Naujienos ir įvykiai

Išsamus metalo lazerinio pjovimo patarimų vadovas

Metalo lazerinis pjovimas yra procesas, kuris gali atrodyti toks paprastas kaip „parametrų nustatymas ir pjovimas“, tačiau iš tikrųjų jis apima daugybę veiksnių: lazerio galią, židinio padėtį, antgalį, pagalbines dujas, dujų slėgį, pjovimo greitį, medžiagos tipą, storį, paviršiaus būklę, optinį kelią, lęšius, aušinimo sistemą ir mašinos judėjimo tikslumą.

Tai ypač pasakytina apie pluošto lazerinio pjovimo mašinas. Kadangi galios lygis pasikeitė nuo 3 kW, 6 kW ir 12 kW iki 20 kW, 30 kW ir daugiau, vien galios padidinimas negarantuoja pjovimo kokybės. Norint pasiekti tikrai aukštos kokybės ir didelio efektyvumo pjovimą, reikia sukurti visapusišką procesų sistemą, kuri integruotų medžiagą, galią, židinio tašką, antgalį, dujas, greitį, slėgį ir pjovimo kelią.

Toliau pateikiama sisteminė lakštinio metalo lazerinio pjovimo metodų santrauka iš praktinės gamybos perspektyvos.

1. Lakštinio metalo lazerinio pjovimo pagrindinė logika

Iš esmės lazerinis pjovimas naudoja didelio energijos tankio lazerio spindulį, kuris greitai išlydo, išgarina arba uždega medžiagą vietoje, tuo pačiu metu naudojant pagalbines dujas, kad išstumtų išlydytą medžiagą iš pjūvio (pjovimo tarpo).

Visą pjovimo procesą galima suskirstyti taip:

Lazerinis generatorius → Spindulio perdavimas → Fokusavimas → Medžiagos kaitinimas → Lydymas/garinimas → Pagalbinis dujų šlako šalinimas → Pjūvio formavimas

Todėl pjovimo kokybė galiausiai priklauso nuo kelių pagrindinių kintamųjų:

Lazerio energijos tankis + Židinio būsena + Medžiagos atsakas + Dujų šlako šalinimo galimybė + Judėjimo trajektorija

Problemos bet kurioje iš šių sričių gali sukelti:

Burrs
Šlako sukibimas
Neišsamus pjovimas
Per didelis pjūvio plotis
Nuožulnūs kraštai
Briaunų deginimas
Perdegimas
Skylės deformacija
Neapvalios skylės
Matmenų paklaidos
Paviršiaus juodėjimas
Sumažintas pjovimo greitis
Objektyvo užterštumas
Purkštuko pažeidimas

2. Svarbūs pasiruošimai prieš pjovimą

Daugelis pjovimo defektų kyla ne dėl parametrų nustatymų, o dėl problemų, egzistuojančių dar prieš prasidedant faktiniam pjovimo procesui.

1) Lakštinės medžiagos apžiūra

Prieš pjaustydami patikrinkite šiuos dalykus:

Ar lakšto storis tikslus?
Ar medžiagos tipas atitinka programos specifikacijas?
Ar lapas plokščias?
Ar yra stiprių paviršiaus rūdžių?
Ar yra užterštumo alyva ar riebalais?
Ar yra valcavimo apnašų?
Ar yra įbrėžimų?
Ar yra lokalizuota deformacija?
Ar lakštas turi vidinių įtempių?

Tai ypač svarbu ploniems lakštams. Jei pats lakštas yra labai deformuotas, sunku pasiekti vienodų pjovimo rezultatų net ir naudojant lazerinę galvutę su automatinio fokusavimo funkcija.

2) Rekomendacijos

Dėl didelio tikslumo dalių:

Pirmenybę teikite plokščių lakštų naudojimui.

Storoms plokštėms:

Ypatingą dėmesį atkreipkite į vidinius įtempius ir terminę deformaciją.

3. Įvairių metalinių medžiagų pjovimo būdai

Skirtingos medžiagos gana skirtingai reaguoja į lazerio energiją ir pagalbines dujas.

1) Anglinis plienas

Anglinis plienas yra viena iš labiausiai paplitusių lazerinio pjovimo medžiagų.

Įprasti storiai:

0,5 mm

1 mm

1,5 mm

2 mm

3 mm

4 mm

5 mm

6 mm

8 mm

10 mm

12 mm

16 mm

20 mm

25 mm

30 mm ir daugiau

Plonas anglinis plienas: Plonus lakštus paprastai galima pjauti naudojant orą, deguonį arba azotą.

Deguonies pjovimo privalumai:

Didelis pjovimo pajėgumas
Geras našumas su storomis plokštėmis
Santykinai maža kaina

Tačiau, kadangi oksidacijos reakcijoje dalyvauja deguonis, ant pjovimo krašto susidaro oksido sluoksnis.

2) Nerūdijantis plienas

Nerūdijantis plienas paprastai geriau tinka pjovimui azotu.

Taip yra todėl, kad azotas sumažina oksidaciją pjovimo briaunoje.

