Metallni Lazur Kesish Mashinasini Tanlash

Lazerli Metall Kesish Mashinalari Turlari va Ularning Qo'llanilishi

Fiber, CO ₂, va Solishtirilayotgan Gibrid Lazer Tizimlari

Zamonaviy lazerli metall kesish uchta asosiy tizimga — tolali, CO2 va giprid tizimlarga — katta qaramoqda. Tolali lazerlar alyuminiy va mis kabi yorug'likni aks ettiruvchi metallarda juda yaxshi ishlaydi, chunki ular kichik fazoda ko'p quvvat jamlaydi va nurlanishni ajoyib fokuslanishga ega (M kvadrat qiymati 1,3 dan past). 10 mm yoki undan kam qalinlikdagi varaq metallarni kesish tezligi an'anaviy CO2 lazerlariga qaraganda uch marta tezroq bo'lishi mumkin. CO2 lazerlari hali ham metallmas materiallarni kesishda va ingichka metall varaqqa batafsil naqshlar yaratishda o'z o'rnini saqlab turadi, lekin keng ko'lamli sanoat metall ishlarida ularning samaradorligi pastroq. Shu yerda giprid tizimlar qo'l keladi. Ular tolali hamda CO2 texnologiyalarini birlashtiradi va mashina sexlariga uskunani doim almashtirish shart bo'lmagan holda turli xil materiallarni qayta ishlash imkonini beradi. 2025-yilgi so'rov ma'lumotlariga ko'ra, 2034-yilgacha bo'lgan davrda giprid tizimlarning ommalashishi yiliga taxminan 6,5 foiz tezlikda o'sadi.

Lazer turi	Eng yaxshi	Quvvat foydali ishlatilishi	Material qalinligi doirasi
Ичкиси	Metallar (po'lat, alyuminiy, latun)	30-40%	0.5—25 mm
Ko 2	Nometallar, ingichka metallar	10-15%	0.5—6 mm
Hybridd	Ko'p materialli ish oqimlari	25-35%	0.5—20 mm

Fiber laser kesish mashinalari nima uchun metallni qayta ishlashda hukmronlik qilmoqda

2025-yilda yangi o'rnatilgan sanoat laseralari taxminan 78 foizini volokonno-lazerniy tizimlar tashkil etadi. Eski modellar bilan solishtirganda ularning energiya samaradorligi yaxshiroq va ta'mirlash xarajatlari kamaytirilganligini hisobga olsak, ushbu o'tish mantiqiydir. CO2 lazerlar doimiy gaz to'ldirishni talab qiladi, fiber lazerlar esa shu jihatlardan xoli bo'lgan qattiq holatli dizaynga ega. Shuningdek, ular 10,6 mikrometrli an'anaviy CO2 lazerlardan ko'ra shinlamagan metallarni kesishda ancha yaxshi bo'lgan 1,06 mikrometr to'lqin uzunligida ishlaydi. Ko'plab ishlab chiqaruvchilar an'anaviy sozlamalarda aks ettiruvchi materiallarni kesishda qiynaladi, shu sababli ham bu yaxshilanish kuniga kuncha bunday qiyinchiliklar bilan shug'ullanadigan ishlab chiqarish korxonalari uchun haqiqiy o'yin o'zgartiruvchi hisoblanadi.

Turli laser texnologiyalari uchun mos keladigan qo'llanilish sohalari

Rassomlar va kosmik muhandislar hali ham 3 mm dan qalin bo'lmagan titanning murakkab gравировка va nozik tafsilotlari kabi nozik ishlarda CO2 lazerlardan foydalanadilar. Boshqa tomondan, tolali lazerlar 1 dan 12 mm gacha bo'lgan po'tgorga asoslangan avtomashinalar korpuslarini yasashda, shuningdek, turli arxitektura metall buyumlarni ishlashda deyarli butunlay o'rin egallagan. Bu kuchli lazerlar daqiqaligi 0.05 mm ni tashkil etadi va sekundiga 100 metrga yaqin tezlikda kesish imkonini beradi. Ba'zi maxsus hollarda, masalalar murakkablashganda, giprid lazer tizimlari ishlatiladi. Ular ko'pincha akrilik oynali nerjulyuchiy po'tgordagi belgilardan tortib, turli sanoat sohalaridagi aralash materialli loyihalargacha bajariladigan ishlarda uchratiladi. Turli xil mijozlarning ehtiyojlariga ega bo'lgan ishlab chiqarish sexlari bir ishda bir nechta material bilan ishlashda ushbu giprid tizimlarni juda qimmatli hisoblaydi.

