EN
Metal emalında effektivliyin yenidən təyin edilməsi
Metal kəsilmədə effektivlik yalnız kəsilmə sürəti deyil. metall üçün lazer kəsmə makinəsi həqiqi effektivlik üç metrikanın birləşdiyi zaman əldə olunur: yüksək istehsal həcmi (vahid zamanda istehsal olunan detallar), yüksək material istifadəsi (hər bir lövhədə satıla bilən detallar) və aşağı aşağı axın emalı (lehimləmə və ya montajdan əvvəl ikincili əməliyyatlara ehtiyac duyulmayan detallar). Dəqiqədə 40 metr kəsən, lakin hər bir detala 10 dəqiqə sürtgü tələb edən qırıntılar buraxan maşın, dəqiqədə 20 metr kəsən və lehimə hazırolduğu kənarlar yaradan maşından daha az effektivdir.
Fiber laser kəsici maşınlar sənayedə istifadəyə verildiyi andan etibarən effektivlik göstəricilərini yenidən müəyyənləşdirdi. CO₂ laser sistemləri daxil edilən elektrik enerjisinin yalnız 10–15%-ni kəsici enerjiyə çevirərkən, fiber mənbələri 30–40% çevirmə effektivliyinə nail olur. Bu fərq, eyni çıxış gücü ilə işləyən bir CO₂ sisteminin 20–30 kVt elektrik enerjisi istehlak etməsinə qarşı, 3 kVt gücündə bir fiber laserin yalnız 8–10 kVt elektrik enerjisi istehlak etməsini nəzərdə tutur. İlin ərzində 4000 saat işləmə və 0,10 ABŞ dolları/kVt·saat tarifinə əsasən, fiber sistem yalnız elektrik enerjisi xərclərində 4000–8000 ABŞ dolları qənaət edir.
Divarları möhkəmləndirmək üçün 6–12 mm polad lövhə emal edən bir gəmiqayırma təchizatçısı, plazma kəsici stolunu 3015 modeli fiber laser kəsici maşınla əvəz etdi. Plazma sistemi kəsmə zamanı meydana gələn meyllilik bucağı və dross (kəsilmə qalığı) səbəbindən paylanma əvvəl kənarların sürtgü ilə işlənməsini tələb edən detallar hazırlayırdı. Fiber laserın düzbucaqlı və drosssuz kənarları sürtgü əməliyyatını tamamilə aradan qaldırdı və beləliklə, 12 mm material üzərində kəsilmə sürəti oxşar qalmaqla ümumi emal müddətini — yəni kəsilmə və ikincili əməliyyatlar daxil olmaqla — təqribən 35% azaltdı.
Material və qalınlığa görə sürətin optimallaşdırılması
Delişmədən-kəsməyə nisbət
Hər metall üçün lazer kəsmə makinəsi əməliyyat bir delişmə ilə başlayır — kəsmə yolu başlamazdan əvvəl materialı dəlmək üçün lazer bir nöqtədə dayanır. Delişmə müddəti 1 mm yumşaq poladda 0,5 saniyədən 16 mm materialda 8–12 saniyəyə qədər dəyişir. Delişmə prosesi kəsmə uzunluğu yaratmadan köməkçi qaz və lazerin aktiv işləmə müddətini istehlak edir; bu da lazer emalının səmərəliliyini azaldan mərhələsidir.
6 mm yumşaq poladda 20 delişmə nöqtəsi olan detaldə hər bir delişmə üçün 1,5 saniyəlik vaxt tələb olunursa, 30 saniyəlik kəsməyə aid olmayan vaxt sarıflanır. Ümumi kəsmə yolu 3 metrdirsə və kəsmə sürəti 2,5 m/dəq (72 saniyəlik kəsmə vaxtı) olarsa, delişmə vaxtı siklin 29%-ni təşkil edir. Optimallaşdırılmış yerləşdirmə — yəni bir neçə detaldan ibarət ümumi kəsmə xəttinin istifadə edilməsi — ilə delişmə sayını azaltmaq kəsmə parametrlərini dəyişmədən birbaşa istehsal səmərəsini artırır.