Privalumai:

Geresnė krašto spalva
Ryškesnis pjūvio paviršius
Sumažinta oksidacija
Tinka vėlesniam suvirinimui
Tinka detalių, kurioms svarbi išvaizda, apdirbimui

Privalumai:

Geresnė krašto spalva
Ryškesnis pjūvio paviršius
Sumažinta oksidacija
Tinka vėlesniam suvirinimui
Tinka detalių, kurioms svarbi išvaizda, apdirbimui

3) Aliuminio lakštai

Aliuminis yra medžiaga, pasižyminti dideliu atspindžiu ir dideliu šilumos laidumu.

Pjaustant aliuminio lakštus, reikia atkreipti ypatingą dėmesį į:

Lazerio atspindys
Židinio padėtis
Auskarų vėrimo stabilumas
Purkštuko aukštis
Pagalbinės dujos
Medžiagos paviršiaus būklė

Pjovimo sunkumas žymiai padidėja, ypač naudojant storas aliuminio plokštes.

4) Žalvaris ir varis

Vienas didžiausių vario ir žalvario iššūkių yra jų didelis atspindėjimas.

Vario apdorojimas, ypač naudojant tradicines bangos ilgio šviesolaidines lazerines sistemas, kelia didesnius reikalavimus lazerio šaltiniui, pjovimo galvutei ir proceso parametrams.

Faktinėje gamyboje atkreipkite ypatingą dėmesį į:

Ar įranga tinka labai gerai atspindinčioms medžiagoms
Ar lazerio šaltinis tinka variui
Auskarų vėrimo stabilumas
Purkštukų suderinamumas
Apsauginio lęšio švara

Netaikykite tiesiog standartinių anglinio plieno parametrų.

4. Didesnė lazerio galia ne visada geresnė

Daugelis vartotojų, rinkdamiesi lazerinį pjovimo įrenginį, klaidingai supranta:

Kuo didesnė galia, tuo geresnis pjovimo našumas.

Iš tikrųjų taip nėra.

Pavyzdžiui, su 6 kW, 12 kW arba 20 kW sistemomis:

Privalumai pirmiausia slypi šiuose dalykuose:

Galimybė pjauti storesnes medžiagas
Didesnis pjovimo greitis
Didesnis gamybos efektyvumas
Platesnis procesų langas

Tačiau pjaustant:

Ploni lakštai (1 mm, 2 mm, 3 mm)

Didelė galia nebūtinai tiesiogiai reiškia geresnę pjovimo kokybę.

Ploniems lakštams didelė galia gali sukelti net tokias problemas kaip:

Perdegimas
Mažų skylių deformacija
Kraštų lydymas
Padidėjusi karščio paveikta zona (HAZ)

Todėl renkantis įrangą reikėtų vadovautis šiais principais:

Pasirinkite galios lygį pagal medžiagos tipą, storio diapazoną ir gamybos ciklo reikalavimus, o ne tiesiog siekite didžiausios įmanomos galios.

5. Židinio padėtis – raktas į pjovimo kokybę

Židinio padėtis yra vienas iš svarbiausių lazerinio pjovimo proceso parametrų.

Paprastai tariant:

Židinio padėtis lemia, kaip lazerio energija pasiskirsto per visą lakšto storį.

Jei fokusavimas yra per didelis arba per mažas, tai turės įtakos pjovimo našumui.

1) Ploni lakštai

Ploniems lakštams paprastai reikia didelės energijos koncentracijos.

Jei dėmesio sutelkimas smarkiai nukrypsta, tai gali sukelti:

Platesnė įpjova (pjovimo plotis)
Nepilnas pjovimas (neperpjovimas)
Padidėjęs šerpetojimas
Sumažėjusi pjovimo kokybė

2) Storos plokštės

Pjaunant storas plokštes, reikia atsižvelgti į tai, kaip lazerio energija pasiskirsto medžiagoje.

Židinio padėties koregavimas paprastai turi būti atliekamas atsižvelgiant į kelis veiksnius:

Medžiaga
Storis
Lazerio galia
Purkštuko tipas
Dujų slėgis
Pjovimo greitis

3) Aklai nepasikliaukite fiksuota židinio pozicija

Optimali židinio padėtis priklauso nuo medžiagos, storio ir naudojamų dujų.

Todėl faktinės gamybos operacijos turėtų sukurti sistemą, jungiančią:

Medžiaga + Storis + Dujos + Galia → Atitinkami židinio parametrai

Tai padeda sukurti nuosavą įmonės procesų duomenų bazę.

6. Purkštukų pasirinkimas yra labai svarbus

Nors antgalis yra mažas komponentas, jis daro didelę įtaką pjovimo kokybei.

Įprasti purkštukų tipai yra šie:

Vieno sluoksnio purkštukai
Dvigubo sluoksnio antgaliai

Purkštukai su įvairaus skersmens angomis, pavyzdžiui:

1,0 mm

1,2 mm

1,5 mm

1,8 mm

2,0 mm

2,5 mm

3,0 mm

Pasirinkimas negali būti grindžiamas vien tik medžiagos storiu.