2D, 3D va truba lazer kesish mashinalari o'rtasidagi farqlar

2D tekis yotqiziladigan tizimlar 6m×2m gacha bo'lgan varrak metallarni 0.01 mm takrorlanuvchanlik bilan qayta ishlaydi. 3D robot-qo'lli kesgichlar avtomobil egzoz kollektorlari kabi murakkab geometriyani qirqish uchun mo'ljallangan, trubcha lazerlari esa silindrik materiallar (diametri 150 mm gacha) bilan ishlashga ixtisoslashgan bo'lib, ulardagi strukturaviy profilni plazma tizimlariga qaraganda 50% tezroq, yuqori sifatli qirralar (Ra ≤3.2 μm) bilan kesadi.

Materiallarning mos kelishi va lazer quvvati talablari

Rostsiz po'lat, Alyuminiy va yumshoq po'latni samarali kesish

Alyuminiy bilan ishlashda tolali lazerlar CO2 tizimlarda ko'pincha uchraydigan aks etish muammolarini hal etadigan 1064 nm to'lqin uzunligi tufayli ajralib turadi. Ruxsiz po'latni kesishda ham tolali, ham CO2 lazerlar yetarlicha yaxshi ishlaydi, lekin 5 mm gacha qalinlikdagi materiallarda tolali lazerlar odatda ±0,1 mm aniqlik bilan yaxshiroq natija beradi. Oddiy po'lat kislorodli yordamchi gaz bilan ishlatilganda eng yaxshi natijani beradi, chunki bu kesish tezligini oshiruvchi foydali ekzotermik reaktsiyalarni hosil qiladi. CO2 lazerlar 3 mm qalinlikdagi materialda daqiqasiga taxminan 20 metrgacha tezlikda juda silliq chetlarni olish imkonini beradi. Shuningdek, shaffoflik darajasi yuqori bo'lgan mis va boshqa metallar maxsus uslubda ishlov berishni talab qiladi. Bu erda nurlanishning og'ishidan va operatsiya davomida teskari akslanish tufayli vujudga keladigan zararlanish muammolarini oldini olish uchun moslashuvchan quvvatni boshqarish juda muhim ahamiyatga ega.

Lazer quvvati va uning kesish qalinligi hamda tezligiga ta'siri

Yuqori vattlik kesish imkoniyatini oshiradi:

• 2,000V : 2,5 m/daqiqada 8 mm ruxsiz po'latni kesadi
• 6,000W 1 m/daqiqada 25 mm oddiy po'latni qayta ishlaydi

Tezlik ortib ketishi to'liq bo'lmagan kesishlarga olib keladi, quvvat yetishmasligi esa issiqlik ta'siridagi zonani kengaytiradi. 12 mm alyuminiy kesishda 4000 Vt tizimi tezlikni (3,2 m/daqiq) va chet qirralar sifatini optimal tarzda muvozanatlashga imkon beradi.

Lazer quvvati va material turi asosida kesish qalinligi sig'imi

Material	2000 Vt sig'imi	6000 Vt sig'imi	Yordamchi gaz
Zanglamaydigan po'lat	8 mm	25 mm	Azot (≥20 bar)
Alyuminiy	10 mm	20 mm	Siqilgan havo
Yumshoq po'lat	12 mm	30 mm	Kislorod (15–25 bar)

2023-yilgi parametrlarni optimallashtirish o'rganishiga ko'ra, azot kislorodga nisbatan nerjulangan po'lat uchun kesish chegarasining sifatini 35% yaxshilaydi. 20 mm dan qalinroq uglerodli po'lat uchun tekislik tezligini 40% kamaytirish o'lchovlar barqarorligini saqlaydi — bu keyinchalik payvandlashdan keyin ishlov beriladigan detalarda muhim.

