Lazerinė technologija

Skardos išspaudimas? Įsivaizduokite galingą antspaudą, kuris išspaudžia formas iš metalo.

Lazerinis pjaustymas? Jis naudoja labai koncentruotą šviesos spindulį, kad su nepaprasta tikslumu perpjautų metalą. Teisingo pjaustymo metodo pasirinkimas yra labai svarbus jūsų verslui.

Kas yra skardos išspaudimas?

Skardos perforavimas naudoja kontroliuojamą mechaninę jėgą, kad pašalintų medžiagą iš skardos. Perforavimo presas varo kietąjį plieninį įrankį, kuris dideliu greičiu pramuša ruošinį. Šis procesas per kelias sekundes gali švariai sukurti skylius, plyšius ir sudėtingas formas.

Šiuolaikiniai perforavimo presai naudoja hidraulinius arba mechaninius sistemas. Viršutinis įrankis (muštuvas) nusileidžia pro medžiagą, o apatinis įrankis (matrica) palaiko ruošinį. Medžiagos atskyrimas vyksta tada, kai muštuvas įsiskverbia maždaug 30–40 % skardos storio.

Perforavimo presai yra įvairių konfigūracijų – nuo paprastų vienvietės stoties įrenginių iki sudėtingų bokštelinių sistemų. Bokšteliniai presai gali automatiškai sukti kelis įrankius, leidžiantys greitai kurti raštus be reikalo keisti matricas rankiniu būdu. CNC valdymo sistemos tiksliai pozicionuoja ruošinį, užtikrindamos pakartotiną tikslumą.

Kaip veikia perforavimas?

Pjovimo procesas sistemingai šalina medžiagą naudodamas kirpimo sistemą. Operatorius padeda metalo lakštą ant preso stalo ir sureguliuoja jį pagal orientavimosi sistemą. Įrankis nusileidžia kontroliuojamu greičiu, paprastai nuo 100 iki 500 ėjimų per minutę.

Pjovimo procesas vyksta trimis skirtingais etapais:

Prasiskverbimo etapas: įrankis paliečia medžiagą ir pradeda į ją įsiskverbti.

Kirpimo etapas: medžiaga trūksta, kai įrankis pasiekia kritinį gylį.

Atskyrimo etapas: įrankis atsitraukia, o atskirtuvas neleidžia medžiagai prikibti.

Įrankių parinkimas lemia skylės kokybę ir gamybos efektyvumą. Gerai prižiūrimi, aštrūs įrankiai sukuria švarias skyles su minimaliais užlaidais. Mirgos tarpas (tarpas tarp įrankio ir mirgos) turėtų atitikti medžiagos storį ir tipą, kad būtų pasiekti optimalūs rezultatai.

Kokie yra pjovimo pranašumai?

Pjovimas siūlo daugybę pranašumų, todėl jis yra geriausias pasirinkimas tam tikroms apdirbimo užduotims. Pagrindiniai pranašumai yra:

• Didelis greitis: Šiuolaikiniai skardos skardos skylės gręžimo presai, tokie kaip bokštiniai skylų gręžimo presai, gali apdoroti nuo 500 iki 1000 skylių per minutę – žymiai greičiau nei lazerinis pjaustymas – leidžiantis greitai gaminti didelius detalių kiekius.

• Kainos efektyvumas dideliems tiražams: Skardos skylės gręžimas tampa labai ekonomišku dideliems gamybos ciklams. Iš pradžių sumokėjus įrankių kainą, vienos detalės savikaina yra labai maža. Be to, pašalinamas tik būtinas metalas, todėl medžiagos švaistymas yra minimalus.

• Formavimo įvairialypiškumas: Skardos skylės gręžimas nėra ribojamas tik skylės gręžimu. Jis taip pat gali sukurti įdubas, grotas, iškilias formas ir kitas formuotas savybes vienu etapu. Kai kurie įrankiai gali atlikti kelias operacijas vienu metu, sumažinant apdorojimo laiką.