Taip pat reikia atsižvelgti į kitus veiksnius:

Lazerio galia
Pagalbinės dujos
Dujų slėgis
Pjovimo greitis
Medžiaga
Purkštuko struktūra

Antgalis turi būti tiksliai centruotas.

Tai problema, į kurią dažnai nekreipiama dėmesio.

Jei lazerio spindulys nėra tiksliai centruotas antgalyje:

Tai gali sukelti:

Šlako kaupimasis vienoje pusėje
Pasvirę nupjauti kraštai
Nestabilus pjovimas
Purkštukų susidūrimai
Auskarų vėrimo pažeidimai

Todėl reguliariai tikrinkite:

Purkštuko koncentriškumas yra labai svarbus.

7. Patarimai, kaip pasirinkti pagalbines dujas

Pagalbinės dujos ne tik „nupučia išsilydžiusį šlaką“.

Tai iš tikrųjų atlieka svarbų vaidmenį:

Šlako šalinimas
Aušinimas
Oksidacijos reakcijos
Pjovimo greičio valdymas
Pjovimo kokybės kontrolė

Įprastos dujos:

Deguonis (O₂)

Daugiausia naudojamas anglinio plieno pjovimui.

Privalumai:

Stiprus pjovimo pajėgumas
Geras našumas su storomis plokštėmis
Maža kaina

Trūkumai:

Ant pjovimo krašto susidaro oksidacijos sluoksnis

Azotas (N₂)

Pirmiausia naudojama:

Nerūdijantis plienas
Aliuminis
Varis
Aukštos kokybės estetinės dalys

Privalumai:

Minimali oksidacija pjovimo briaunoje
Geresnė pjūvio paviršiaus išvaizda
Tinka vėlesniam suvirinimui ir paviršiaus apdorojimui

Trūkumai:

Didesnė benzino kaina
Storo plokščių pjovimui reikalingas didelis dujų slėgis ir įrangos pajėgumas

Suslėgtas oras

Pastaraisiais metais oro pjovimas tapo vis populiaresnis.

Privalumai:

Maža kaina
Lengvai pasiekiama
Labai ekonomiškas apdirbant tam tikrus plonus lakštus

Tačiau kadangi ore yra deguonies ir drėgmės, reikia atkreipti dėmesį į:

Oro kompresorius + džiovintuvas + filtravimo sistema

Per didelis oro drėgnumas gali pakenkti pjovimo stabilumui ir padidinti susijusių komponentų užteršimo riziką.

8. Kaip reguliuoti pjovimo greitį?

Pjovimo greitis yra kritinis parametras.

1) Greitis per didelis

Galimos problemos:

Nepilnas įsiskverbimas
Šlako sukibimas apačioje
Neišsami kirpimo siūlė
Nesugebėjimas perpjauti aštrių kampų
Sumažėjusi mažų skylių kokybė

2) Greitis per mažas

Galimos problemos:

Perdegimas
Padidėjusi karščio paveikta zona (HAZ)
Platesnė pjovimo įpjova
Plokštės deformacija
Pajuodę kraštai
Padidėjęs šlako sukibimas

Todėl teisingas mąstymas nėra „kuo greičiau, tuo geriau“.

Vietoj to, tikslas yra maksimaliai padidinti stabilų pjovimo greitį, užtikrinant visišką įsiskverbimą ir aukštą pjovimo kokybę.

9. Kaip nustatyti, ar pjovimo greitis yra tinkamas?

Galite stebėti pjovimo kibirkštis.

1) Normali būsena

Kibirkštys:

Iškraunama sklandžiai
Stabili kryptis
Nėra reikšmingo purškimo atgal į viršų
Nuolatinė pjovimo linija

2) Per didelis greitis

Paprastai stebima:

Kibirkštys gerokai atsilieka
Sunku pašalinti šlaką iš dugno
Kai kuriose vietose nepilnas pjovimas

3) Per mažas greitis

Gali sukelti:

Išplėsta išlydyta zona
Neįprastai koncentruotos kibirkštys
Plokštės krašto perkaitimas

Tai labai praktiškas vertinimo vietoje metodas.

10. Auskarų vėrimo technikos

Pradurimas dažnai yra vienas iš lazerinio pjovimo etapų, kuriame kyla daugiausia problemų.

Ypač su:

Storos plokštės, labai gerai atspindinčios medžiagos ir specialios medžiagos

Auskarų vėrimas yra sunkesnis.

1) Nenaudokite standartinių pjovimo parametrų pradurimui

Auskarų vėrimo sąlygos skiriasi nuo nepertraukiamo pjovimo sąlygų.

Atskiri nustatymai paprastai reikalingi:

Auskarų vėrimo galia
Auskarų vėrimo laikas
Praduriamųjų dujų slėgis
Auskarų vėrimo židinio padėtis
Auskarų impulsų skaičius
Auskarų vėrimo aukštis

2) Storoms plokštėms rekomenduojamas daugiapakopis pradurimas

Storoms plokštėms galite naudoti:

Mažos energijos išankstinis pradurimas → Didelės energijos įsiskverbimas

Arba daugiapakopis auskarų vėrimas.

