Введение
В области обработки листового металла лазерные станки для резки демонстрируют значительные преимущества. Благодаря высокой точности, высокой скорости и отличному качеству они постепенно заменяют традиционные методы обработки и становятся основным оборудованием для резки металлических листов [1]. С момента появления лазерных станков и замены YAG- и CO2-лазеров на волоконные лазерные станки до постоянного выхода на рынок высокомощных лазерных резаков – оборудование высокой мощности стало основной тенденцией в резке толстых металлических листов и повышении эффективности.
В последние годы высокомощные лазерные резаки стали горячей темой в сфере лазерной резки. Многие компании внедрили волоконные лазерные установки с уровнями мощности свыше 10 000 Вт. Для индустрии обработки листового металла появление высокомощного лазерного оборудования значительно увеличило как толщину, так и эффективность резки. Эти машины постоянно расширяют границы возможностей резки материалов по толщине, снижая стоимость обработки толстых листов и создавая положительный цикл, который еще больше расширяет сферу применения лазерной резки.
Введение в лазерные станки для высокомощной резки
(1) Общий обзор высокомощных лазерных станков для резки
Лазерные станки для резки можно классифицировать по мощности на низкомощные, среднемощные и высокомощные. Для нержавеющей стали и углеродистой стали средней толщины низкомощные лазерные станки могут обеспечивать хорошие результаты резки. Однако для резки толстых листов и повышения эффективности более подходят высокомощные лазерные станки. Поэтому лазерные станки для резки с уровнями мощности выше 10 000 Вт коллективно называют высокомощными лазерными станками для резки (см. Рисунок 1).
(2) Спецификации мощности волоконных лазеров
Чтобы адаптироваться к различным толщинам металлического листа, мощность волоконных лазеров, используемых в высокомощных станках для резки, варьируется. Согласно текущим тенденциям, компании на рынке металлообработки постепенно переходят на различные уровни мощности, как показано в Таблице 1.
| Уровень мощности (кВт) | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Примечание | Обычный | Обычный | Обычный | Редкий | Редкий | Редкий | Редкий |
(3) Спецификации использования газа
Для обеспечения точности резки, высокой скорости и гладких поверхностей реза высокомощные лазерные станки для резки требуют высокочистого кислорода, обычно с уровнем чистоты 99,99%.
Характеристики высокомощных лазерных станков для резки
3.1 Технологические достижения
(1) Высокая динамическая производительность высокоскоростных режущих машин
Лазерные станки с волоконными лазерами мощностью 10 000 Вт используют новую треугольную конструкцию балки, обладающую следующими характеристиками:
- Масса снижена на 30%, что значительно улучшает динамическую производительность.
- Максимальная скорость движения достигает 200 м/мин с ускорением 4g.
- Масса основания увеличена примерно на 20% для повышения стабильности и устранения воздействия высокоускоренных движений.
(2) Новая программная система
Программное обеспечение и система управления функционируют как мозг и командный центр машины. Помимо обновлений аппаратного обеспечения, основные различия в производительности машин связаны с различиями в программном обеспечении и системах управления, которые могут быть значительными.
(3) Стабильная резка на скорости 100 м/мин
- Скорость отклика емкостного датчика в три раза выше, чем у традиционных режущих головок.
- Увеличена скорость по оси Z, что обеспечивает непрерывную и бесперебойную работу, повышая эффективность резки тонких листов более чем на 30%.
- Улучшены функции пробивки и точного сверления, а также добавлен удаленный мониторинг для соответствия требованиям Индустрии 4.0 [2].
3.2 Характеристики режущей головки
Режущая головка высокой мощности — это ключевой компонент, обеспечивающий стабильную резку при непрерывной работе на высокой мощности. Она предлагает:
- Улучшенную герметичность, улучшенное охлаждение, расширенный диапазон фокусировки и термостойкие линзы.
- Новый дизайн газового контура и конструкции сопла для компенсации смещения фокуса при длительной эксплуатации, повышая скорость и стабильность резки.
