Максимизация эффективности лазерной резки: ключевые факторы для реальной производительности

Производительность лазерной резки постоянно улучшается почти на ежедневной основе, но достижение реальной производительности в лазерной резке — это не только сам станок. Реальная производительность — это получение качественной детали со станка максимально быстро и эффективно. В прошлом это означало получение все более мощных лазерных резонаторов, что в свою очередь вело к все более быстрым временам резки. Многие цеха также добавили автоматизацию или больше лазерных систем для выполнения различных работ на все более широком спектре материалов, таких как медь, латунь и более толстый алюминий.

Что такое лазерная резка?

От CO2-резонаторов прошлого до твердотельных резонаторов с волоконно-оптической доставкой сегодня, лазерная резка эволюционирует в все более необходимый элемент оборудования в обрабатывающем цеху. «ЛАЗЕР» в лазерной резке — это на самом деле акроним (знали ли вы об этом?) для LIGHT AMPLIFICATION STIMULATED BY EMITTED RADIATION. Этот акроним был получен из исходного процесса, используемого для интенсификации светового пучка до такой интенсивности, что он испаряет металл. На оригинальных CO2-системах это просто означало, что устройство, такое как радиочастотный передатчик, крепилось к камере с источником света, проходящим через нее. Постоянное бомбардирование радиочастотными волнами заставляло частицы света сталкиваться, расщепляя частицу, тем самым создавая больше света, то есть усиление. Пока свет проходил через камеру (обычно стеклянную трубку, называемую «стеклянная работа»), он отражался обратно через камеру снова и снова, позволяя только небольшому количеству усиленного света выходить из камеры.

В твердотельных лазерах процесс намного проще И имеет мало или никаких расходных частей. Твердотельные резонаторы используют полупроводниковые диодные лазеры для эффективного преобразования электричества в свет, объединение сотен таких диодов — это процесс, который усиливает свет дальше и дальше, позволяя гравировку и резку. С системами мощностью до 23 кВт (в настоящее время доступные лазеры на рынке станков только до 12 кВт максимум из-за других ограничений, таких как резка, системы движения и, что самое важное, охлаждение), эти твердотельные резонаторы стандартны на большинстве продаваемого сегодня оборудования и являются будущим лазерной резки.

Как на самом деле работает лазер?

Будь то лазер, созданный в CO2 или твердотельном резонаторе, теперь высоко усиленный свет затем направляется либо через зеркала и линзы по лучу (CO2-системы), либо через волоконно-оптический кабель к режущей голове на станке, где он снова фокусируется и доставляется к материалу с такой интенсивностью, что вызывает испарение материала под ним. С помощью высокого давления газов (обычно O2 или NO2), которые дуются прямо вокруг и в лазерный луч, теперь испаренная металлическая «пыль» быстро удаляется с материала, оставляя только чистую гладкую расплавленную поверхность. Обычно чем выше мощность резонатора в ваттах, тем быстрее процесс удаления материала.

Сочетание этой лазерной системы с высокоточной и отзывчивой системой движения позволяет доставлять лазер в любую точку в пределах хода станка за считанные миллисекунды плавно и чисто резая материалы, такие как сталь, алюминий, латунь, медь и многие сплавы этих материалов. Другие материалы также можно резать, включая некоторые пластики и дерево, однако лазер горит с такой интенсивностью, что если не быть осторожным, может вызвать горение некоторых материалов.

Какие свойства лазера на самом деле улучшают производительность?

Производительность в лазерной резке может быть измерена одним из 2 способов: Скорость и Пропускная способность. Однако вы должны знать, что много раз, как и в любом типе производства, простое увеличение одного производственного процесса может просто сместить узкое место в вашем цехе дальше по линии. Если ваши детали позже обрабатываются на сварке, сборке, прессовании или подобном, то более быстрая лазерная резка может быть пустой тратой денег, так как ваш станок быстро загрузит эти другие процессы и простанет остальное время. С этой перспективой, если производительность лазерной резки все еще требует рассмотрения, учтите следующее:

1. Более высокая мощность — Увеличение мощности в вашем процессе лазерной резки увеличивает скорость. На нижнем конце спектра увеличение скорости незначительно. На верхнем конце спектра увеличение скорости существенное. В то время как качественная лазерная резка сейчас ограничена примерно 1 - 3/16" (СТ, НР, АЛ) толщиной с 6 кВт твердотельным резонатором, увеличение мощности сверх этого значительно увеличивает линейную скорость резки. Фактически, в недавнем сравнении между 6 кВт и 12 кВт в 3/8" нержавеющей стали увеличение составило 150% по сравнению с 6 кВт.
2. Автоматизация — Быстрая лазерная резка деталей — лишь часть уравнения, как мы упоминали ранее. Другая, и, вероятно, более крупная часть уравнения — это подача материала НА станок и СРАЗУ С станка так же эффективно, так как нет смысла иметь станок, режущий лист за 2-3 минуты, если он простаивает 5-10 минут в ожидании разгрузки и перезагрузки материала. Добавление системы загрузки/разгрузки или башенного загрузчика может существенно улучшить общую производительность лазерной резки.

Каковы недостатки повышенной производительности в лазерной резке?

Недостатки достижения наивысшей производительности в лазерной резке — это стоимость, пространство и тепло. Переход на 8, 10 или 12 кВт лазерную систему определенно улучшит скорость в сравнительном анализе таблиц, но связанные с этими блоками затраты могут существенно увеличиться, вплоть до удвоения цены вашей лазерной системы. Также известно, что некоторые производители, использующие эти системы наивысшей мощности, сталкиваются с трудностями в поддержании охлаждения режущих головок достаточно, чтобы предотвратить повреждение, приводящее к часто дорогостоящему простоя и ремонтам, что устраняет любую полученную производительность. Пространство также является важным соображением, так как добавление простой системы загрузки/разгрузки может удвоить пространство, необходимое для базовой системы, и часто бывают негибкими и трудными для последующего применения.

Поиск высокопроизводительных лазерных станков для резки

Если вы на рынке за новым или б/у волоконно-оптическим лазером, то Southern Fabricating Machinery Sales имеет множество вариантов для выбора. Станки такие как Polaris Laser или Piranha Laser могут быть отличными решениями для начального уровня лазерной резки с платежом менее 5 тысяч в месяц. И наоборот, для настоящей высокой производительности решение от BLM GROUP может обеспечить скорость, эффективность, гибкость в автоматизации и возможность обновления, которые ищут покупатели, ориентированные на производительность. Ознакомьтесь со всеми доступными вариантами ниже.