Lazerli metall kesish mashinalarining asosiy komponentlari va texnologiyasi

Lazer manbai, to'lqin uzunligi va nurlanish sifatining (M²) roli

Qurilma qanday lazerdan foydalanshiga qarab, uning bajarishi mumkin bo'lgan ishlari ham belgilanadi. Tolali lazerlar 1,06 mikron atrofida ishlaydigan aks etadigan metallarga juda yaxshi mos keladi. Boshqa tomondan, 10,6 mikron to'lqin uzunlikdagi CO2 lazerlari qalin metallmas materiallarni qayta ishlashda yaxshiroq natija beradi. Nur sifatini baholashda odamlar odatda M kvadrat deb ataladigan va bizga lazer nurning qanchalik jamlanishini ko'rsatadigan ko'rsatkichni ko'rib chiqadi. Bu raqam 1 ga qanchalik yaqin bo'lsa, fokuslanish paytida dog' shunchalik maydaroq bo'ladi. Hozirgi zamonaviy tolali lazerlarning aksariyati M kvadrat mezonida 1,1 dan past ko'rsatkichga ega bo'lib, hatto ideal bo'lmagan qattiq sanoat muhitida ham ±0,1 mm aniqlikni saqlay oladi.

Lazer turi	To'lqin uzunligi	Nur Sifati (M²)	Eng yaxshi
Ичкиси	1,06 μm	1.0–1.1	Ingichka metallar, aks etuvchanlar
CO2	10,6 μm	1.3–1.6	Qalin metallmaslar, plastiklar

Kesish boshqotarining funksionalligi va CNC boshqaruv tizimi

Lazer kesish boshqotamlari ushbu maqsad uchun mo'ljallangan maxsus linzalar va nozzlalar tufayli 0.1 dan 0.3 millimetrgacha bo'lgan juda maydaroq o'lchamlarga ega nurlarni fokuslashi mumkin. Yaxshi CNC tizimi harakat traektoriyasini boshqaradi hamda quvvat darajasini sozlaydi. Bu tizimlar o'qlarni juda tez harakatlantiradi, ba'zan daqiqasiga 200 metrga teng bo'lgan tezlikka erishadi, lekin hali ham aniqlikni faqat 5 mikron ichida saqlaydi. Materialda burilish qilganda, operatorlar ishlov berilayotgan buyumni yonib ketishini oldini olish va chetlar toza va tekis ko'rinishini saqlash uchun tez-tez quvvat chiqishini kamaytiradi. Hozirgi kunda aksariyat zamonaviy CNC mashinalari CAD va CAM dasturlari bilan yaxshi ishlaydi, bu esa murakkab shakllarni va komponentlarni qo'l bilan amalga oshiriladigan jarayonlarni kamaytirish orqali ancha osonroq ishlab chiqarish imkonini beradi.

Aniq kesishda yordamchi gaz tizimining ahamiyati

Kislorod, azot va ba'zan siqilgan havo kesish jarayonlarida ishlatiladigan yordamchi gazlarni qizib tushgan materialni kesish hududidan chiqarishda yordam beradi, bu esa shlakning to'planishini kamaytiradi va umumiy holda yaxshiroq chegaraga olib keladi. Oddiy po'lat bilan ishlashda kesish paytida sodir bo'ladigan eksotermik reaktsiyalar tufayli kislorod ishni tezlashtiradi, garchi bu sirtning bir qismi oksidlanishiga olib keladi. Alyuminiy va rustoyilmas po'lat kabi materiallarda tozaroq kesish uchun azot afzal ko'riladi, chunki u kesish zonasining atrofida inert atmosfera yaratadi. Ko'plab korxonalarda yaxshi natijalarga erishish uchun azot kesish 20 bar atrofida bosimda amalga oshiriladi. Ko'plab operatorlar buni yetarlicha bilmaydi, lekin nozzl dizaynining ahamiyati juda katta. Tezlik muhim bo'lganda konus shaklidagi nozzllar eng yaxshi ishlaydi, ko'ndalang dizaynlari esa qalinroq plastinkalarni yaxshiroq boshqaradi. Buni to'g'ri sozlash sozlash sharoitiga qaramay, energiya samaradorligini 10 dan 15 foizgacha oshirishi mumkin.