Tai padeda sumažinti:

Purslai
Objektyvo užterštumas
Purkštuko pažeidimas
Auskarų vėrimo nesėkmė

11. Mažų skylių pjovimo būdai

Tai yra labai svarbi technika realioje gamyboje.

Pavyzdys: 6 mm plokštės storis, 6 mm skylės skersmuo

Tokių mažų skylučių pjovimas yra žymiai sudėtingesnis nei standartinių kontūrų pjovimas.

Paprastai tariant:

Kuo skylės skersmuo arčiau plokštės storio, tuo sunkiau pjauti.

Mažų skylių apdirbimui sutelkite dėmesį į reguliavimą:

Lazerio galia
Greitis
Židinio padėtis
Dujų slėgis
Auskarų vėrimo parametrai
Įvadinė linija
Posūkio greitis

Nepaprastai nekopijuokite išoriniams kontūrams naudojamų parametrų.

12. Kodėl mažos skylės dažnai būna elipsės formos?

Dažniausios priežastys:

1) Per didelis pjovimo greitis

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

2) Per didelis pagreitis

Mechaninė sistema mažame apskritime dažnai keičia kryptį.

3) Lazerio galia per didelė

Gali lengvai sukelti lokalų šilumos kaupimąsi.

4) Netinkamas dujų slėgis

Nepakankamas šlako šalinimo pajėgumas. 5) Netikslus fokusavimas

Dėl to energija pasiskirsto netolygiai abiejose pjovimo pjūvio pusėse.

5) Nepakankamas mašinos judesio tikslumas

Konkrečiai dėl:

Lentynos
Pavaros
Kreipiamosios bėgelės
Servo sistemos

Šių komponentų klaidos turės įtakos mažų skylių apvalumui.

13. Aštrių kampų pjovimo būdai

Tiesus pjovimas yra gana paprastas.

Tikrasis įrangos ir procesų galimybių išbandymas slypi:

Aštrūs kampai, smailūs kampai, siauri plyšiai, mažos skylės ir sudėtingi raštai.

Jei lazerio galvutė išlaiko didelį greitį važiuodama aštriu kampu, gali kilti šių problemų:

Aštrių kampų apvalinimas
Perdegimas
Matmenų nuokrypis
Padidėjimas dėl lydymosi
Todėl paprastai būtina:
Sumažinkite greitį kampe + Sureguliuokite lazerio galią

Tai užtikrina tinkamesnį šilumos tiekimą aštrių kampų srityje.

14. Įvadinių linijų svarba

Gerai suprojektuota įvadinė linija apsaugo nuo pastebimų defektų ruošinio pradžios taške.

Įprasti metodai:

Tiesi įžanga
Lanko įvadas
Tangentinis įvadas

Detalių, kurioms keliami aukšti estetiniai reikalavimai, pjovimo patartina nepradėti tiesiai nuo kritinio gaminio krašto.

Auskarų vėrimo tašką galima įstatyti į:

Atliekų zona arba įvadinė zona.

Tai žymiai pagerina gaminio krašto kokybę.

15. Būdai, kaip išvengti terminės deformacijos

Pjaunant plonus lakštus lazeriu, ypač dažnai deformuojamasi dėl terminio poveikio.

Taip yra dėl lazerio sukuriamos lokalizuotos aukštos temperatūros.

Dažnos apraiškos:

Lakštų deformacija
Ruošinio deformacija
Kraštų garbanojimas
Matmenų pokyčiai

Sprendimai:

1 metodas: optimizuokite įdėjimą

Venkite didelio skaičiaus smulkių detalių sutelkimo vienoje vietoje.

2 metodas: naudokite praleidžiamąjį pjovimą

Pakeiskite pjovimo seką, kad sumažintumėte lokalizuotą šilumos kaupimąsi.

3 metodas: Sekcijinis pjovimas

Padalinkite visą lapą į kelias zonas.

4 metodas: Tinkamai nustatykite pjovimo seką

Paprastai pirmiausia iškirpkite vidinius elementus, o tik tada – išorinius.

Tai neleidžia išoriniam kontūrui per anksti nutraukti lakšto atramos ruošiniui.

16. Lizdavimo būdai

Efektyvus įdėjimas gali tiesiogiai padidinti medžiagų panaudojimą.

Į ką reikia atsižvelgti:

Dalių tarpai
Lapo krašto paraštės
Pjūvio plotis
Karščio paveikta zona (HAZ)
Dalies orientacija
Riedėjimo kryptis
Vėlesnė lenkimo kryptis

Masinei detalių gamybai galima naudoti įprastinį pjovimą.

Pavyzdžiui, dvi stačiakampės dalys turi vieną kraštą.

