Hochleistungs-Laserschneider: Ein Zukunftstrend im Metallschneiden?

Mit dem stetigen Wachstum der Schwerindustrie hat sich die Laserschneidtechnologie vom Schneiden dünner Bleche zum Schneiden großer und dicker Bleche weiterentwickelt. Das Laserschneiden ist nun in das Hochleistungszeitalter eingetreten. Diese neue Ära erfordert eine höhere Genauigkeit, Geschwindigkeit und Dicke beim Schneiden von Metallplatten in der industriellen Fertigung. Infolgedessen ist die Leistung des Lasers [...]

Inhaltsverzeichnis

Mit dem stetigen Wachstum der Schwerindustrie hat sich die Laserschneidtechnologie vom Schneiden dünner Bleche zum Schneiden großer und dicker Bleche weiterentwickelt.

Das Laserschneiden ist jetzt in das Hochleistungszeitalter eingetreten.

Diese neue Ära verlangt von der industriellen Fertigung höhere Genauigkeit, Geschwindigkeit und Dicke beim Schneiden von Metallplatten. Infolgedessen ist die Leistung der Laserschneiden Maschinen nimmt ständig zu.

Aus industrieller Sicht sind Hochleistungs-Laserschneidmaschinen nicht nur ein natürlicher Fortschritt in ihrer Entwicklung, sondern entsprechen auch dem allgemeinen Trend in der industriellen Entwicklung.

01 Vorwort

In der Blechverarbeitung Industrie sind die Vorteile von Laserschneidmaschinen von großer Bedeutung. Ihre hohe Präzision, Geschwindigkeit und Qualität haben dazu geführt, dass sie allmählich die traditionellen Bearbeitungsmethoden ersetzen und sich als primäre Ausrüstung für das Schneiden etablieren Feinblech.

Seit dem Aufkommen der Laserschneidmaschinen hat sich die Verwendung von Faserlaserschneiden Maschinen hat die von YAG- und CO2-Maschinen übertroffen, und es hat sich ein Trend zu Hochleistungs-Laserschneidmaschinen entwickelt. Diese Hochleistungsmaschinen sind zur Norm für das Schneiden dicker Bleche und zur Steigerung der Schneideffizienz geworden.

In letzter Zeit sind Hochleistungs-Laserschneidmaschinen zu einem beliebten Thema im Bereich des Laserschneidens geworden. Viele Unternehmen haben Faserlaserschneidanlagen mit einer Leistung von über 10.000 Watt eingeführt.

In der blechverarbeitenden Industrie hat die Einführung von Hochleistungsschneidemaschinen die Dicke und Effizienz von Blechen erheblich verbessert. Zerspanung. Diese Maschinen stoßen ständig an die Grenzen der Materialschnittstärke.

In Verbindung mit den sinkenden Kosten für die Verarbeitung von Grobblechen führt dies zu einem positiven Kreislauf und treibt die Expansion der Laserschneidanwendungen.

02 Kurze Einführung der Hochleistungslaserschneidmaschine

(1) Einführung der Hochleistungsschneidemaschine

Laserschneidmaschinen können nach ihrer Leistung in drei Kategorien eingeteilt werden: niedrige Leistung, mittlere Leistung und hohe Leistung.

Laserschneidmaschinen mit geringer Leistung sind geeignet für Schneiden von rostfreiem Stahl und Kohlenstoffstahl mit einer allgemeinen Dicke.

Hochleistungslaserschneidmaschinen sind ideal zum Schneiden dicker Bleche und zur Maximierung der Schneideffizienz.

Infolgedessen werden Laserschneidmaschinen mit einer Laserleistung mit einer Leistung von 10.000 Watt oder mehr werden gemeinhin als Hochleistungslaserschneidmaschinen bezeichnet. (Siehe Abbildung 1)

Abb. 1 Laser mit hoher Leistung Schneidemaschine

(2) Spezifikationen der Faserlaserleistung

Entsprechend der unterschiedlichen Dicke der Bleche, die mit dem Laser geschnitten werden, sind die Leistungsdaten des Faserlasers, der für das Hochgeschwindigkeitsschneiden verwendet wird, unterschiedlich.Brennschneidmaschine müssen ebenfalls variieren.

