Металлды лазер менен кесүү машинасын тандоо

Лазер Металл Кесүү Машиналарынын Түрлөрү жана Колдонулушу

Талка, CO ₂, жана Гибридтик Лазер Системаларынын Салыштырмасы

Модерн лазерли металл кесүү үч негизги системага негизделет: талкы, CO2 жана гибриддер. Талкы лазерлери алюминий жана мүзөө сыяктуу жарык чагылдыргыч металлдор менен иштөөдө жакшы иштейт, анткени алар кичинекей мейкиндикке көп кубат коюшат жана нурду жакшы фокустошот (M квадраттык мааниси 1,3 төмөн). 10 мм же андан азыраак калыңдыктагы барактар үчүн булар материалды CO2 лазерлерине салыштырмалуу үч эсе тез кесе алат. CO2 лазерлери учурда металл эмес материалдарды кесүү үчүн жана жылы металл барактарга деталдуу шаблондор түзүү үчүн колдонулса да, чоң көлөмдүү өнөр жайлык металл иштетүү үчүн жарашпайт. Бул жерде гибрид системалар колго келет. Булар талкы жана CO2 технологияларын бириктиреди, ошондуктан машиналык цехтордо бир нече жабдык алмаштыруу зарылчылыгынсыз ар түрдүү материалдар менен иштөө мүмкүнчүлүгүн берет. 2025-жылдагы соңку рынок анализинин баяндамаларына ылайык, 2034-жылга чейин гибрид системаларды колдонуунун жылдык өсүшү 6,5 пайызга жетет.

Лазердин түрү	Үчүн мыкты	Кубаттын эффективдүүлүгү	Материалдын калыңдыгынын диапазону
Чач	Металлдар (болот, алюминий, латунь)	30-40%	0,5—25 мм
Ко 2	Металл эмес жана жылынчы металлдар	10-15%	0,5—6 мм
Гибрид	Көп материалдуу иштеүү процесси	25-35%	0,5—20 мм

Неге Талчыктык Лазер Кесүү Машиналары Металл Иштетүүдө Басымдуулук Кылат

2025-жылы орнотулган жаңы өндүрүштүк лазер кескичтердин 78 пайызы талкык негиздеги системалар болуп келет. Алардын энергияны чыгашынын төмөндүгү жана башкараш чыгымдарынын азайышы сияктуу артыкчылыктарын караганда, бул өзгөрүү маанилүү. CO2 лазерлерине карата, алар мезгил сайын газ толтурууну талап кылбайт, талкык лазерлер катуу конструкцияга ээ жана көпчүлүк учурда кабыспай иштейт. Ошондой эле, алар 1,06 микрометрлик толкун узундугунда иштешет, бул 10,6 микрометрде иштеген CO2 лазерлеринен кыйла жакшы жаркыраган металлдарды кесет. Көптөгөн өндүрүшчүлөр трандицион орнотууларды колдонуп, чагылдыргыч материалдарды кесүүдө кыйынчылыктарга дуушар болушат, анткени бул жаңы технология күн сайын мындай кыйынчылыктар менен күрөшүп жаткан өндүрүштүк объекттер үчү чыныгы инновация болуп саналат.

Ар кандай Лазер Технологиялары Үчүн Колдонулган Колдонулуштар

Сызатчылар жана аэрокосмостук инженерлер титан бөлүктөрдүн 3 мм ден кам калган татаал гравировкалары менен жумшак деталдары үчүн дагы да CO2 лазерлерин колдонушат. Бирок, 1 менен 12 мм ортосундагы болоттан шасси жасоо үчүн автомобиль өнөржайынын баарына жакын волоконно-лазерлер ээлик кылат, ошондой эле архитектуралык металл буюмдардын ар кандай түрлөрүн чыгарууда. Бул жаман жигиттер минутасына 100 метрге жакын тездикте кесүүдө 0,05 мм ичинде тактыкка жетишет. Иштер татаалдашкан өзгөчө учурлар үчүн гибрид лазер системалары колдонулат. Алар жүзгөн өнөр жайларда акрил терезелүү нержавейкалык болоттуу белгилерден тартып, ар кандай өнөр жайлардагы аралаш материалдуу долбоорлорго чейин кеңири колдонулат. Бир задание ичинде бир нече материал менен иштөөдө ар түрдүү клиент талаптары бар жасоо цехтары үчүн бул гибриддер баалуу.

