Новости и события

Что такое станок для резки волоконным лазером?

Что такое станок для резки волоконным лазером? Станок для резки волоконным лазером — это станок для лазерной резки, который использует генератор волоконного лазера в качестве источника света. Станок для резки волоконным лазером — это вид оборудования, который использует для резки лазерные лучи высокой энергии, излучаемые волоконными лазерами.

Он широко используется в металлообработке, аэрокосмической промышленности, производстве электроники и других областях. Он пользуется популярностью на рынке за свою высокую эффективность, точность и гибкие возможности обработки и является одним из важных инструментов в современном промышленном производстве.

1. Знакомство с волоконным лазерным резаком

The станок для резки волоконным лазером с ЧПУ может выполнять как плоскую резку, так и косую резку, с аккуратными и гладкими краями, подходит для высокоточной резки металлических пластин и других материалов. Кроме того, механическая рука может выполнять трехмерную резку вместо оригинального импортного пятикоординатного лазера.

По сравнению с обычными станками для лазерной резки на углекислом газе он экономит больше места и расходует меньше газа, имеет высокий коэффициент фотоэлектрического преобразования, является новым энергосберегающим и экологически чистым продуктом, а также входит в число ведущих технологических продуктов в мире.

Волоконный лазер — это новый тип волоконного лазера, разработанный на международном уровне, который вырабатывает лазерный луч высокой плотности энергии, концентрирующийся на поверхности заготовки, в результате чего область, освещенная сверхтонким фокусным пятном на заготовке, мгновенно плавится и испаряется.

Автоматическая резка достигается путем перемещения положения пятна через механическую систему с ЧПУ. По сравнению с громоздкими газовыми лазерами и твердотельными лазерами газовые лазеры имеют очевидные преимущества и постепенно превратились в важных кандидатов в таких областях, как высокоточная лазерная обработка, системы LiDAR, космические технологии и лазерная медицина.

1) Принцип работы станка для резки волоконным лазером

Высокоэнергетический лазерный луч, генерируемый волоконным лазером, фокусируется на поверхности материала, благодаря чему он нагревается до точки плавления или испарения за очень короткое время, а расплавленный или испарившийся материал сдувается вспомогательным газом (таким как кислород, азот или воздух), тем самым достигая резки.

2) Основные компоненты

Волоконный лазер:

Основной компонент, обеспечивающий высокую плотность энергии лазерного луча.

Режущая головка:

Включает фокусирующую линзу, сопло и датчик, отвечающий за фокусировку лазерного луча на поверхность материала.

Система трансмиссии:

В комплект входят серводвигатель, направляющая и зубчатая рейка для обеспечения точного перемещения режущей головки.

Система управления:

Система ЧПУ используется для управления такими параметрами, как траектория резки, скорость и мощность.

Вспомогательная газовая система:

Обеспечивает подачу кислорода, азота или воздуха для облегчения процесса резки.

Система охлаждения:

Используется для охлаждения лазера и режущей головки, обеспечивая стабильную работу оборудования.

Корпус машины:

Обеспечивает устойчивую платформу обработки, обычно изготовленную из высокопрочных материалов, что обеспечивает точность обработки.

2. Основные характеристики станка для резки волоконным лазером

Что такое волоконный лазерный станок для резки? Мы можем проанализировать следующим образом:

Волоконный лазер имеет высокую электрооптическую эффективность преобразования, с эффективностью преобразования более 30%. Волоконные лазеры малой мощности не требуют охладителя и используют воздушное охлаждение, что позволяет значительно экономить электроэнергию во время работы, экономить эксплуатационные расходы и достигать наивысшей эффективности производства.

Во время работы лазеру требуется только электроэнергия, и он не генерирует дополнительный газ, что обеспечивает самые низкие затраты на эксплуатацию и обслуживание.

Волоконный лазер использует полупроводниковую модульность и избыточную конструкцию, не имеет оптических линз в резонансной полости, не требует времени на запуск и обладает такими преимуществами, как отсутствие необходимости в настройке и обслуживании, а также высокая стабильность, что снижает затраты на аксессуары и время обслуживания, что несравнимо с традиционными лазерами.