Tai leidžia:

Sumažintas pjovimo ilgis
Mažiau auskarų vėrimo operacijų
Padidėjęs gamybos efektyvumas
Mažesnės dujų sąnaudos
Didesnis medžiagų panaudojimas

Tačiau atliekant įprastą pjovimą reikia atkreipti ypatingą dėmesį į:

Pjovimo seka ir terminė deformacija.

17. Objektyvo apsaugos metodai

Pluošto lazerinio pjovimo mašinos apsauginis lęšis yra aukšto dažnio sunaudojama dalis. Apsauginio lęšio užteršimas gali sukelti:

Sumažinta lazerio galia
Nenormalus spindulio taškas
Nesugebėjimas perpjauti medžiagos
Sumažintas pjovimo greitis
Prasta pjovimo kokybė
Objektyvo perkaitimas ar net pažeidimas

Todėl patikrinimai neturėtų apsiriboti tik tais atvejais, kai kyla pjovimo problemų.

Rekomenduojama nustatyti:

Įprastas apsauginio lęšio patikrinimo grafikas.

18. Kaip nustatyti, ar apsauginis lęšis yra užterštas?

Patikrinkite šiuos dalykus:

Dulkės ant objektyvo paviršiaus
Geltonos dėmės
Juodieji abliacijos taškai
Aliejaus dėmės
Įtrūkimai

Jei aptinkama kokių nors nukrypimų, patikrinkite ir pakeiskite lęšį pagal įrangos gamintojo nurodymus.

Nevalykite optinių paviršių tiesiogiai įprastais popieriniais rankšluosčiais ar pirštais.

19. Pjovimo galvutės aukščio valdymas

Atstumas tarp lazerio galvutės ir metalo lakšto yra labai svarbus.

Jei aukštis per didelis:

Dujų srautas išsisklaido
Šlako šalinimo pajėgumas sumažėja
Pjovimas tampa nestabilus

Jei aukštis per mažas:

Padidėja susidūrimo rizika
Antgalis yra linkęs į pažeidimus
Šlakas gali lengvai užteršti antgalį

Todėl labai svarbu išlaikyti stabilų atstumą nuo purkštuko iki lakšto.

Šiuolaikinėje įrangoje paprastai naudojami šie įrenginiai:

Talpinės aukščio sekimo sistemos

Automatiškai valdyti lazerio galvutės aukštį.

20. Ką daryti, jei skarda yra nelygi?

Jei lakštinis metalas yra labai deformuotas, rekomenduojama:

Naudokite automatinį aukščio reguliavimą
Sumažinkite pjovimo riziką
Išvenkite lazerio galvutės susidūrimų
Iš anksto apdorokite labai deformuotus lakštus

Itin ploniems lakštams plokštuma yra ypač svarbi apdorojimo kokybei.

21. Kaip galima sumažinti nuodegų (šlako) susidarymą?

Šlako susidarymas yra vienas iš labiausiai paplitusių lazerinio pjovimo defektų.

Koregavimus galima atlikti šiose srityse:

1) Padidinkite arba sumažinkite pjovimo greitį

Nustatykite koregavimą pagal šlako formą.

2) Sureguliuokite pagalbinių dujų slėgį

Per žemas slėgis:

Nepakankamas šlako šalinimo pajėgumas.

Per didelis slėgis:

Gali sukelti nenormalų išlydytos medžiagos elgesį.

3) Sureguliuokite židinio tašką

Neteisingas židinio taškas apsunkina išsilydžiusios medžiagos išstūmimą iš pjūvio apačios.

4) Patikrinkite antgalį

Purkštukų problemos, tokios kaip:

Deformacija
Užterštumas
Nesuderinimas (ekscentriškumas)

...visa tai gali paveikti dujų srautą.

5) Patikrinkite lęšius

Apsauginio lęšio užteršimas taip pat gali sumažinti faktinę išėjimo galią.

22. Dažniausi lazerinio pjovimo defektai ir sprendimai

Pjovimo problemos	Dažnos priežastys	Prioritetiniai patikrinimai
Neišsamus pjovimas	Per didelis greitis / nepakankama galia / nenormalus fokusavimas	Galia, greitis, susikaupimas
Šlakas apačioje	Netinkamas dujų slėgis, greitis arba fokusavimas	Dujų slėgis, greitis
Juodinimas viršuje	Per didelis šilumos tiekimas	Galia, greitis
Grubus nupjautas kraštas	Parametrų neatitikimas	Dėmesys, greitis, gazavimas
Platesnė įpjova	Per didelė energija / nenormalus susikaupimas	Dėmesys, galia
Apvalios skylės tampa elipsės formos	Greitis, pagreitis arba mechaninis tikslumas	Parametrai, servo, mechanika
Aštrūs kampai užapvalinti	Per didelis karštis kampuose	Greitis, galia
Šlakas vienoje pusėje	Purkštukų nesutapimas	Koaksialumas
Auskarų vėrimo nesėkmė	Netinkami auskarų vėrimo parametrai	Auskarų vėrimo galia / laikas
Staigus pjūvio kokybės pablogėjimas	Objektyvo užterštumas	Apsauginis lęšis
Nestabilus pjovimas	Dujų tiekimo arba purkštukų problemos	Dujų slėgis, antgalis
Plokštės deformacija	Šilumos koncentracija	Įdėjimas, seka

23. Pjovimo parametrai apima daugiau nei vieną skaičių

Daugelis operatorių, reguliuodami parametrus, daugiausia dėmesio skiria greičiui. To nepakanka.