Lazer enerjisinin davamlı çıxış əvəzinə millisekund müddətində impuls şəklində verildiyi impuls ilə delmə üsulu, davamlı delməyə nisbətən qalın materiallarda delmə müddətini 30–50% azaldır. Impuls üsulu daha dar başlanğıc dəliyi yaradır ki, bu da kəsmə üçün istifadə olunan oksigen axınına daha tez nüfuz etməyə və eksotermik reaksiyanın delmə dövrünün əvvəlində başlamasına imkan verir.
Materiala görə kəsmə sürəti
3 kW gücündə oksigen köməkçi qazı ilə yumşaq polad: 1 mm – 10–12 m/dq, 3 mm – 3–4 m/dq, 6 mm – 1,8–2,2 m/dq, 10 mm – 0,9–1,2 m/dq, 16 mm – 0,6–0,8 m/dq. Qalınlıqla birlikdə sürətin eksponent şəkildə azalması, əsasən qalın lövhələri emal edən istehsalçıların daha yüksək güclü sistemlərə müraciət etmələrini tələb edir — 6 kW-lik lazer 16 mm üçün 1,2–1,6 m/dq sürətlə kəsir ki, bu da eyni qalınlıqda 3 kW-lıq lazerin sürətinin təxminən iki qatıdır.
Azot köməkçi qazı ilə paslanmayan poladın kəsilməsi (3 kVt): 1 mm — 8–10 m/dəq, 3 mm — 2,5–3,5 m/dəq, 6 mm — 1,2–1,6 m/dəq, 8 mm — 0,7–0,9 m/dəq. Azot köməkçi qazı karbonlu poladda oksigenlə müqayisədə daha yavaş kəsmə təmin edir, çünki ekzotermik reaksiya enerji vermir — kəsmə yalnız materialı əritmək üçün lazer gücünə əsaslanır, azot isə yalnız ərimiş materialın mexaniki olaraq çıxarılmasını təmin edir.
Detalların vərəqdə yerləşdirilməsi və materialdan istifadə effektivliyi
Alqoritmik optimallaşdırma
Əməliyyatçı tərəfindən vizual olaraq detalların vərəqdə yerləşdirilməsi (manuel yerləşdirmə) 60–70% materialdan istifadə effektivliyinə nail olur. Alqoritmik optimallaşdırmadan istifadə edən avtomatlaşdırılmış yerləşdirmə proqramı saniyələr içində minlərlə yerləşdirmə variantını qiymətləndirir və 75–85% istifadə effektivliyinə nail olur. Aylıq 200 ton polad emal edən və tonu 800 ABŞ dolları olan bir emalatxanada bu 15 faizlik fərq aylıq material xərclərində təxminən 24 000 ABŞ dolları qədər qənaətə səbəb olur.
Optimizasiya hissənin orientasiyası məhdudiyyətlərini, dənə istiqaməti tələblərini, ümumi xətt kəsmə imkanlarını və istilik idarə edilməsini nəzərə alır. Uzun düz kənarları olan hissələr qonşu hissələrin kəsilmə xəttini paylaşdığı ümumi xətt kəsmədən faydalanır; bu da ümumi kəsilmə uzunluğunu azaldır və hissələr arasındakı skelet materialını aradan qaldırır.
Skelet İdarə edilməsi
Hissələrin çıxarılmasından sonra qalan qalıq lövhə — skelet — heç bir yerləşdirmə optimizasiyası ilə tamamilə aradan qaldırıla bilməyən material istifadəsi itirilərini təmsil edir. Yaxşı optimallaşdırılmış yerləşdirmələrdə skelet çəkisi orijinal lövhə çəkisinin 15–25%-ni təşkil edir. İstehsalçılar skeletin dəyərini metalların təkrar emalı yolu ilə bərpa edirlər, lakin satılan tullantı metalın orijinal materialın dəyərinin 40–60%-i qiymətində satılması nəticəsində yaranan alış-satış fərqi materialın dəyəri marjasına birbaşa təsir göstərir: istifadə effektivliyinin hər bir faiz artımı material dəyəri marjasını birbaşa artırır.
