Лазерный мир

Поскольку лазерная технология с волоконными лазерами быстро развивается в течение последних нескольких лет, может быть нелегко отличить то, что важно при рассмотрении мощного волоконного лазера. Есть много вещей, которые нужно рассматривать, кроме самого высокого рейтинга по киловаттам или самой быстрой объявленной скорости подачи (резки). Объединение всего пакета для вашего успеха связано со многими областями оценки. Некоторые из них для рассмотрения могут включать в себя киловатт-рейтинги и коэффициенты подачи, но также должны учитываться вспомогательные решения для газовой резки, затраты на каждую деталь, автоматизация и возможности расширение для будущего роста.
В течение многих лет отраслевой стандарт был основан на наиболее распространенной мощности лазера, проданного в конце 1990-х и 2000-х годах, — и находящейся в диапазоне 4 кВт для углекислотного газового (CO2) -лазера. Да, были некоторые более высокие уровни мощности но наиболее распространенные были в этом диапазоне. Прогрессировавшая в течение почти 30 лет CO2 технология стабилизировалась, а мощности никогда не увеличивались значительно выше диапазона 6 кВт. Это сильно контрастирует с тем, что мы видели с развитием технологии резки волоконными лазерами.

Преимущества волоконных лазеров высокой мощности

В то время как волоконные лазеры были внедрены в середине 2000-х годов, рынок не получал большого изменения до 2010 или 2011 годов. Именно тогда отрасль лазерной резки начала видеть, что все крупные производители систем для лазерной резки внедряют свои волоконные продукты с уверенностью, что эта технология способна быть жизнеспособным производственным инструментом со многими преимуществами.
В первых моделях эти первые лазеры имели номинальные мощности от 2 до 4 кВт. Всего за несколько коротких лет эти уровни быстро удвоились или даже утроились. С быстрыми достижениями в технологии волоконного лазера есть много факторов, которые следует учитывать. Например, что лучше всего подходит для ваших производственных потребностей? Сложить все требования, чтобы наилучшим образом удовлетворить потребности вашего производства, может быть сложной задачей.
При использовании лазеров с более высокой мощностью много преимуществ, в том числе повышение производительности, а также снижение стоимости работы в час и повышение энергоэффективности. Одной из областей, которые можно упускать из виду при использовании этих преимуществ, является потребление азота при резке материалов средней толщины, где требуются объем и давление газа. Это область, в которой дальнейшее рассмотрение обработки детали с помощью различных методов резки также может помочь вам снизить затраты на каждую деталь.

Резка с азотом

С оценкой систем генерации азота, оптимизационными техниками сопел, степенями чистоты азота и давлениями вспомогательного газа, хорошим качеством кромок и более низкой стоимостью одной детали также может быть еще одно преимущество. Применение этих методов может привести к увеличению скорости резки на 20-30% с уменьшением потребления вспомогательного газа на 70% по сравнению с обычной резкой азотом.
Азотная резка, как правило, является предпочтительным методом резания материалов, которые попадают в этот диапазон обработки. Азотная резка сравнивается с кислородной резкой с ее экзотермической реакцией, оставляющей оксидированную кромку, которая должна быть удалена в последующих процессах. Азотная резка является предпочтительным методом, поскольку она позволяет уменьшить эти вторичные операции и позволяет деталям поступать непосредственно на порошковое покрытие или сварку.
Собственная генерация азота на заводе может быть применима для пользователей, которые ищут простое решение для устранения окисления в тонком материале и не требуют азота высокой чистоты. Системы генерации N2 Amada обеспечивают чистый, сухой азот для резки или могут также использоваться с газовым смесителем, чтобы обеспечить еще больше возможностей для обработки материалов (РИСУНОК 1).

РИСУНОК 1. Эта система генерации N2 обеспечивает чистый сухой азот для лазерной резки.