Išsamus proceso parametrų rinkinys turėtų apimti bent:

Galia + Greitis + Fokusavimas + Antgalis + Dujos + Dujų slėgis + Aukštis + Pradūrimo parametrai

Todėl labai svarbu sukurti vidinę lazerinio pjovimo procesų duomenų bazę.

Pavyzdžiui:

Medžiaga	Storis	Dujos	Galia	Antgalis	Greitis	Fokusas	Oro slėgis
Q235	3 mm	O₂	6 kW	1,5 mm	Proceso testas	Proceso testas	Proceso testas
Q235	6 mm	O₂	6 kW	1,5/2,0 mm	Proceso testas	Proceso testas	Proceso testas
304	3 mm	N₂	6 kW	1,5 mm	Proceso testas	Proceso testas	Proceso testas
304	6 mm	N₂	6 kW	2,0 mm	Proceso testas	Proceso testas	Proceso testas
Aliuminis	3 mm	N₂ / Oras	6 kW	1,5 mm	Proceso testas	Proceso testas	Proceso testas

Pastaba: Lentelėje pateikti parametrai turėtų būti pagrįsti konkrečiu lazerio šaltiniu, pjovimo galvute, antgaliu, medžiagos partija ir proceso patvirtinimo rezultatais; jie neturėtų būti naudojami tiesiogiai kaip universalūs nustatymai.

24. Skirtingo storio apdorojimo strategijos

0,5–2 mm ploni lakštai

Pagrindinis dėmesys:

Didelis greitis
Mažas šilumos tiekimas
Mažų skylių kokybė
Perdegimo prevencija
Lakštų deformacijos prevencija

3–6 mm vidutinio plonumo lakštai

Tai labai dažnas storio diapazonas lazerinio pjovimo gamyboje.

Pagrindinis dėmesys:

Greitis
Pagalbinės dujos
Židinio padėtis
Mažų skylių kokybė
Bendrosios linijos pjovimas

8–12 mm vidutinio storio lakštai

Dėmesys perkeliamas į:

Auskarų vėrimas
Šlako šalinimas dujomis
Antgalis
Židinio padėtis
Dujų slėgis
Pjūvio statmenumas

16–30 mm storio lakštai

Pagrindinis dėmesys:

Lazerio galia
Auskarų vėrimo galimybė
Dujų slėgis
Židinio padėtis
Pjovimo greitis
Medžiagos kokybė
Pjovimo galvutės pajėgumas

Pjaunant storus lakštus, nereikėtų siekti vien greičio, o teikti pirmenybę:

Stabilumas + Pjovimo paviršiaus kokybė + Nuolatinio apdorojimo galimybė.

25. Pagrindiniai pjovimo efektyvumo gerinimo metodai

Jei tikslas yra padidinti gamybos pajėgumus, apsvarstykite šiuos metodus:

1) Padidinkite lazerio galią

Tinka didelių apimčių storų lakštų apdirbimui.

2) Optimizuokite pjovimo parametrus

Venkite ilgai pasikliauti konservatyviais parametrais.

3) Sumažinkite auskarų skaičių

Pasiekta optimizavus įdėjimą ir pjovimą bendroje linijoje.

4) Optimizuokite pjovimo takus

Sumažinkite nepjaunantį (pjaunantį oru) judesį.

5) Padidinkite pagreitį

Pagerinkite dinaminį našumą neviršydami staklės galimybių.

6) Automatinis pakrovimas / iškrovimas

Sumažinkite rankinį tvarkymą.

7) Automatinis įdėjimas

Pagerinti medžiagų panaudojimą.

8) Sukurkite parametrų duomenų bazę

Sumažinkite mašinos nustatymo / bandymo laiką.

26. Robotų / automatinio pakrovimo ir iškrovimo integravimas su lazeriniu pjovimu

Masinės gamybos atveju tolesnė integracija gali būti pasiekta naudojant:

Išmanus lapų saugojimas + Lazerinis pjovimo įrenginys + Automatinis pakrovimas/iškrovimas + Gatavų detalių rūšiavimas

...suformuoti automatizuotą gamybos celę.

Tipinis darbo eiga:

Išmanus medžiagų saugojimas → Automatinis medžiagų išėmimas → Lazerinis pjovimas → Gatavų detalių rūšiavimas → Atraižų tvarkymas → Gatavų detalių buferizavimas

Tai sumažina:

Rankinis tvarkymas
Laukimo laikas
Laikas, praleistas ieškant medžiagų
Pakrovimo ir iškrovimo laikas
Gamybos klaidos

Tuo pačiu metu pagerėja:

Įrangos panaudojimas
Personalo sauga
Gamybos tęstinumas
Medžiagų panaudojimas

Didelės apimties lakštinio metalo gamyboje tai yra pagrindinė lazerinio pjovimo evoliucijos kryptis nuo „savarankiško apdorojimo“ iki „išmaniųjų gamybos ląstelių“.