Der derzeitige Trend auf dem Metallverarbeitungsmarkt zeigt, dass große, mittlere und kleine Unternehmen nach und nach auf verschiedene Spezifikationen umstellen, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1 Spezifikationen von Hochleistungs-Faserlasern

Leistung/Kw10121520253035
HinweisNormalNormalNormalSelteneSelteneSelteneSeltene

(3) Spezifikation des verwendeten Gases

Beim Betrieb einer Hochleistungs-Laserschneidmaschine ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Schnittgenauigkeit, die Geschwindigkeit und die Qualität des Schnitts erhalten bleiben. Um diese Vorteile zu erreichen, muss der verwendete Sauerstoff einen hohen Reinheitsgrad aufweisen, in der Regel 99,99%.

03 Merkmale der Hochleistungslaserschneidmaschine

3.1 Technologischer Durchbruch

(1) Hochgeschwindigkeitsschneidemaschine mit verbesserter dynamischer Leistung

Diese mit einem 10000-Watt-Faserlaser ausgestattete Werkzeugmaschine verfügt über eine neue dreieckige Strahlstruktur, die die folgenden Vorteile bietet:

① Das Gewicht wurde um 30% reduziert, was zu einer verbesserten dynamischen Leistung führt.

② Er kann eine maximale Fahrgeschwindigkeit von 200 m/min erreichen und hat eine Beschleunigung von 4G.

③ Das Gewicht des Sockels wurde um ca. 20% erhöht, um den Befestigungsmodus der Werkzeugmaschine zu ändern und die Auswirkungen einer hohen Beschleunigung auf ihre Leistung zu beseitigen.

(2) Neues Softwaresystem

Die Software und das Steuerungssystem einer Werkzeugmaschine sind das Gehirn und die Kommandozentrale der Maschine. Eine Aufrüstung der Hardware kann zusätzliche Vorteile bringen, aber der Hauptunterschied in der Maschinenleistung liegt in der Software und dem Steuersystem, die sehr unterschiedlich sein können.

(3) Es kann stabiles Schneiden mit einer Geschwindigkeit von 100M / min realisieren

① Die Reaktionszeit des kapazitiven Sensors ist dreimal schneller als die eines herkömmlichen Schneidkopfes.

② Die Geschwindigkeit der Z-Achse wurde erhöht, was zu einem reibungsloseren Non-Stop-Betrieb führt. Dies hat zu einer Steigerung von mehr als 30% in Bogenschneiden Effizienz, verbesserte Leapfrog-Funktion und verbesserte Beschleunigungsanpassungsfunktion.

③ Die Funktionen der schnellen Perforation, der präzisen Perforation und der Ferndiagnose wurden verbessert und eine intelligente Schnittstelle wurde hinzugefügt, um die Implementierung von "Industrie 4.0"-Funktionen zu erleichtern.

3.2 Merkmale des Schneidkopfes

Der Hochleistungsschneidkopf ist die Schlüsselkomponente zur Gewährleistung der Stabilität beim Dauerbetrieb mit hoher Leistung. Seine Merkmale:

① Verbesserte Abdichtung und verbessertes Kühlsystem sowie größerer Fokusbereich und hochtemperaturbeständige Linsen.

② Um das Problem der Schärfendrift, das durch die hohe Leistung der thermische Linse Der Hochleistungsschneidkopf hat eine neue Struktur für den Gasweg und ein neues Design für die Düse, wodurch sowohl die Schneidgeschwindigkeit als auch die Stabilität verbessert wurden.

3.3 Laserschneiden mit hoher Leistung

(1) Die Dicke der zu schneidenden dicken Platten nimmt zu

Der Hochleistungsschneidkopf ist die Schlüsselkomponente zur Gewährleistung der Stabilität beim Dauerbetrieb mit hoher Leistung. Seine Merkmale:

① Verbesserte Abdichtung und verbessertes Kühlsystem sowie größerer Fokusbereich und hochtemperaturbeständige Linsen.

② Um das Problem der Fokusabweichung, das durch den thermischen Linseneffekt bei längerem Einsatz verursacht wird, zu beheben, wurde der Hochleistungsschneidkopf mit einer neuen Gaspfadstruktur ausgestattet und die Düse durch ein neues Design ersetzt, wodurch sowohl die Schneidgeschwindigkeit als auch die Stabilität verbessert wurden.

Abb. 2 Werkstück zum Schneiden dicker Bleche

(2) Vervielfachung der Effizienz von dünnen Platten beim Schneiden

① Beim Schneiden von Edelstahlplatten mit einer Dicke von 3 bis 10 mm ist die Schneidgeschwindigkeit einer 10000-W-Laserschneidmaschine mehr als doppelt so hoch wie die einer 6000-W-Maschine.