Ishlash, Sifat va Operatsion Samaradorlik Mezonlari

Metallarni kesishda aniqlik va takrorlanuvchanlikni baholash

Zamonaviy laserli kesgichlar 2D ishlar uchun ±0.05 mm ichida o'z o'rni aniqligiga erishadi va 10 000 ta tsikldan keyin takrorlanuvchanlik 0.03 mm dan kam bo'ladi (ASTM E2934-21). Asosiy ishlash ko'rsatkichlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Birinchi bosqichdagi chiqarilgan mahsulot darajasi (avtomobil komponentlari uchun sanoat o'rtacha: 97,2%)
• Kesish bo'yi kengligining barqarorligi (maqsad: materialga nisbatan ±5% gacha og'ish)
• Issiqlik ta'sir qilgan zona (HAZ) qalinligi (kosmik alloylar uchun muhim)

Chegaraviy sifatni saqlab, kesish tezligini maksimal darajada oshirish

Tezkorlikni va lazer quvvatini muvozanatlantirish issiqlik shaklini buzishni oldini oladi. Materialga qarab optimal sozlamalar farq qiladi:

Material	Optimal tezlik (m/daqiqa)	Maksimal Quvvat (kW)	Chegara notekisliligi (Ra)
Yumshoq po'lat	8–12	6	≤ 3,2 μm
Alyuminiy	20–25	4	≤ 4,5 μm

Adaptiv tezlik algoritmlari ISO 9013 qirralar sifati standartlariga rioya qilish bilan birga ishlash hajmini 15% ga oshiradi.

Kislorod, Azot va Havo: To'g'ri yordamchi gazni tanlash

Gazni tanlash xarajatlarga ham, sifatga ham ta'sir qiladi:

• Kislorod eksotermik reaktsiyalar orqali karbon po'lat kesish tezligini 18–22% ga oshiradi, lekin oksidlanishni keltirib chiqaradi
• Azot (≥99,95% toza) 14–16 bar bosimda nerjuyushchey po'txoyka uchun rang o'zgarishini oldini oladi
• Siqilgan havo soatiga 4,7 AQSH dollari miqdorida operatsion xarajatlarni kamaytiradi, lekin maksimal kesish qalinligini inert gazlarning qo'llab-quvvatlaydigan miqdorining 60% gacha cheklaydi

2024-yilgi lazer tizimlari foydasi tahlillariga asosan, gaz turi material va qalinlik bilan mos kelishi operatsion samaradorlikni 23% ga oshiradi.

Lazerli metall kesish mashinalari uchun xarajat tahlili va investitsiyalardan foyda olish

Lazerli metall kesish mashinalarining dastlabki xarajatlari va uzoq muddatli foydasi

Lazer kesuvchilarning narxi nima kerakligiga qarab juda ham farq qiladi. Boshlang'ich darajadagi uskunalar taxminan 40 ming dollardan boshlanadi, yuqori darajadagi sanoat tizimlari esa bir million dollardan ham oshib ketishi mumkin. Ishlatish xarajatlari jihatidan tola laseralar an'anaviy CO2 modellariga qaraganda taxminan o'ttizdan elligacha bo'lgan foizga kamroq quvvat iste'mol qiladi, bu esa oylik hisob-kitoblarni sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu uskunalar dastlabki narxlari qimmat bo'lsa ham, aksariyat kompaniyalar materiallarni tejash (ba'zan yigirma foizgacha) hamda ishchilarning ishlash samaradorligini oshirish tufayli odatda o'n sakkizdan yigirma to'rt oy ichida sarmoyasini qaytarib oladilar. Uch millimetr qalinlikdagi shpritsli po'lat bilan ishlaydigan do'konlar tola texnologiyasiga o'tganda kesish tsikllari tezligi taxminan 40% ga oshadi, ya'ni har kuni ko'proq buyumlar ishlab chiqariladi va umuman olganda sarmoya tezroq qaytariladi.