27. Lazerinio pjovimo mašinų kasdienės priežiūros patarimai

Kasdieniai patikrinimai

Svarbiausi dalykai, kuriuos reikia patikrinti:

Antgalis
Apsauginis lęšis
Dujų slėgis
Šaldytuvas
Lazerio galvutė
Lakštinio metalo platforma
Dulkių šalinimo sistema

Savaitiniai patikrinimai

Rekomenduojami patikrinimai:

Kreipiamosios bėgelės
Pavarų dėžės
Transmisijos komponentai
Kabeliai
Dujotiekiai
Aušinimo sistema
Purkštuko koaksialumas
Periodiniai patikrinimai

Įskaičiuota:

Lazerio išvesties būsena
Optinė sistema
Judesio tikslumas
Servo sistema
Automatinė aukščio reguliavimo sistema
Aušinimo skystis
Suspausto oro sistema

Techninė priežiūra turi būti atliekama pagal įrangos gamintojo reikalavimus.

28. Patarimai, kaip pagerinti lazerinio pjovimo tikslumą

Jei reikalingas didelis matmenų tikslumas, reikia atsižvelgti į tris sritis: mechaniką, programinę įrangą ir procesą.

Mechaniniai aspektai

Patikrinkite:

Kreipiamosios bėgelės tikslumas
Krumpliastiebis ir krumpliaratis
Švininis sraigtas
Mašinos rėmo standumas
Skersinės sijos deformacija
Servo varikliai

Programinės įrangos aspektai

Patikrinkite:

CAD brėžiniai
CAM parametrai
Pjūvio kompensacija
Įvadinės linijos
Kelio planavimas
Pagreitis / lėtėjimas

Proceso aspektai

Patikrinkite:

Lakšto storis
Terminė deformacija
Pjovimo seka
Židinio centras
Pjovimo greitis

29. Kaip pagerinti pjūvio paviršiaus statmenumą?

Tai ypač svarbu pjaustant storas plokštes.

Jei pjūvio profilis yra platesnis viršuje ir siauresnis apačioje (arba atvirkščiai), gali kilti problemų dėl lazerio spindulio energijos pasiskirstymo išilgai medžiagos storio.

Svarbiausios sritys, kurias reikia patikrinti:

Židinio taško padėtis
Lazerio spindulio kokybė
Purkštuko koaksialumas
Pagalbinės dujos
Pjovimo greitis
Apsauginis lęšis
Materialinė būklė

Jei problema išlieka, reikia atlikti tolesnę lazerio spindulio ir pjovimo galvutės optinės sistemos apžiūrą.

30. Praktiškiausia gamybos cecho trikčių šalinimo seka

Kai lazerinio pjovimo kokybė staiga sumažėja, nereikėtų iš karto drastiškai keisti visų parametrų.

Rekomenduojamas metodas:

1 veiksmas: patikrinkite lakštinę medžiagą

Patikrinkite: medžiagos tipą, storį ir lygumą.

2 veiksmas: patikrinkite purkštuką

Patikrinkite: ar nėra deformacijos, užsikimšimo ar užterštumo.

3 veiksmas: patikrinkite apsauginį lęšį

Patikrinkite: ar nėra užteršimo ar pažeidimų.

4 veiksmas: patikrinkite dujas

Patikrinkite: dujų tipą, slėgį, grynumą ir srauto greitį.

5 veiksmas: patikrinkite fokusavimą

Patikrinkite: teisinga fokusavimo padėtis.

6 veiksmas: patikrinkite greitį

Atlikite nedidelius pakeitimus.

7 veiksmas: patikrinkite maitinimą

Patikrinkite: lazerio galia normali.

8 veiksmas: patikrinkite mechaninę sistemą

Jei išlieka šios problemos:

Matmenų paklaidos
Apvalių skylių deformacija
Tiesios linijos nėra tiesios
Nenormalus pakartojamumas

Tada papildomai patikrinkite:

Kreipiamosios bėgelės, krumpliaračiai, servo sistemos, mašinos rėmas ir judesio valdymo sistema.

31. „Auksinės taisyklės“ lazerinio pjovimo proceso optimizavimui

Faktinėje gamyboje šie principai gali būti naudojami kaip greiti diagnostiniai kriterijai:

Nesugebėjimas įveikti: pirmiausia patikrinkite greitį, fokusą ir akceleratorių.

Šlako kaupimasis: pirmiausia patikrinkite greitį, dujų slėgį, fokusavimą ir antgalį.

Šlakas vienoje pusėje: atkreipkite dėmesį į purkštuko koncentriškumą.

Neapvalios mažos skylės: patikrinkite greitį, pagreitį, fokusavimą ir mechaninį tikslumą.

Aštrūs kampai dega: sumažinkite šilumos tiekimą kampuose.