② Beim Schneiden von Kohlenstoffstahl kann eine 10000-W-Laserschneidmaschine einen schnellen und hellen Oberflächenschnitt mit einer Geschwindigkeit von 18 bis 20 mm/s erzielen, was doppelt so hoch ist wie die übliche Standardschnittgeschwindigkeit.

③ Bleche aus Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von bis zu 12 mm können mit Druckluft oder Stickstoff geschnitten werden, was zu einer 6- bis 7-mal höheren Schneidleistung als bei Verwendung von Sauerstoff führt.

3.4 Merkmale der Betten

(1) Das Gerät ist mit einer hochbelastbaren mechanischen Struktur ausgestattet

Die Hochleistungsschneidmaschinen verfügen über ein Gusseisenbett, das aus einem Stück mit Flockengraphitguss gegossen wird und eine Mindestzugfestigkeit von 200 MPa aufweist. Dies führt zu erheblichen Verbesserungen bei KohlenstoffgehaltDruckfestigkeit, Schwingungsdämpfung und Verschleißfestigkeit (wie in Abbildung 3 dargestellt).

Abb. 3 Maschinenbett

(2) Merkmale des Gusseisenbetts

① Das Bett verfügt über eine hervorragende Schmierleistung, ist äußerst korrosionsbeständig und zeichnet sich durch eine bemerkenswerte Dimensionsstabilität aus, die Bearbeitungsfehler aufgrund von Bettvibrationen minimiert.

② Dies führt zu einer Verringerung der Ausrüstungsverluste während der Nutzung und zu einer Verbesserung des Stabilitätskoeffizienten um über 30%. Die Qualitätsgenauigkeit wird ebenfalls um mehr als 30% erhöht und die Lebensdauer des Bettes um über 70 Jahre verlängert.

3.5 Automatischer Düsenwechsel

(1) Manueller Düsenwechselmodus

Beim Schneiden muss die Düse je nach Dicke und Art des zu schneidenden Materials ausgetauscht werden.

In der Vergangenheit wurden die Düsen manuell ausgetauscht, was nicht nur zeitaufwändig war und wiederholte Anstrengungen der Techniker erforderte, sondern auch eine Herausforderung darstellte, um die Genauigkeit und Stabilität nach dem Austausch zu gewährleisten.

Die Suche nach einer effizienten und schnellen Methode zum Austausch der Düse bei gleichzeitiger Gewährleistung eines sicheren und präzisen Austauschs ist eine technische Herausforderung im Bereich des Laserschneidens.

(2) Automatischer Düsenwechsel

Die High-Power-Laserschneidmaschine verfügt über einen automatischen Düsenwechsel.

Er verfügt über mehrere Funktionen wie den automatischen Düsenwechsel, Laserkopf Kalibrierung und Düsenreinigung, wodurch der Bedarf an manueller Arbeit reduziert wird.

Um die Düse auszutauschen, betätigen Sie einfach den entsprechenden Befehl auf dem Touchscreen.

Zu den Vorteilen dieser Technologie des automatischen Düsenwechsels gehören:

  1. Geringere Arbeitsintensität und verbesserte Positioniergenauigkeit und Stabilität beim Düsenwechsel.
  2. Ein fortschrittliches Steuersystem, das das Düsenmodell und die Spezifikationen automatisch an das Material und die Blechdicke anpassen kann, wodurch der manuelle Austauschprozess rationalisiert und die Produktionseffizienz erhöht wird.
  3. Die vollständig geschlossene Schutzkonstruktion des automatischen Düsenwechselsystems bietet eine sichere Umgebung sowohl für die Düsenausrüstung als auch für die Bediener.

3.6 Blitzperforation und Grenzlochbildung

(1) Blitzperforation

Es bietet die Vorteile einer kurzen Perforationszeit, einer geringen thermischen Fokussierungsenergie, eines stabilen Startpunkts und der Erhaltung der Stabilität des Servosystems, was zu einer optimalen Schneidleistung führt.

Die Vorteile der Blitzperforation sind in Tabelle 2 dargestellt.

ArtikelIndexHinweis
PerforationszeitVerringert um etwa 90%Verbesserung der Verarbeitungseffizienz
Porosität der AbfälleVon etwa 10% bis etwa 0,3%Verbesserung der Werkstückintegrität
Gas und Strom sparenDie Beschädigung von Laser und Schneidkopf wird reduziertVerbessern Sie die Materialausnutzung

(2) Grenzöffnung

In der Laserschneidindustrie gilt seit langem, dass die Dicke des Blechs den Mindestdurchmesser des Schneidlochs bestimmt.

