо заваряването;

Висока автоматизация, намаляваща човешките грешки;

Резултатът е по-ниска степен на преработка и по-контролируем производствен процес.

Решения за лазерно рязане за машиностроителната индустрия

Когато обработката се измества от стандартна ламарина към средно до дебели плочи или големи структурни компоненти, възможностите на оборудването се превръщат в критичен фактор.

Например, при обработката на строителни машини или стоманени конструкционни компоненти, често срещаните предизвикателства включват:

Плочи с голям размер, изискващи множество операции по позициониране 

Натрупване на зони, засегнати от топлина, по време на рязане на дебели листове

Високи изисквания за консистентност при партидно производство

При тези условия оборудването трябва едновременно да предлага: достатъчна площ за обработка, стабилна възможност за рязане на дебели листове и структурна стабилност за продължителна работа. Вземайки за пример оборудване като GR – проектирано за обработка на голям формат и дебели листове – неговият дизайн е насочен към сценарии за тежко производство:

Обработката с голям формат намалява необходимостта от снаждане на панели и многократно позициониране 

Стабилността при рязане на дебели листове го прави по-подходящ за непрекъснато производство.

Модулната структура улеснява бъдещото разширяване

В тези приложения, капацитетът на работната площ и стабилността при рязане на дебели листове често имат по-пряко въздействие върху цялостната производствена ефективност, отколкото самата скорост на рязане.

Лазерното рязане променя не само метода на рязане, но и цялата организация на производствения процес.

За предприятията за машиностроене тази трансформация в крайна сметка ще се прояви в по-контролируеми графици за доставки, по-постоянно качество на продуктите и по-ясна структура на разходите.

В практически приложения се препоръчва да изберете решение за обработка, което най-добре отговаря на вашите производствени нужди, като вземете предвид реалните експлоатационни условия и проведете тестове на прототипи и валидиране на данни.