Выходная длина волны волоконного лазера составляет 1,064 микрометра, что составляет 1/10 длины волны CO2. Качество выходного луча хорошее, плотность мощности высокая, и он очень способствует поглощению металлических материалов. Он обладает превосходными возможностями резки и сварки, тем самым минимизируя затраты на обработку.

Вся машина передается через оптоволокно, без необходимости в сложных системах направления света, таких как отражатели. Оптический путь прост, структура стабильна, а внешний оптический путь не требует обслуживания.

Режущая головка оснащена защитными линзами, которые минимизируют расход ценных расходных материалов, таких как фокусирующие линзы.

Свет передается по оптическим волокнам, что значительно упрощает проектирование механических систем и облегчает их интеграцию с роботами или многомерными рабочими местами.

После добавления затвора к лазеру его можно использовать для нескольких машин. Благодаря оптоволоконному разделению его можно разделить на несколько каналов для одновременной работы, что позволяет легко и просто расширять его функции и модернизировать.

Волоконный лазер имеет небольшой объем, легкий вес, подвижное рабочее положение и небольшую занимаемую площадь.

1) Индивидуальная балка

Индивидуальная форма луча в станках для резки волоконным лазером основана на принципе, согласно которому по сравнению с традиционной лазерной резкой с использованием одного кругового лазерного луча, новый процесс резки использует сложную форму лазерного луча.

Используя уникальные фокусирующие характеристики высокомощных одномодовых волоконных лазеров, генерируются сложные формы пучка, что позволяет отделить часть общей энергии лазера, чтобы создать «замочную скважину» для лазерной сварки или резки. Оставшаяся энергия будет распределена в расплаве. До этого основной пучок использовался для создания соответствующего распределения высокого давления пара на поверхности расплавленного материала.

Это позволяет ему применять локальное давление к расплавленному материалу, вытекающему из надреза, что значительно превышает давление коаксиальной газовой инжекции, обычно используемой при лазерной резке. В результате надрез получается очень узким. Новый процесс имеет большой потенциал, так как он не создает заусенцев в большом диапазоне скоростей резки, а также может выполнять высокоскоростную резку в узкоконтурной резке, производя высококачественные разрезы

2) Быстрое прототипирование

Технология быстрого прототипирования в станках для резки волоконным лазером — это общее название технологии прямого производства образцов или деталей на основе моделей САПР. Она объединяет современные технологические достижения, такие как технологии САПР, технологии ЧПУ, лазерные технологии и технологии материалов, и является важным компонентом передовой производственной технологии.

Он может автоматически, напрямую, быстро и точно материализовать конструкторские идеи в прототипы или непосредственно изготовленные детали с определенными функциями на основе моделей САПР (электронных моделей), генерируя практически любой сложный компонент без использования форм и инструментов, решая проблему быстрой стыковки от проектирования до производства.

Таким образом, данная технология позволяет быстро оценивать и изменять конструкцию продукта, эффективно сокращать цикл разработки продукта, снижать затраты на разработку, соответствовать требованиям современного жестко конкурентного рынка к быстрой разработке и производству новых продуктов, а также повышать рыночную конкурентоспособность продуктов и комплексную конкурентоспособность предприятий.

3) Водяное охлаждение

В качестве вспомогательного охлаждающего оборудования для станков для лазерной резки волоконно-оптического типа, охладитель обеспечивает нормальную работу станка для лазерной резки волоконно-оптического типа при постоянной температуре. Специальный охладитель для станка для лазерной резки волоконно-оптического типа относится к промышленным охладителям холодильного типа, которые имеют два рабочих режима: постоянная температура и интеллектуальная регулировка температуры с точностью регулирования температуры ± 0,3 ℃.

Богатая конфигурация, включающая переключатели входного и выходного оборудования управления, расширенные функции, такие как поток охлаждающей воды и сигнализация высокой и низкой температуры, стабильная и долговечная работа, а также особые выдающиеся показатели энергосбережения и защиты окружающей среды.

Технические параметры:

Полностью автоматическое интеллектуальное управление температурой в одном месте: пользователи могут автоматически переключаться на соответствующую температуру управления, не меняя ее в разных условиях.

CW-6100AT: может применяться для охлаждения одного волоконного лазера мощностью 300–1000 Вт.

Оснащен нагревателем и конфигурацией качества очищенной воды.

3. Каковы преимущества станка для резки волоконным лазером?