2D, 3D жана Трубалык Лазер Кесүү Машиналарынын Ортосундагы Айырмачылыктар

2D плита системалары 6м×2м чейинки түз металлды 0,01 мм тактыкта иштетет. 3D робот-кол кескичтери авто унаанын жылуулук коллекторлору сыяктуу татаал геометрияны кесет, ал эми түтүк лазерлери цилиндир материалдарга (150 мм чейинки диаметр) арналып, плазма системаларынан 50% тезирээк конструкциялык профилдерди жогорку чет сапаты менен (Ra ≤3,2 мкм) кесет.

Материалдын уюшушканчылыгы жана лазердин кубаттуулугу талаптары

Коргоо кошулмалуу болот, Алюминий жана Жумшак болотту эффективдүү кесүү

Алюминий менен иштаганда, CO2 системаларында көп кездешкен чагылдыруу көйгөйлөрүн башынан кечирүүчү 1064 нм толкун узундугуна байланыштуу волоконный лазер эң жакшы натыйжаны берет. Кырыксыз болот кесүүдө волоконный жана CO2 лазерлери да жакшы иштейт, бирок 5 ммге чейинки калыңдыктагы материалдарды кескенде, тактыгы дээрлик плюс же минус 0,1 мм болгондо, волоконный лазер натыйжада жакшыраак болот. Жумшак болотту кесүү үчүн оттек жардамчу газын колдонуу ылдамдыкты жогорулатуучу экзотермиялык реакцияларга алып келгендиктен, эң жакшы вариант болуп саналат. CO2 лазерлери 3 мм калыңдыктагы материалда минутасына 20 метрге чейинки ылдамдыкта жакшы тегиз кырлар ала алат. Бирок, мүзгүлөт жана башка жогорку чагылдыруучу металлдорго өзгөчө мамиле кылуу керек. Лучтун багытынын өзгөрүшүнө жана иштоо жүрүп жатканда кайтымдуу чагылдыруудан пайда боло турган зыянга жол бербеши үчүн, адаптивдүү кубаттын башкаруусу маанилүү болуп саналат.

Лазердин кубаты жана анын кесүү калыңдыгы менен ылдамдыгына таасири

Жогору ватт кесүү мүмкүнчүлүгүн көтөрөт:

• 2,000 Вт : 2,5 м/мин ылдамдыкта 8 мм кырыксыз болотту кесет
• 6,000W : 1 м/мин жылдамдыкта 25 мм жумшак болотту иштетет

Тым көп жылдамдык толук эмес кесүүгө алып келет, ал эми жетишсиз кубат чоң жылуулук таасир этүүчү зонаны түзөт. 12 мм алюминийди кесүүдө 4000 Вт системасы жылдамдыкты (3,2 м/мин) жана четинин сапатын оптималдуу баланста кармайт.

Лазердин кубаты жана материалдын түрүнө негизделген кесүү калыңдыгынын мүмкүнчүлүгү

Материал	2000 Вт мүмкүнчүлүгү	6000 Вт мүмкүнчүлүгү	Жардамчы газ
Сизинсиз болгон болот	8 мм	25 мм	Азот (≥20 бар)
Алюминий	10 мм	20 мм	Сыгыш куушуusu
Жумшак болот	12 мм	30 мм	Оттек (15–25 бар)

2023-жылгы параметрлерди оптималдаштыруу боюнча изилдөөнүн маалыматына ылайык, оттекке салыштырмалуу азотко негизделген кесүү нержавейкалык болоттун четинин сапатын 35% га жакшыртат. 20 мм ден ашык карбондолот үчүн берүү жылдамдыгын 40% камсыз кылуу өлчөмдүк туруктуулугун сактоого мүмкүндүк берет — бул түзөтүүнүн тилектерине тийиштүү бөлүктөр үчүн маанилүү.