• Nuoseklumas ir pakartojamumas: Kiekviena detalė yra identiška. Kadangi naudojama mechaninė jėga be šilumos generavimo, metalo vidinė struktūra nekinta. Detalės geometrija lengvai išlaikoma ±0,002 colio tikslumu.

Kokie yra skardos skylės gręžimo trūkumai?

Nors išmušimas turi daug privalumų, reikia atsižvelgti į keletą apribojimų:

• Dideli pradiniai įrankių kaštai: Išmušimo įrankiai gali būti brangūs. Tinkamų formų kaina svyruoja nuo 500 iki 5000 JAV dolerių, priklausomai nuo dydžio ir sudėtingumo. Mažoms gamybos partijoms šiuos aukštus kaštus atsipirkti gali būti sudėtinga.

• Medžiagos apribojimai: Išmušimas tinka ne visoms medžiagoms. Paprastai jis naudojamas lakštam, kurio storis nuo 0,010 colių iki 0,500 colių, priklausomai nuo metalo kietumo. Labai kietiems metalams gali prireikti specialios įrangos ar alternatyvių pjaustymo metodų.

• Aplinkos kokybės kaita: išspaudinto metalo kraštai nebūtinai būna lygūs. Galutinis rezultatas priklauso nuo metalo tipo ir įrankio būklės. Kai kurie metalai gali turėti nelygius arba įtrūkusius kraštus, todėl galbūt reikės papildomų operacijų, pvz., užkraštavimo.

• Geometriniai apribojimai: Skardos skardymas turi dydžio apribojimus. Labai maži skylės, palyginti su medžiagos storiu, nėra įgyvendinami. Sudėtingų formų ar smulkių kreivių sukūrimas gali reikalauti brangių progresyvių skardymo įrankių arba kelių apdorojimo etapų.

Kas yra lazerinis pjaustymas?

Lazerinis pjaustymas naudoja labai koncentruotą šviesos spindulį, kuris lydo, sudegina arba išgarina medžiagą išilgai iš anksto nustatyto pjovimo kelio. Lazerinis spindulys yra itin susitelkęs, leidžiant tiksliai pjauti, nors tai sukelia nedidelę šilumos paveiktą zoną (HAZ) tiesiogiai aplink pjovimo vietą.

CO2 lazeriai dažnai naudojami plokščių metalų pjaustymui, skleidžiantys infraraudonąją šviesą 10,6 mikronų bangos ilgiu. Tačiau pluoštiniai lazeriai tampa vis populiaresni dėl geresnių pjaustymo charakteristikų ir didesnio energijos naudingumo.

Pjovimo procesas apima kelias vienu metu vykstančias veiklas. Lazeris kaitina metalą, kol jis sutirpsta arba išgaruoja. Tada pagalbinis dujas, pvz., deguonį, azotą arba orą, išpučia tirštą medžiagą iš pjūvio. CNC įranga perkelia lazerio galvutę tikslia trajektorija, nustatyta skaitmeninio dizaino.

Lazerinis pjovimas gali apdoroti lakštų metalą nuo 0,005 colių iki 6 colių storio, priklausomai nuo lazerio galios ir medžiagos tipo.

Suprantant lazerinio pjovimo procesą

Lazerinis pjovimas prasideda paruošus kompiuterinio projektavimo (CAD) failą. Komponavimo programa išdėsto detalias lakšte, kad būtų sumažintas atliekų kiekis. Tada CNC programavimas paverčia geometriją į mašininio skaitymo instrukcijas.

Spindulio perdavimo sistema perduoda lazerio energiją iš šaltinio į pjovimo galvutę. Šviesolaidžiai ar veidrodžiai nukreipia spindulį, išlaikydami fokusą. Fokusuojanti lęšis koncentruoja energiją į tašką, kurio skersmuo paprastai yra nuo 0,006 iki 0,012 colio.

Judėjimo sistema padėtį pjovimo galvą su itin dideliu tikslumu. Tiesiaeigiai varikliai arba servovaldžiai pasiekia padėties tikslumą ±0,001 colio ribose. Daugiapakopis sinchronizuotas judėjimas leidžia greitai pjaustyti sudėtingas kontūras.