Doldurma səmərəliliyi üçün hissə dizaynı — lazım olmayan çıxıntıların qarşısının alınması, hissələrin oriyentasiyasının standartlaşdırılması, eyni qalınlıqdakı hissələrin qruplaşdırılması — heç bir proqram təminatı post-prosesi əldə edə bilməyəcəyi yaxşılaşmalar verir. Doldurmaya başlamazdan əvvəl istehsalat üçün dizayn nəzərdən keçirilməsi ən yüksək təsirli material səmərəliliyi tədbiridir.
TEZ TEZ VERİLƏN SORĞULAR
Fiber laser kəsmə nazik metalda plazma kəsməyə nisbətən nə qədər sürətlidir?
Fiber laser, yumşaq poladı 1–3 mm qalınlıqda plazmadan 3–5 dəfə daha sürətli kəsir və kənar keyfiyyəti çox daha yaxşıdır. 6–12 mm qalınlıqda sürət üstünlüyü 1,5–2 dəfəyə qədər azalır. 20 mm-dən yuxarı qalınlıqda plazma kəsmə sürəti tez-tez fiber laser kəsmə sürətini keçir, çünki plazma arxası qalın hissələrdə daha yüksək enerji ötürülmə səmərəliliyinə malikdir.
Fiber laser maşınında maksimum kəsmə sürətini nə müəyyən edir?
Lazer gücü əsas amildir — sürət materialın istilik keçiriciliyi limitinə qədər təxminən xətti şəkildə güc ilə artır. Köməkçi qazın növü və təzyiqi eriyik çıxarma sürətini təsir edir. Materialın səthi vəziyyəti şüanın udulmasını təsir edir. Rayman CNC lazer kəsici maşınları ümumi material növləri üçün sürəti optimallaşdıran parametr kitabxanalarına malikdir.
Materialın istifadəsi ümumi kəsmə dəyərini necə təsir edir?
Tipik sahəli metal emalında material dəyəri detalların ümumi dəyərinin 60–75%-ni təşkil edir — əmək haqqı, maşının amortizasiyası və sarımlı hissələr qalan hissəni təşkil edir. Material istifadəsinin 10% artırılması materialın istehlakını əvvəlki bazaya nisbətən təxminən 13% azaldır; buna görə də, detalların düzülüşünün optimallaşdırılması ən yüksək ROI-effektivlik meyarıdır.
Fiber lazer metalları kəsmək üçün sarımlı hissələrin dəyəri nə qədərdir?
Köməkçi qaz (oksigen/azot) 3–8 saata görə, qalınlığa və qaz növünə görə dəyişən ən çox istehlak olunan materialdır. Mühafizə lensləri 20–50 dollar başa gəlir və hər 200–500 saatdan sonra dəyişilməlidir. 10–30 dollar başa gələn nozullar 500–1000 saat işləyir. Ümumi istehlak materiallarının dəyəri saatda orta hesabla 5–12 dollardır.
Detalların mürəkkəbliyi lazer kəsmə səmərəliliyini necə təsir edir?
Hər əlavə delmə kəsmədən kənar vaxt əlavə edir. Daxili elementləri (dəliklər, yuvalar) çox olan mürəkkəb detallar sadə kontur kəsməsi olan detallara nisbətən daha çox delmə vaxtı tələb edir. Eyni lövhə üzərində mürəkkəb detalları sadə olanlarla birlikdə yerləşdirmək istehsal prosesində ümumi delmə-kəsmə nisbətini tarazlaşdırır.
Lazer gücünü artırmaq üçün breykbeyn nöqtəsi nədir?
3 kVt-dən 6 kVt-ə keçid 8 mm-dən yuxarı materiallarda kəsmə sürətini adətən iki dəfə artırır. İllik 2000 saat iş rejimində ən azı 6 mm qalınlıqdan yuxarı materialların 30%-dən çoxunu emal edən istehsalat müəssisələri üçün bu artım adətən güc artırma xərclərini 18–24 ay ərzində qaytarır.