Лазер металл кесүү машиналарынын негизги компоненттери жана технологиясы

Лазер булагынын, толкун узундугунун жана шооло сапатынын (M²) ролу

Машина кайсы лазерди колдонуп турганы - анын эмне кыла аларын аныктоодо чыныгы мааниге ээ. Толкун узундугу 1,06 микронго жакын болгондо, ташталган металл менен иштөө үчүн таласка лазер идеалдуу. Бирок 10,6 микрондогу CO2 лазерлер калың эмес металлдык материалдар менен иштөөнү жакшыраак камсыз кылат. Толкун сапаты тууралуу сүйлөшкөндө, адамдар көбүнчө лазер канчалык фокусталганын көрсөткөн М квадрат деп аталган нерсеге карашат. Бул сан 1ге канчалык жакын болсо, фокустоо учурунда да нукта ошончолук кичине болот. Бүгүнкү күндөгү көпчүлүк заманбап таласка лазерлер М квадрат шкаласында 1,1ден төмөнкү деңгээлде болот, бул дегени - алар идеалдуу эмес болгон катуу өнөр жай шарттарында да плюс же минус 0,1 мм тактыкты сактай алат.

Лазердин түрү	Толкун узундугу	Толкун Сапаты (М²)	Үчүн мыкты
Чач	1,06 μм	1.0–1.1	Жылмаңкы металлдар, ташталган материалдар
CO2	10,6 μм	1.3–1.6	Калың эмес металл эмес материалдар, пластиктер

Кесүү Башынын жана CNC Башкаруу Системасынын Иштеши

Лазер кесүү баштары бул максат үчүн арнайы линзалар жана носалардын аркасында 0.1–0.3 миллиметр аралыгындагы чыныгы кичине өлчөмдөрдү фокустошот. Жакшы CNC системасы кыймылдош жолдорунун баарын камтыйт, ошондой эле кубаттык деңгээлдерин да тууралайт. Бул системалар осьтерди чыныгы тез кыймылдатышат, кэде минутасына 200 метрге жетет, бирок дагы деле тактыкты 5 микронго чейин сактай алышат. Материалды бурушка операторлор иштөөчү беттин күйүп кетүүсүн жана четтердин таза жана бирдей болушун камсыз кылуу үчүн көбүнчө кубат чыгышын азайтат. Көптөгөн заманбап CNC машиналары CAD жана CAM программалары менен жакшы иштешет, анткени комплекстүү формаларды жана бөлүктөрдү көп ылдый кадамдар менен жасоо көпкө жеңилдетилген.

Ассистент Газ Системасынын Так Кесүүдөгү Мааниси

Кесүү процесстеринде колдонулган жардамчы газдар – оттек, азот жана кэзде басымдуу ауу кесилген аймактан эриген материалды чыгарып жиберет, анткенде шлак жыйналбайт жана жалпы алганда четтердин сапаты жакшы болот. Көмүртектүү болот менен иштөөдө оттек кесүү учурунда болуп турган экзотермиялык реакциялардын аркасында иш-чараны тездетет, бирок бул бетинин тотубалоосуна да кайдыктай себеп болот. Алюминий жана эритилбеген болот сыяктуу материалдарга таза кесүү үчүн азотту колдонуу карата маалым, анткени ал кесүү аймагын инерттүү атмосфера менен камсыз кылат. Көпчүлүк цехтар жакшы натыйжага жетүү үчүн бул азотту 20 бар басымда колдонушат. Көптөгөн операторлор ноулунун конструкциясынын канчалык маанилүү экенин билбейт. Тездик маанилүү болгондо конустук формадагы ноолор жакшы иштейт, ал эми коаксиалдык конструкциялар калың пластиналарды жакшыраак кабыл алат. Бул жерде туура чечим кабыл алуу иштетүү шарттарына жараша энергия эффективтүүлүгүн 10–15% көтөрүүгө мүмкүндүк берет.