Основные характеристики

Эффективное преобразование энергии:

Эффективность электрооптического преобразования волоконных лазеров достигает уровня 30%, что более энергоэффективно, чем у традиционных CO₂-лазеров.

Высокая точность:

Лазерный луч имеет небольшой диаметр после фокусировки, узкую щель и точность резки ±0,1 мм.

Высокоскоростная резка:

Особенно подходит для быстрой обработки тонких листовых металлов, скорость резки выше, чем при традиционных методах.

Низкие затраты на обслуживание:

Волоконные лазеры не требуют технического обслуживания, имеют длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы.

Высокая приспособляемость материала:

Может резать различные металлические материалы, такие как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевый сплав, медь и т. д.

Охрана окружающей среды:

Отсутствие шума и загрязнения во время обработки, что соответствует требованиям экологичного производства.

Преимущества станка для резки волоконным лазером по сравнению со станком для резки CO2-лазером

Превосходное качество луча: меньшее пятно фокусировки, более четкие линии реза, более высокая эффективность работы и лучшее качество обработки.
Чрезвычайно высокая скорость резки: вдвое больше, чем у станков с CO2-лазером той же мощности.
Чрезвычайная стабильность: используются импортные волоконные лазеры мирового класса со стабильной производительностью и сроком службы ключевых компонентов до 100000 часов.
Чрезвычайно высокая эффективность электрооптического преобразования: эффективность фотоэлектрического преобразования станка для резки волоконным лазером составляет около 30%, что в три раза выше, чем у станка для резки CO2-лазером, энергосберегающая и экологически чистая.
Чрезвычайно низкие эксплуатационные расходы: энергопотребление всей машины составляет всего 20–301 трлн. тонн по сравнению с аналогичными станками для резки с использованием CO2-лазера.
Чрезвычайно низкие затраты на обслуживание: нет рабочего газа лазера. Волоконно-оптическая передача без необходимости в отражающих линзах. Может сэкономить много затрат на обслуживание.
Простота эксплуатации и обслуживания изделия: передача сигнала по оптоволокну, нет необходимости в настройке оптического пути.
Сверхсильный гибкий световодный эффект: компактный размер, компактная структура, легко удовлетворяет требованиям гибкой обработки.

Конечно, по сравнению с режущими машинами на основе углекислого лазера, диапазон резки оптоволокна относительно узок. Из-за длины волны он может резать только металлические материалы и не легко поглощается неметаллами, что влияет на его диапазон резки.

Преимущества по сравнению с лазерными резаками YAG

Скорость резки: Скорость резки волоконным лазером в 4-5 раз выше, чем у YAG, что подходит для крупномасштабной обработки и производства.
Стоимость эксплуатации: стоимость эксплуатации станка для резки волоконным лазером ниже, чем стоимость резки сплошным лазером YAG.
Эффективность оптоэлектронного преобразования: Эффективность фотоэлектрического преобразования волоконного лазерного режущего станка примерно в 10 раз выше, чем у YAG.

Цена соответствующих волоконных лазеров относительно высока, поэтому цена станков для резки волоконным лазером намного выше, чем у станков для резки YAG-лазером, но намного ниже, чем у станков для резки углекислым лазером. Но его экономическая эффективность действительно самая высокая среди трех.

4. Каковы недостатки станка для резки волоконным лазером?

Хотя станки для резки волоконным лазером имеют множество преимуществ при обработке металла, они также имеют некоторые недостатки и ограничения, которые в основном отражаются в следующих аспектах:

1) Высокая стоимость оборудования

Первоначальная стоимость приобретения станков для резки волоконным лазером высока, особенно если речь идет о высокомощном оборудовании.

Для малых и средних предприятий окупаемость инвестиционных затрат может занять длительное время.

2) Проблемы резки материалов с высокой отражающей способностью

При резке материалов с высокой отражающей способностью (таких как медь, алюминий, серебро, золото и т. д.) лазер может частично отражаться, что снижает эффективность резки. Для уменьшения ущерба оборудованию, вызванного отражением лазера, требуются специальные процессы или конфигурации (например, антиотражающие устройства).

В этом случае профессиональные производители порекомендуют вам использовать высококачественная стригальная машина.