Lakšto deformacija: optimizuokite įdėjimo ir pjovimo seką.

Staigus pjovimo kokybės sumažėjimas: pirmiausia patikrinkite apsauginį lęšį ir antgalį.

Nesugebėjimas pjauti storų plokščių: sutelkite dėmesį į galią, pradurimą, dujų slėgį ir fokusavimą.

Ploni, degantys lakštai: sumažinkite šilumos tiekimą ir optimizuokite greitį, galią bei pradurimą.

32. Išplėstinės lakštinio metalo lazerinio pjovimo optimizavimo strategijos

Jei įmonė jau gali nuosekliai atlikti standartinį lazerinį pjovimą, kitas etapas – pereiti nuo vien „atlikti pjovimą“ prie:

① Pjaukite greičiau

Padidinti:

Pjovimo greitis (m/min)

② Geriau kirpti

Pagerinti:

Šiurkštumas
Statmenumas
Burrs
Karščio paveikta zona (HAZ)
Apvalios skylės tikslumas

③ Pjaukite ekonomiškiau

Sumažinti:

Deguonies suvartojimas
Azoto sunaudojimas
Elektros energijos suvartojimas
Purkštukų sunaudojimas
Objektyvo sunaudojimas

④ Pjaukite patikimiau

Padidinti:

Nuolatinis apdorojimo laikas
Auskarų vėrimo sėkmės rodiklis
Parametrų pakartojamumas
Partijos nuoseklumas

⑤ Pjaukite sumaniai

Papildoma informacija:

Automatinis fokusavimas + Automatinis purkštukų keitimas + Automatinis pakrovimas / iškrovimas + Išmanusis įdėjimas + Išmanusis sandėliavimas + Procesų duomenų bazė + MES gamybos valdymas

Galiausiai nustatant:

Pažangus sandėliavimas → Automatinis pakrovimas → Lazerinis pjovimas → Automatinis rūšiavimas → Gatavos produkcijos buferizavimas → Duomenų valdymas

...visapusiškas išmanus lakštinio metalo gamybos darbo procesas.

33. Greitas lakštinio metalo lazerinio pjovimo kontrolinis sąrašas

Gamybos personalas gali atlikti patikrinimus tiesiogiai tokia tvarka:

1) Prieš pjovimą

□ Tinkama lakštinė medžiaga

□ Tinkamas lakšto storis

□ Lapas plokščias

□ Lazerio įrenginio būsena normali

□ Šaldytuvas veikia normaliai

□ Dujų tiekimas normalus

□ Antgalis geros būklės

□ Apsauginis lęšio valymas

□ Fokusavimas kalibruotas

□ Normalus purkštuko koaksialumas

2) Mtela lazerinio pjovimo metu

□ Stabilus auskarų vėrimas

□ Įprasta kibirkšties kryptis

□ Stabilus pjovimo garsas

□ Nėra reikšmingo šlako/nuosėdų kiekio

□ Nėra reikšmingo kraštų degimo

□ Stabilus lazerio galvutės aukštis

□ Stabilus dujų slėgis

□ Nėra didelės lakšto terminės deformacijos

3) Po pjovimo

□ Apžiūrėkite nupjautą paviršių

□ Patikrinkite, ar nėra šerpetojančių vietų

□ Patikrinkite matmenis

□ Patikrinkite skylių skersmenis

□ Patikrinkite apvalumą

□ Patikrinkite statmenumą

□ Užfiksuokite optimalius parametrus

□ Atnaujinti procesų duomenų bazę

34. Santrauka: Kas apibrėžia tikrai aukšto lygio lazerinį pjovimą?

Aukšto lygio lakštinio metalo lazerinis pjovimas nėra vien tik galingos lazerinės pjovimo mašinos įsigijimas.

Tikrai puikus lazerinio pjovimo procesas reikalauja, kad viskas būtų atlikta teisingai šiose srityse:

Įranga, medžiagos, parametrai, dujos, purkštukai, fokusavimas, pradurimas, pjovimo keliai, įdėjimas, priežiūra ir automatizavimas.

Tai galima apibendrinti išsamia formule:

Aukštos kokybės lazerinis pjovimas = tinkama lazerio galia + stabili spindulio kokybė + tikslus fokusavimas + tinkamas antgalis + tinkamos pagalbinės dujos + tikslus dujų slėgis + pagrįstas pjovimo greitis + puikus mašinos judėjimo tikslumas + teisingas pjovimo kelias + gera priežiūra

Šiuolaikinių lakštinio metalo gamyklų ateities plėtros kryptis yra:

Didelės galios lazerinis pjovimas → Didelės spartos pjovimas → Automatinis pakrovimas / iškrovimas → Išmanusis įdėjimas → Automatinis rūšiavimas → Išmanusis sandėliavimas → MES/ERP duomenų integravimas

Tai rodo pagrindinę lakštinio metalo lazerinio pjovimo evoliucijos trajektoriją – perėjimą nuo atskirų mašinų prie išmaniųjų, automatizuotų ir nepilotuojamų gamybos linijų.