Маани, Сапат жана Иштетүү Тиешелүүлүгү Көрсөткүчтөрү

Металл колдонулушунда кесүү тактыгын жана кайталануусун баалоо

Бүгүнкү күндөгү лазер кескичтери 2D иштер үчүн ±0,05 мм чегинде орундоо тактыгын камсыз кылат, ал эми 10 000 циклдан ашыкта кайталануу 0,03 мм ден ашпаган өзгөрүү менен (ASTM E2934-21). Негизги иштөө көрсөткүчтөрү төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Биринчи өтүүнүн чыгуусу (автомобиль бөлүктөрү үчүн сектордун орточо көрсөткүчү: 97,2%)
• Кесүү сызыгынын туруктуулугу (материалга ылайык: ±5% чейинки айырмачылык)
• Жылуулук таасир эткен аймактын (ЖТА) калыңдыгы (аэрокосмостук классындагы куймалар үчүн маанилүү)

Четинин сапатын төмөндөтпөстөн кесүү ылдамдыгын максималдуу кылуу

Берүү ылдамдыгын жана лазер кубатын тең салмашкара термалдык деформациядан сактанылат. Оптималдуу бекитүүлөр материалдарга жараша өзгөрөт:

Материал	Оптималдуу ылдамдык (м/мин)	Эң чоң күчү (кВт)	Четтин талаңкуулugu (Ra)
Жумшак болот	8–12	6	≤ 3,2 μм
Алюминий	20–25	4	≤ 4,5 μm

ISO 9013 четтик сапатынын стандарттарын сактап, адаптивдүү ылдамдык алгоритмдери өткөрүүчүлүгүн 15% кө көтөрөт.

Кайлануучу газ: Оксиген, Азот жана Ауа

Газды тандоо баасына да, сапатына да таасирин тийгизет:

• Кычкылтек экзотермиялык реакция аркылуу карбондук болотту кесүү ылдамдыгын 18–22% кө жогорутат, бирок оксидденүүнү пайда кылат
• Азот (≥99,95% тазалык) 14–16 барда нержавейкалык болотто боёлууну алдын алат
• Сыгыш куушуusu операциялык чыгымдарды саатына $4,7 га төмөндөтөт, бирок максималдуу кесүү калыңдыгын инерттүү газдардын мүмкүнчүлүгүнүн 60% деңгэйинде чектейт

Материал менен калыңдыкка жараша газ тибинин дал келүүсү 2024-жылкы лазер системасынын ROI талдоолору боюнча операциялык эффективдүүлүктү 23% кө жакшыртат.

Лазер менен металл кесүү машиналары үчүн чыгымдарды талдоо жана киреше табышы

Лазер менен металл кесүү машиналарынын баштапкы баасы жана узак мөөнөттүк ROI

Лазер кесүүчүлөрдүн баасы кимге керектигине жараша бир нече даражада өзгөрөт. Башталгыч деңгээлдеги машиналар төрт миң доллардан, ал эми жогорку деңгээлдеги өндүрүш системалары бир миллион доллардан ашып кетет. Иштетүү чыгымдарына келсек, татаал CO2 моделдерине салыштырмалуу волокондолуу лазерлердин энергия тийкини 30–50% аз болот, анткени ай сайынкы чыгымдар төмөндөйт. Бул машиналарга баштапкы чоң чыгым керек болсо да, материалдарды утурга коюуу (кэде 20% чейин) жана ишчилердин өнүмдүүлүгүн жакшыртуу аркалуу, көбүнчө компаниялар акыларын 18–24 ай ичинде кайтарып алат. Үч миллиметртик каршы чыдамдуу болот менен иштеген цехтор волокондолуу технологияга которулганда кесүү цикли 40% чейин ылдыйыраак болот, демек, күнүгө алынышы мүмкүн болгон деталдар саны көбөйөт жана инвестициянын тез кайтарылышы камсыздалат.