Durch den Einsatz von Hochleistungs-Laserschneidmaschinen ist es jedoch möglich, einen noch kleineren Lochdurchmesser mit einem Verhältnis von nur dem 0,15-fachen der Blechdicke zu erreichen, wie in Abbildung 4 dargestellt.

Abb. 4 Muster für das Schneiden von Mindestlöchern

04 Vorteile der Hochleistungslaserschneidmaschine

(1) Hohe Geschwindigkeit

Die Laserschneidgeschwindigkeit übersteigt 20 m/min. Die zweiachsige Verfahrgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine kann maximal 250 m/min erreichen und die Beschleunigung während des Betriebs beträgt etwa 10 g.

(2) Hohe Präzision

Eine 1 mm dicke Platte kann in etwa 500 Stücke pro Minute für ein kleines Loch mit einem Durchmesser von etwa 10 mm geschnitten werden. Der Schneidprozess führt zu einem minimalen Fehler zwischen den Löchern.

(3) Entwicklung in Richtung der dicken Platte

Die Leistung von Hochleistungs-Laserschneidmaschinen nimmt allmählich zu, und auch die Größe der dicken Bleche nimmt zu.

(4) Entwicklung zum Großformat

Der Bearbeitungsbereich der Laserschneidtechnik nimmt ebenfalls zu, und die Laserschneidtechnik hat begonnen, sich in Richtung Großformat zu entwickeln.

(5) Automatisch unbemannt

Es ist dringend erforderlich, die Technologie des automatischen und unbemannten Laserschneidens voranzutreiben.

① Die Integration der Computernetzwerktechnologie hat das Laserschneiden zu einem vollautomatischen und unbemannten Prozess gemacht.

② Die wachsende Nachfrage auf dem Markt nach dieser Technologie treibt den Bedarf an vollständiger Automatisierung beim Laserschneiden voran.

(6) Intellektualisierung

Verfolgen Sie das Tempo der intelligenten Fertigung gemäß den technischen Anforderungen von Industrie 4.0. Dieser Ansatz nutzt eine präzise grafische Erkennungstechnologie und eine benutzerfreundliche Schnittstelle für eine nahtlose Interaktion zwischen Mensch und Computer.

Die Kombination aus Laser- und Computersteuerung, numerischer Steuerungstechnik, einem optischen System, hochpräzisen automatischen Positioniereinrichtungen und integrierten Funktionen wie automatischer Entladung, einer Schneidprozessdatenbank, Ferndiagnose und Fernsteuerung ermöglichen die effiziente Bearbeitung von Massen und komplexen Teilen.

Letzte Worte

(1) Entwicklung von Hochleistungsgeräten

Das Laserschneiden gilt als ideale Methode der Schneidbearbeitung und stellt den Fortschritt der modernen Metallverarbeitungstechnologie dar. Derzeit werden Hochleistungs-Laserschneidmaschinen in Bereichen wie Hochgeschwindigkeit, hohe Präzision, Großformat, dreidimensionales Schneiden und Schneiden von Spezialmaterialien erforscht und entwickelt, um den technischen Fortschritt des Hochleistungs-Laserschneidens voranzutreiben und die steigenden Marktanforderungen zu erfüllen.

(2) Auswahl von Geräten mit hoher Leistung

Bei der Auswahl von Hochleistungs-Laserschneidanlagen müssen Unternehmen verschiedene Faktoren sorgfältig berücksichtigen: Neben der Schneidgeschwindigkeit und -genauigkeit müssen auch die Stabilität und Beständigkeit des kontinuierlichen Schneidens mit voller Leistung, die Fähigkeit der Werkzeugmaschine, die Geschwindigkeit anzupassen, die fortschrittliche Qualität der Werkzeugmaschine und die Lebensdauer der Präzision bewertet werden.

Beim Kauf von Hochleistungslaserschneidanlagen reicht es nicht aus, nur die Preise zu vergleichen. Diese Art von Ausrüstung erfordert eine hohe Investition, die ein höheres Risiko mit sich bringt.

Daher müssen Unternehmen, die in den renditestarken Markt des Laserschneidens einsteigen, die damit verbundenen Risiken erkennen und verstehen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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