Proceso stebėjimas užtikrina nuolatinę pjovimo kokybę. Jutikliai aptinka pralaidumo taškus, stebi pagalbinio dujų slėgį ir sekasi spindulio išlygiavimą. Automatinis aukščio valdymas išlaiko optimalią fokusinę padėtį lyginant su medžiagos paviršiumi.

Kokie yra lazerinio pjaustymo privalumai?

Lazerinis pjaustymas žinomas dėl aukšto tikslumo ir švarių rezultatų, siūlydamas keletą pranašumų šiuolaikinei gamybai:

• Aukštas tikslumas ir tikslė: lazerinis pjaustymas pasiekia siaurus tolerancijos ribojimus, paprastai apie ±0,002 colius, su minimaliu lašiškumo efektu. Gali būti gaminamos itin tikslios, sudėtingos formos be brangios fizinės įrangos.

• Dizaino Lankstumas ir Greitas Atlikimas: Dizaino pakeitimai įgyvendinami tiesiog atnaujinant mašinos programą, dažnai per kelias minutes. Tai daro laserinį pjaustymą idealų prototipavimui ir mažo iki vidutinio kiekio gamybai.

• Medžiagų Įvairovė: Laseriniai įrenginiai gali pjaustyti įvairias medžiagas, įskaitant metalus, plastikus, keramiką ir kompozitus. Jie suteikia aukštos kokybės rezultatus tiek plonoms, tiek storuminiams plieno lakštams.

• Puiki Apsauginė Briauna: Briaunos paprastai yra labai lygios, dažnai pašalinant poreikį antrinei apdailai. Su tinkamais nustatymais pjūviai yra tiesūs ir švarūs su maža šilumos paveikta zona.

• Nėra Įrankio Dėvėjimosi: Kadangi lazerio spindulys fizikai nekontaktuoja su medžiaga, nėra įrankio dėvėjimosi. Tai pašalina sąnaudas ir prastovas, susijusias su skardos išspaudimo bei mirkymo rinkiniais.

Kokie Yra Pagrindiniai Laserinio Pjovimo Trūkumai?

Nors žinomas dėl tikslumo, laserinis pjaustymas turi tam tikrų trūkumų, kurie gali paveikti gamybos laiką, kainą ir medžiagų pasirinkimą:

• Lėtesnis paprastiems formoms: Laserio pjaustymas paprastai yra lėtesnis nei skardos skardos pjaustymas, kai gaminami paprasti formos ir standartiniai skylių. Sudėtingiems dizainams, reikalaujantiems kelių praeigų, bendras greitis mažėja, kas gali būti problema didelės apimties gamybai su griežtais terminais.

• Dideli eksploataciniai kaštai: Laseriniai pjovikliai sunaudoja daug energijos ir reikalauja reguliarios priežiūros. Detalės, tokios kaip laserio vamzdžiai, lęšiai ir veidrodžiai, nusidėvi ir turi būti keičiamos. Pagalbinių dujų, tokių kaip azotas ar deguonis, kaina taip pat padidina eksploatacinius kaštus.

• Medžiagos ir storio apribojimai: Pjovimo galimybės yra ribojamos medžiagos tipo ir storio, kurie priklauso nuo lazerio galios. Atspindinčios medžiagos, tokios kaip varis ir aliuminis, gali būti sunkiai pjaunamos. Labai storoms detalėms gali prireikti kelių praeigų arba specializuotos įrangos.

• Šilumos paveiktas zonos (HAZ): pjovimo metu šilumos patekimas gali pakeisti metalurgines savybes pjūvio krašte, potencialiai veikdamas detalės našumą. Kai kurios programos gali reikalauti apdorojimo po to, kad būtų pašalinta HAZ.

Kuo skiriasi gręžimas ir lazerinė pjovimo?

Pagrindinis skirtumas slypi tame, kaip pašalinamas medžiaga ir gauto pjūvio charakteristikos.