3) Ограниченная возможность резки толстых пластин

Станки для резки волоконным лазером хорошо работают на тонких пластинах и пластинах средней толщины (обычно менее 25 мм), но для более толстых металлических пластин скорость и качество резки могут быть не такими хорошими, как при плазменной или водоструйной резке. Для резки толстых пластин требуются лазеры большей мощности, что еще больше увеличивает затраты.

4) Высокие требования к среде обработки

Для обеспечения нормальной работы оборудования необходимы стабильное электропитание и система охлаждения. Необходимо поддерживать чистоту рабочей среды, чтобы избежать воздействия пыли и масла на оптическую систему.

5) Расходы на техническое обслуживание и расходные материалы

Хотя сам волоконный лазер имеет низкие требования к обслуживанию, другие компоненты (такие как режущие головки, линзы и сопла) по-прежнему нуждаются в регулярном обслуживании и замене. Потребление вспомогательных газов (таких как азот, кислород) также увеличит эксплуатационные расходы, особенно при резке в течение длительного времени и с высокой интенсивностью.

6) Эксплуатационные и технические пороги

Эксплуатация требует квалифицированных специалистов, особенно для программирования и настройки параметров сложных деталей. Неправильная эксплуатация может привести к снижению качества резки или повреждению оборудования.

7) Материальные ограничения

Ограниченные возможности обработки неметаллических материалов, таких как дерево, стекло или некоторые виды пластика, обычно требуют других типов лазерного режущего оборудования (например, станков для лазерной резки CO₂). Некоторые покрытия или композитные материалы могут оказывать неблагоприятное воздействие на результаты резки.

8) Зависимость точности обработки от устойчивости станка

Точность резки во многом зависит от структурной устойчивости и точности движения станка. Если станок плохого качества или изнашивается после длительного использования, это повлияет на точность обработки.

9) Сложная первоначальная настройка и отладка

Для сложных деталей или специфических материалов параметры необходимо настраивать несколько раз, чтобы получить наилучший эффект резки. Неправильная настройка параметров может привести к нестабильному качеству резки.

Несмотря на эти недостатки, машины для резки волоконным лазером по-прежнему являются незаменимыми инструментами во многих отраслях промышленности благодаря своей высокой эффективности и точности. Потенциальные недостатки можно преодолеть путем выбора высококачественного оборудования, оптимизации параметров процесса, усиления технического обслуживания и обучения операторов.

Первоначальная стоимость оборудования высока. При резке материалов с высокой отражательной способностью (например, меди и алюминия) может потребоваться специальная конфигурация.

5. Ключевые факторы выбора станка для резки волоконным лазером

- Власть

Выберите подходящую мощность лазера в зависимости от типа и толщины материала.

– Размер обработки

Выберите стол станка, соответствующий размеру заготовки.

– Бренд и сервис

Выбирайте бренд с передовыми технологиями и безупречным послепродажным обслуживанием.

– Вспомогательные функции

Такие функции, как автоматическая загрузка и выгрузка, резка труб и т. д., могут повысить эффективность производства.

6. Заключение

Что такое волоконно-лазерный станок для резки? Ответ следующий. Волоконно-лазерный станок для резки — это технологическая революция в обработке листового металла и «обрабатывающий центр» в обработке листового металла. Лазерные станки для резки обладают высоким уровнем гибкости, высокой скоростью резки, высокой эффективностью потребления и короткими циклами потребления продукции, что завоевало широкий рынок для клиентов.

Волоконный лазерный станок для резки не имеет силы резания и не деформируется во время обработки. Нет износа инструмента, хорошее соответствие данным. Будь то простая или сложная деталь, ее можно точно и быстро сформировать и вырезать лазером за один проход. Его узкий режущий шов, хорошее качество резки, высокий уровень автоматизации, простота в эксплуатации, низкая трудоемкость и отсутствие загрязнения. Он может выполнять автоматическую раскладку и вложение резки, улучшая скорость применения данных, снижая затраты на потребление и повышая экономическую эффективность. Эффективный срок службы этой технологии долгий.

В настоящее время в зарубежных странах в основном используются машины для резки волоконным лазером листового металла толщиной более 2 мм. Многие зарубежные эксперты анализируют, что следующие 30-40 лет являются золотым периодом для расширения технологий лазерной обработки (что является направлением расширения обработки листового металла).

Другая информация о резке волоконным лазером: