Заманауи өндірісте оңтайлы кесу процесін таңдау өндіріс жылдамдығына, пайдалану құнына және соңғы бөлік сапасына әсер ететін маңызды шешім болып табылады. Бұл мақалада екі көрнекті технологияны деректерге негізделген салыстыру ұсынылады: жоғары қуатты талшықты лазерлік кесу және абразивті су ағынымен кесу.
Ол материал үйлесімділігін, жылу әсер ететін аймақты (HAZ), өңдеу жылдамдығын, өлшемдік рұқсаттарды және иеленудің жалпы құнын қамтитын негізгі өнімділік көрсеткіштерін талдайды. Талдау нәтижесінде су ағыны технологиясы материалдың әмбебаптығы мен «суық кесу» процесі үшін маңызды болып қала бергенімен, жоғары қуатты талшықты лазерлердегі жетістіктер оларды өсіп келе жатқан материалдар мен қалыңдықта жоғары жылдамдықты, жоғары дәлдіктегі өндіріс үшін стандарт ретінде орналастырды.
Процесті таңдаудың жетекші принциптері
Кесу процесін таңдау лазердің жылу энергиясы мен су ағынының механикалық күші арасындағы ымыраға байланысты.
Лазерлік кесу:Бұл процесс жоғары жылдамдық, күрделі дәлдік және автоматтандырылған тиімділік негізгі талаптар болып табылатын қолданбалар үшін көрсетілген. Бұл болат және алюминий сияқты металдар, сондай-ақ акрилдер сияқты органикалық материалдар үшін, әдетте қалыңдығы 25 мм (1 дюйм) төмен болған кезде өте тиімді. Жоғары қуатты талшықты лазерлік технология 2025 жылы жоғары көлемді, үнемді өндірістің негізі болып табылады.
Су ағынымен кесу:Бұл процесс ерекше қалың материалдар үшін (50 мм немесе 2 дюймден астам) немесе кез келген жылу енгізуге тыйым салынған материалдар үшін қолайлы шешім болып табылады. Мұндай материалдарға белгілі бір сыни аэроғарыштық қорытпалар, композиттер және тас жатады, мұнда процестің «суық кесілген» сипаты міндетті инженерлік талап болып табылады.
Техникалық салыстыру
Екі технология арасындағы нәтижелердегі негізгі айырмашылықтар олардың энергия көздеріне байланысты.
Талшықты лазер мен абразивті су ағынымен кесуді кеңейтілген техникалық салыстыру
| Ерекшелік | Абразивті су ағынымен кесу | |
| Бастапқы процесс | Жылулық (фокусталған фотон энергиясы) | Механикалық (суперсоникалық эрозия) |
| Материалдық үйлесімділік | Металдар үшін өте жақсы, органикалық заттар үшін жақсы | Әмбебапқа жақын (металдар, тас, композиттер және т.б.) |
| Болдырмау керек материалдар | ПВХ, поликарбонат, шыны талшық | Шыны шыны, кейбір сынғыш керамика |
| Жылдамдық (қалыңдығы 1 мм баспайтын болат) | Ерекше (Минутына 1000-3000 дюйм) | Баяу(10-100дюйм/минут) |
| Керф ені | Өте жақсы (≈0,1мм/ 0,004″) | Кеңірек (≈0,75мм/ 0,03″) |
| Толеранттылық | Қаттырақ (±0,05 мм/ ±0,002 дюйм) | Өте жақсы (±0,13 мм/ ±0,005 дюйм) |
| Жылу әсер ететін аймақ | Қазіргі және өте басқарылатын | Жоқ |
| Жиек конусы | Минималдыдан Жоқ | Қазіргі уақытта жиі 5 осьтік өтемақы қажет |
| Қосымша әрлеу | Қабыршақтарды тазалауды қажет етуі мүмкін | Көбінесе қайталама өңдеуді жояды |
| Техникалық қызмет көрсету фокусы | Оптика, резонатор, газды жеткізу | Жоғары қысымды сорғы, тығыздағыштар, тесіктер |
Критикалық факторларды талдау
Материалдық және қалыңдық мүмкіндіктеріs
Су ағынымен кесудің негізгі күші оның кез келген дерлік материалды өңдеу қабілеті болып табылады, бұл граниттен титаннан көбікке дейін әртүрлі субстраттарға бейімделуі керек жұмыс цехтары үшін маңызды артықшылық.
Дегенмен, өнеркәсіптік қолданбалардың көпшілігі заманауи лазерлік технология ерекше қабілетті металдар мен пластмассаларға бағытталған. Талшықты лазерлік жүйелер болат, тот баспайтын болат, алюминий, мыс және жездегі тамаша өнімділік үшін жасалған. Ұзартылған инфрақызыл толқын ұзындығы ағаш және акрил сияқты органикалық материалдармен тиімдірек сіңетін CO₂ лазерлерімен толықтырылған кезде, лазер негізіндегі жұмыс процесі өндіріс қажеттіліктерінің үлкен ауқымын жоғары жылдамдықпен қамтамасыз етеді.
Сонымен қатар, лазерлік процесс таза және құрғақ, ол қымбат өңдеуді және жоюды қажет ететін абразивті шөгінділер шығармайды.
Дәлдік, жиекті әрлеу және кемшіліктерді басқару
Дәлдік пен жиекті әрлеуді бағалау кезінде екі технология да ерекше артықшылықтарға ие және нақты ойларды талап етеді.
Лазердің негізгі күші - оның ерекше дәлдігі. Оның өте жұқа керфі және жоғары позициялық дәлдігі басқа әдістермен қол жеткізу қиын болатын күрделі өрнектерді, өткір бұрыштарды және егжей-тегжейлі белгілерді жасауға мүмкіндік береді. Дегенмен, бұл процесс шағын жылу әсер ететін аймақты (HAZ) жасайды - материал жылу энергиясымен өзгеретін тар шекара. Өндірілген бөлшектердің басым көпшілігі үшін бұл аймақ микроскопиялық болып табылады және құрылымдық тұтастыққа ешқандай қатысы жоқ.
Керісінше, су ағынының «суық кесу» процесі оның басты артықшылығы болып табылады, өйткені ол материалдың құрылымын жылу әсерінен толығымен өзгеріссіз қалдырады. Бұл HAZ алаңдаушылығын толығымен жояды. Сәйкестік - бұл кесілген жиекте, әсіресе қалыңырақ материалдарда, сәл «конустық» немесе V-тәрізді бұрыштың әлеуеті. Бұл механикалық жетіспеушілікті басқаруға болады, бірақ ол жиі мінсіз перпендикуляр жиекті қамтамасыз ету үшін күрделірек және қымбат 5 осьті кесу жүйелерін пайдалануды қажет етеді.
Жылдамдық және цикл уақыты
Лазерлік және су ағынды технологиялар арасындағы өнімділіктің негізгі айырмашылығы - процесс жылдамдығы және оның жалпы цикл уақытына әсері. Жұқа табақ металдар үшін жоғары қуатты талшықты лазер су ағынымен салыстырғанда 10-20 есе жоғары кесу жылдамдығына жетеді. Бұл артықшылық лазерлік жүйелердің жоғары кинематикасымен толықтырылады, оларда өте жоғары порталдық үдеу және кесулер арасындағы өту жылдамдығы бар. «Ұшқанда» пирсинг сияқты жетілдірілген әдістемелер өнімді емес кезеңдерді одан әрі азайтады. Жиынтық әсер күрделі кірістірілген орналасуларды өңдеуге қажетті уақытты күрт қысқартады, бұл жоғары өткізу қабілетіне және бір бөлікке арналған оңтайландырылған шығындар көрсеткіштеріне әкеледі.
Меншіктің толық құны (CAPEX, OPEX & техникалық қызмет көрсету)
Су ағыны жүйесінің бастапқы күрделі шығындары (CAPEX) төмен болуы мүмкін болса да, мұқият шығындарды талдау ұзақ мерзімді пайдалану құнына (OPEX) назар аударуы керек. Су ағыны үшін ең үлкен бір операциялық шығындар абразивті гранатты тұрақты тұтыну болып табылады. Бұл қайталанатын шығын, ультра жоғары қысымды сорғының электр энергиясына жоғары сұранысымен және саптамаларды, тығыздағыштарды және тесіктерді айтарлықтай күтіп ұстаумен бірге тез жиналады. Бұл абразивті шөгінділерді көп еңбекті қажет ететін тазалау және жоюды қарастырмас бұрын.
Заманауи талшықты лазер, керісінше, тиімділігі жоғары. Оның негізгі тұтынылатын материалдары - электр және көмекші газ. Күнделікті пайдалану шығындарының азаюы және болжамды техникалық қызмет көрсету арқылы жалпы жұмыс ортасы таза, тыныш және қауіпсіз болады.
Жетілдірілген қолданбалар мен трендтерді талқылау
Жоғары мамандандырылған жұмыс процестерінде бұл технологиялар бір-бірін толықтыра алады. Өндіруші су ағынымен Inconel-дің қалың блогын өрескел кесу үшін (термиялық кернеуді болдырмас үшін), содан кейін жоғары дәлдікпен өңдеу, мүмкіндіктерді жасау және бөлшек нөмірін ою үшін бөлшекті лазерге беруі мүмкін. Бұл күрделі өндірістегі түпкілікті мақсат әрбір нақты тапсырма үшін дұрыс құралды қолдану екенін көрсетеді.
Жоғары қуатты талшықты лазерлердің пайда болуы ландшафтты айтарлықтай өзгертті. Бұл жүйелер енді қалың материалдармен ерекше жылдамдықпен және сапамен жұмыс істей алады, бұл көптеген металдар үшін диапазондағы су ағындарына жылдамырақ және үнемді балама ұсынады - бір кездері су ағындарына ғана тән домен.
Металл, пластмасса немесе ағашты қамтитын жылдам прототиптеу үшін лазердің жылдамдығы ерекше артықшылық болып табылады. Бір түсте бірнеше дизайн нұсқалары арқылы қайталану мүмкіндігі өнімді жылдам және икемді әзірлеу цикліне мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жұмыс орнындағы ортаны практикалық тұрғыдан ескеру маңызды. Лазерлік кесу - түтін шығаруы біріктірілген, салыстырмалы түрде тыныш процесс, ал су ағынымен кесу көбінесе оқшауланған бөлмені қажет ететін және су мен абразивті шламды шамадан тыс басқаруды қажет ететін өте қатты процесс.
Қорытынды
Су ағынымен кесу материалдың сезімталдығымен немесе өте қалыңдықпен анықталған қолданбалардың белгілі бір жиынтығы үшін баға жетпес құрал болып қала бергенімен, заманауи өндірістің траекториясы лазерлік технологияның жылдамдығына, тиімділігіне және дәлдігіне қарай анық көрінеді. Талшықты лазерлік қуат, басқару жүйелері және автоматтандыру саласындағы үздіксіз жетістіктер оның мүмкіндіктерін жыл сайын кеңейтуде.
Жылдамдықты, пайдалану құнын және дәлдікті талдау жоғары көлемді өнеркәсіптік кесу қолданбаларының көпшілігі үшін лазерлік технология ең жақсы таңдау болғанын көрсетеді. Өнімділікті арттыруға, бөлшек құнын төмендетуге және таза, автоматтандырылған ортада жұмыс істеуге бағытталған бизнес үшін заманауи лазерлік кесу жүйесі бәсекеге қабілетті болашаққа арналған стратегиялық инвестиция болып табылады.
Жіберу уақыты: 30 шілде 2025 ж