Gręžimas naudoja galingą mechaninę jėgą, kad perplėštų medžiagą. Tai sukuria būdingą kraštą su abiem nuluptais (lygiais) ir suskilusiais (šiurkščiais) plotais. Pašalintas medžiagos gabalėlis (guzas) visiškai išstumiamas iš pagrindinės lakšto dalies.

Lazerinė pjovimo, priešingai, naudoja šiluminę energiją medžiagai pašalinti. Lazeris lydo arba garina metalą palei pjūvio liniją, sukurdamas lygų, siaurą tarpą, vadinamą kerfu, palikdamas šilumos paveiktą kraštą. Skirtingai nei gręžimas, lazeris pašalina medžiagą tolygiame sraute, leisdamas kurti labai sudėtingas formas, kurios neįmanomos gręžiant.

Išspaudimo ir lazerinio pjaustymo palyginamoji lentelė:

Gamintojo požiūriu, išspaudimas puikiai tinka dideliu greičiu kurti atskiras savybes, tokius kaip skylės ir paprasti formos elementai, o lazerinis pjaustymas siūlo geresnę geometrinę lankstumą sudėtingoms kontūrams ir detaliems elementams.

Kaip Pasirinkti: Išspaudimą ar Lazerinį Pjaustymą?

Pasirinkimas tarp išspaudimo ir lazerinio pjaustymo priklauso nuo projekto reikalavimų. Toki veiksniai kaip apimtis, geometrinis sudėtingumas, medžiagos tipas ir bendros sąnaudos vaidina svarbų vaidmenį.

1. Remiantis Gamybos Apimtimi

Didelėms gamybos serijoms (daugiau nei 1000 detalių) išspaudimas dažnai yra geresnis pasirinkimas dėl didesnio greičio ir žemesnių vienos detalės sąnaudų. Konstrukcijų testavimui ar mažoms partijoms lazerinis pjaustymas yra lankstesnis ir ekonomiškesnis, nes išvengiama didelių įrankių sąnaudų.

2. Remiantis Detalės Dydiu ir Konstrukcija

Detalės geometrija yra labai svarbi. Išspaudimas idealiai tinka paprastoms skylėms ir pagrindinėms formoms. Jei jūsų konstrukcijoje yra sudėtingi kontūrai, finomos detalės ar reikalingas labai aukštas tikslumas, tai geriausias pasirinkimas yra lazerinis pjaustymas.

3. Remiantis medžiagos tipu

Abu metodai gerai veikia su plonu lakštininkystės metalu (mažesniu nei 0,125 colio). Storiam medžiagoms paprastai geriau tinka lazerinis pjaustymas. Budėkite naudodami labai atspindinčias metalines medžiagas, tokias kaip varis ar aliuminis be dangos, nes jos gali kelti sunkumų lazeriniams pjaustymo įrenginiams.

4. Remiantis kaina ir efektyvumu

Norėdami rasti geriausią vertę, apsvarstykite bendrąsias išlaidas – ne tik mašinos darbo laiką. Skabybai gali prireikti brangių specialių įrankių ir paruošimo laiko. Lazerinis pjaustymas gali būti lėtesnis vienam detaliui, tačiau dažnai reikalauja mažiau antrinių operacijų. Geriausias pasirinkimas priklauso nuo jūsų specifinių gamybos reikalavimų.

Skabyba yra idealus būdas gaminti didelius kiekius detalių su paprastomis formomis. Ji yra greita ir užtikrina žemas išlaidas vienai daliai, ypač standartinėms geometrijoms, tokioms kaip apskritimai ar kvadratai. Lazerinis pjaustymas geriau tinka didelėms, sudėtingoms formoms, net jei kiekiai yra mažesni. Jis užtikrina didesnį tikslumą ir lankstumą, nors vienos detalės kaina šiek tiek aukštesnė.

Galutinis optimalus pasirinkimas priklauso nuo reikalingų detalių skaičiaus, dizaino sudėtingumo ir biudžeto. Daugelis sumanių gamintojų naudoja abu metodus, kiekvienam konkrečiam darbui parinkdami geriausią procesą. Gravinimo ir lazerio pjaustymo derinimas dažnai gali duoti geriausius bendruosius rezultatus.