Металл үчүн лазер кесүүчүлөрдүн энергия эффективдүүлүгү жана техникалык кызмат көрсөтүү чыгымдары

Модерациялык 4 кВт талкы чыныгы лазерлердин саатына жакынча 15–20 кВт·с сарфт болот, бул окшош CO2 системалардын таштаганынан дээрлик эки эсе аз. Колдоно берилүүчү чыгым жылына $2000 менен $4000 ортосунда болуп, негизинен линзаларды алмаштыруу жана газды колдонуу менен байланыштуу. Чогулган көмүртектүү болот менен иштөөдө азотко негизделген кесүү жылына газ үчүн гана $1200–$1800 кошуп коет. Аба менен кесүүгө өтүү бул чыгымдарды үч чети менен кыскартат, бирок башка факторлор да маанилүү. Калибрлеши туура болушу чоң роль ойнойт. Дуурыстук менен калибрленген машиналарда насадкалардын иштөө мөөнөтү 60% камтыйт, демек цехта техникалык колдоно берилүү иштери үзүлүп-туюлбайт.

Өндүрүштү Автоматташтыруу жана Өнүмдүлүктү Арттыруу Үчүн Бириктирүү

Иштетүүчүлөр автоматташтырылган жүк тийиндириү жана түшүрүү системаларын киргизгенде, алардын өнүмдүүлүгү оңдоо-солго 35–50% чейин өсөт. Бул зафттарга түнкү убакытта же дүйшөмбү-жумада кызматкерлерсиз иштөө мүмкүнчүлүгүн берет. Мисалы, роботтор материалдар менен башкаруу жүргүзүп турган компьютердик сандык башкаруу системасы менен башкарылган 6 киловатттык фибралык лазерди карашсаңыз болот. Бул сызыктар бир иш сментасында 800дон 1200гө чейин металл парақ компоненттерин чыгарып алат. Бул гана эмес, бул көрсөткүччү түз ыкма менен жасалган нерсеге караганда үч эсе көп. Бул автоматташтырылган процесстарга өткөн дүкөндөр көбүнесе алардын пайдасынын белгиленген деңгээлинин күчөгөнүн көрөт. Кээ бирлери жалпысынан пайда маржинасы 25% чамасында өскөнүн билдирет. Чоң партияларды өндүрүшкөндө эмгек чыгымдары да күчтүү түрдө төмөндөйт, бээки бир деталь үчүн 15 центтен ашпаган чыгым чыгат.

ККБ

Лазер менен металл кесүү машиналарынын негизги түрлөрү кандай?

Лазер менен металл кесүү машиналарынын негизги түрлөрү — волоконный, CO ₂, жана гибриддүү лазер системалары.

Өндүрүштүк шарттарда волоконды лазер кесүү машиналары эмнеге популярдуу?

Волоконды лазер машиналары энергияны чечмелүү, техникалык кызмат көрсөтүүнүн зарилыктарынын азайышы жана жаркырагыч металлдорду эффективдүү кесүү мүмкүнчүлүгү үчүн популярдуу.

CO үчүн кандай материалдар жарайт? ₂лазерлерди жаркырагыч эмес материалдарды жана жук болбогон металл барактарды кесүү үчүн колдонууга болот.

Ко ₂лазерлерди жаркырагыч эмес материалдарды жана жук болбогон металл барактарды кесүү үчүн колдонууга болот.

Лазердин кубаттуулugu кесүү эффективдүүлүгүнө кандай таасир этет?

Ваттын жогорулашы кесүү мүмкүнчүлүгүн жана ылдамдыкты көтөрөт, бирок толугу менен кесилбеген жана ашыкча жылуулук таасири көрсөтүлгөн аймактардан качуу үчү так теп-теңдик керек.

Лазер менен кесүүдө жардамчы газдардын ролу кандай?

Кырдын сапатын жакшыртуу, шлак бирикүүсүн азайтуу жана кесүү тездигине таасир этүү үчүн оттек, азот жана ауа сыяктуу жардамчы газдар колдонулат.