Выбор вспомогательного газа

Когда речь идет о выборе вспомогательных газов для задачи, существуют преимущества в смешивании этих вспомогательных газов для создания идеальной среды для различных материалов. Это делается путем добавления газового смесителя в линию из вашего существующего источника кислорода и азота, а затем предоставления этой смеси в машину для еще одного решения, улучшающего качество кромок и резку без грата.
Например, часто в лазерной резке алюминия качество кромок неприемлемо без вторичного процесса удаления грата. Волоконная лазерная резка алюминия без грата может быть достигнута за счет введения небольшого количества кислорода.
Смесь газов позволяет хорошо сочетать улучшение качества реза, в то же время сохраняя при этом свойства свариваемости и возможность порошкового покрытия без какого-либо вторичного процесса обработки.
Добавление газового смесителя также может помочь резке мягких сталей средней толщины. Этот диапазон может включать 11-калибр (3.18 мм), 7-калибр (4.76 мм), 1/4 дюйма (6,35 мм) и 3/8 дюйма (9,525 мм) материалы, которые ранее резались с использованием кислорода CO2-лазером. Теперь с преимуществами высокомощных волоконных лазеров эти материалы можно резать азотом или, еще лучше, с помощью смеси газов. Как упоминалось ранее, это может привести к увеличению скорости подачи на 20-30% с уменьшением расхода вспомогательных газов на 70% по сравнению с обычной азотной резкой. Этот усовершенствованное решение для резки достигается с помощью специальных сопел, а также уровня чистоты и расхода газа.

Как выбрать систему автоматизации

Мудрый выбор заключается в том, чтобы сжать весь пакет переездов в раскрое и максимизировать время непосредственной резки. Благодаря высокоскоростной резке, которая приводит к значительному снижению времени цикла резки всего раскроя деталей на листе, скорость автоматизации теперь более актуальна, чем в предыдущие времена цикла СО2. Рассматривая автоматизацию, которая наилучшим образом соответствует потребностям производства, необходимо оценить как текущие, так и будущие потребности. Лучшим решением для автоматизации является гибкая система. Гибкость позволит вам сконфигурировать систему, чтобы в полной мере использовать преимущества вашего волоконного лазера, а также расширять и развивать бизнес.
В более ранних автоматизированных ячейках, содержащих лазеры, время цикла превышало 3-4 минуты, а скорость автоматизации была не такой большой, как сейчас. Волоконные лазеры могут создавать временные интервалы резки раскроя деталей на листе, которые бросают вызов автоматизации, так как следующий лист должен быть представлен лазеру в готовности к резке менее чем за 1 минуту. Для достижения таких быстрых циклов автоматизации требуется, чтобы система выполняла множество задач одновременно.
Например, система будет как разгружать ранее вырезанный раскрой из одного челночного стола, так и забирать следующий лист из склада сырья, чтобы немедленно заменить разгруженный лист с раскроем. Это позволяет лазерам просто обменивать режущие паллеты и продолжать обрабатывать раскрои, не дожидаясь автоматизации, чтобы представить следующий лист (РИСУНОК 2).

РИСУНОК 2. Разгрузка ранее разрезанного раскроя при подборе следующего листа позволяет лазеру обменивать режущие паллеты и продолжать обрабатывать раскрой.

Хранение материала

Другая область автоматизации, которая должна соответствовать вашим требованиям, — это хранение материала. Приемлема ли единая стойка сырья? Вам нужно, чтобы хранилище нескольких материалов было легко доступно для планирования через ваш волоконный лазер? Эти вопросы часто проще для крупного OEM-производителя, который может прогнозировать производственные потребности в будущем, чем для job shop — мастерской, которая может не знать, когда нужно будет подготовить следующую горячую работу. Эти два разных сценария могут быть решены с помощью той же гибкой системы автоматизации базы хранения. В job shop может возникнуть первоначальная потребность в автоматизации, чтобы максимизировать производство во время сверхурочных смен и требовать только одну паллету для сырья, который должен быть поставлен для лазера.
Для OEM или даже более крупных магазинов работ может потребоваться система хранения, которая может в любое время представить несколько паллет материалов для лазера. Начиная с системы, которая является гибкой и может быть добавлена в любое время, вы подготовитесь к тому, что может принести вам будущее.

Перевод: https://www.industrial-lasers.com/articles/print/volume-33/issue-5/features/how-to-select-the-right-setup-for-your-fiber-laser-cutting-needs