3.3 Возможности высокомощной резки
(1) Увеличение толщины резки
На данный момент лазерные станки высокой мощности способны резать алюминиевые сплавы толщиной до 40 мм и нержавеющую сталь толщиной до 130 мм. С дальнейшими технологическими достижениями возможности резки будут продолжать расти, снижая затраты на обработку и ускоряя внедрение лазерной резки высокой мощности в области толстых листов [3].
(2) Повышение эффективности при резке тонких и средних листов
- При резке нержавеющей стали толщиной 3–10 мм лазерный станок мощностью 10 000 Вт более чем в два раза быстрее, чем 6000-ваттный станок.
- В применении к углеродистой стали лазерный станок мощностью 10 000 Вт может достигать скорости зеркальной резки 18–20 мм/с, что вдвое превышает стандартную скорость резки.
- Для резки углеродистой стали толщиной до 12 мм можно использовать сжатый воздух или азот, что обеспечивает эффективность, превышающую резку кислородом в 6–7 раз.
3.4 Характеристики станины станка
(1) Высоконагруженная механическая конструкция
Высокомощные лазерные станки оснащены станинами из чугуна, отлитыми из графитового чугуна с минимальной прочностью на растяжение 200 МПа. Это значительно улучшает содержание углерода, сопротивление сжатию, виброизоляцию и износостойкость (см. Рис. 3).
(2) Преимущества чугунных станин
- Отличная смазка, устойчивость к коррозии и стабильность размеров, что снижает ошибки обработки, вызванные вибрацией станины.
- Меньший износ при эксплуатации, повышающая стабильность более чем на 30%, точность — более чем на 30%, а срок службы станины — более чем на 70 лет.
3.5 Автоматическая замена сопел
(1) Ручная замена сопел
Традиционно сопла заменяются вручную в зависимости от толщины и типа материала, что приводит к снижению эффективности и нестабильности точности.
(2) Технология автоматической замены сопел
Современные лазерные станки высокой мощности оснащены системой автоматической замены, калибровки и очистки сопел, что снижает трудозатраты и повышает точность. Преимущества:
- Снижение ручной нагрузки и повышение точности позиционирования.
- Автоматический выбор сопла в зависимости от материала и толщины, сокращая время простоя и увеличивая производительность.
- Закрытая система защиты, повышающая безопасность оборудования и персонала.
3.6 Быстрое сверление и формирование сверхмалых отверстий
(1) Быстрое сверление
- Сокращает время сверления на 90%, минимизирует тепловое воздействие и стабилизирует резку. Преимущества показаны в Таблице 2.
(2) Резка сверхмалых отверстий
Традиционно при лазерной резке минимальный диаметр отверстия равен толщине листа. Однако станки высокой мощности могут вырезать отверстия диаметром всего 0,15 толщины листа или даже меньше (см. Рис. 4).
Ventajas de las Máquinas de Corte Láser de Alta Potencia
Высокая скорость: Скорость резки превышает 20 м/мин, скорость перемещения осей достигает 250 м/мин, а ускорение — до 10g.
Высокая точность: Возможность резки примерно 500 отверстий диаметром ϕ10 мм в минуту в листах толщиной 1 мм с минимальной погрешностью.
Обработка толстых листов: Постоянное увеличение уровня мощности позволяет резать более толстые листы.
Резка крупногабаритных заготовок: Диапазон обработки продолжает расширяться для работы с более крупными размерами.
Автоматизация и интеллектуальные технологии: Интеграция с Индустрией 4.0, дистанционное управление, автоматическая раскладка деталей и интеллектуальная диагностика.
Заключение
Развитие оборудования высокой мощности: Лазерная резка высокой мощности представляет будущее металлообработки, а исследования в области скорости, точности, крупногабаритной резки, 3D-обработки и специальных материалов продолжаются.
Выбор оборудования: Компании должны тщательно оценивать стабильность, консистентность, настройку скорости, развитие системы управления и срок службы станка при выборе лазерных резаков высокой мощности. В отличие от машин малой мощности, цена не должна быть решающим фактором, так как оборудование высокой мощности требует значительных инвестиций и несет определенные риски.
у нас есть машина для резки и сварочный аппарат, свяжитесь с нами для цитаты сейчас