Metall Lazer Kesuvchilarning Energiya Samaradorligi va Ta'mirlash Xarajatlari

Zamonaviy 4 kW sochli lazerlar odatda har bir soatda 15 dan 20 kWhgacha energiya iste'mol qiladi, bu o'xshash CO2 tizimlari iste'mol qiladigandan taxminan ikki marta kam. Texnik xizmat ko'rsatish yiliga o'rtacha 2000 dan 4000 AQSH dollorigacha bo'lib, asosan linzalarni almashtirish va gaz sarfini boshqarish bilan bog'liq xarajatlarni qamrab oladi. Yarim dyuymli uglerodli po'lat bilan ishlashda azot yordamida kesish yiliga faqatgina gaz uchun 1200 dan 1800 AQSH dollorigacha qo'shimcha xarajatlarga olib keladi. Havo yordamiga o'tish esa shu xarajatlarni taxminan to'rtdan uchga kamaytiradi, garchi boshqa jihatlarni ham hisobga olish kerak bo'lsa ham. To'g'ri kalibrlash ham katta farq yaratadi. To'g'ri kalibrlangan uskunalar nozullarning umrini taxminan 60% ga uzaytiradi, ya'ni ish maydonida texnik xizmat ko'rsatish uchun bo'ronlar kamroq bo'ladi.

O'tkazuvchanlikni oshirish uchun avtomatlashtirish va ishlab chiqarishni integratsiya qilish

Ishlab chiqaruvchilar avtomatlashtirilgan yuklash va tushirish tizimlarini joriy etganda, odatda ularning ishlab chiqarish samaradorligi 35 dan 50 foizgacha oshadi. Bu zavodlarga kechasi yoki dam olish kunlarida xodimsiz ishlash imkonini beradi. Masalan, sonli boshqaruv tizimi (CNC) bilan boshqariladigan 6 kilovattli tolali lazer va materiallarni boshqaruvchi robotlarni olaylik. Bunday uskunalar har bir ish smenasi davomida taxminan 800 dan 1200 gacha varaq metall detallar ishlab chiqarishi mumkin. Bu an'anaviy qo'l usullari bilan erishiladigan ko'rsatkichdan taxminan uch baravar yuqori. Ushbu avtomatlashtirilgan jarayonlarga o'tgan korxonalar odatda sof foydalarining sezilarli darajada oshganini kuzatadilar. Ba'zilari umumiy foyda me'yorida taxminan 25 foizga yaqin o'sishni bildirishmoqda. Katta miqdorda ishlab chiqarishda esa mehnat xarajatlari ham keskin pasayadi, ba'zan alohida bitta detal uchun 15 sentdan kamroq bo'lishi ham mumkin.

Ko'p so'raladigan savollar

Lazerli metall kesish mashinalarining asosiy turlari qanday?

Lazerli metallni kesish mashinalarining asosiy turlari — tolali, CO ₂, va g'ibrid lazer tizimlari.

Sanoat sohasida nima uchun tolali lazerli kesish mashinalari keng tarqalgan?

Tolali lazerli mashinalar energiya samaradorligi, texnik xizmat ko'rsatish ehtiyojining kamayishi hamda aks etuvchi metallarni samarali kesish qobiliyati tufayli keng tarqalgan.

Qanday materiallar CO ₂lazerga mos keladi?

Ko ₂laserlar metallmas materiallar va ingichka metall plastinkalarni kesish uchun mos keladi.

Lazer quvvati kesish samaradorligiga qanday ta'sir qiladi?

Vattning oshishi kesish imkoniyatini va tezligini oshiradi, lekin to'liq bo'lmagan kesishlar va ortiqcha isitilgan zonalar paydo bo'lishini oldini olish uchun aniq muvozanat talab qilinadi.

Lazerli kesishda yordamchi gazlarning roli nima?

Kislorod, azot va havo kabi yordamchi gazlar qirralarning sifatini yaxshilash, sho'ringa hosil bo'lishini kamaytirish va kesish tezligiga ta'sir qilishda yordam beradi.