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激光切割機:大功率=高利潤?

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

激光光源對於激光切割係統的生產率具有決定性的影響。然而,並非僅靠激光功率就能理所當然地獲得高利潤。整個係統的完美配合同樣至關重要。

並不是所有的激光切割都千篇一律。即便在今天,當這種技術經曆了層出不窮的創新之後,相應的機器之間還是存在著顯著的差別。客戶的立場無庸置疑:他們需要能夠以最低的成本生產出高質量切割件的係統,並且該係統必須具有高度的可用性,以便在預定的最終期限內完成工作。由此在單位時間內處理盡可能多的工作,以至於在盡可能短的時間內收回對係統的投資。簡言之:激光切割係統的生產率越高,從中贏得的利潤就越多。影響激光切割係統生產率的一個重要因素是係統所采用的激光光源。在激光功率方麵,作為領先的鈑金加工整體解決方案的供應商之一,Bystronic提供從2.2千瓦直到6千瓦的激光器。當然,需要關注的不僅僅是激光功率的千瓦數,激光與整個係統的最佳配合同樣意義重大。這一點隻有當係統與激光器來自同一個供應商,並且二者密不可分地共同開發時才能得到保證。

相互影響是關鍵

最新開發的穿孔法,即可控脈衝刺穿(CPP),代表著對激光脈衝性能要求的最高水平。在加工厚度4至25毫米的板材時,CPP將切割時間縮短了一半。加工分兩個階段進行,首先預穿孔。在切割頭和板材之間保持較大的間距,以防止噴嘴和鏡頭過度汙染。之後再縮小間距完成整個穿孔。在穿孔完成之時,切割頭上的傳感器根據反射光探測到精確的位置點並生成相應的信號。然後係統立即開始切割過程。這種加工程序不僅節省時間,而且孔徑保持最小在10毫米厚的板材上孔徑僅1毫米(圖1)。另外,加工表麵幾乎看不到任何汙漬。同時,CPP大大提高了機床的加工安全。 

 

以零刺穿時間導入要求激光光源具有最大的可靠性,其必須能夠即使在要求的位置點上精確地提高和降低功率。這已經不再是一個刺穿的過程,而是一個毫無時間損失的直接切割過程,適用於厚度在8毫米以下的材料。圖2顯示了切割頭如何以一條弧線(1)行進至切割標記(2)。一旦到位,係統立即開始切割。綠色的虛線部分完全以參數表示。同時立即在輪廓線起點(3)進行實際切割參數的轉換,以便依據這些參數執行切割過程。隨後,切割頭以一條弧線行進至下一個要切割的輪廓上。與傳統的刺穿方法相比,一直使用此方法可以將工件氣割時間最多降低35%。

 

激光解決方案

CO2氣體作為激光的激活材料。因為這種激光不僅在工業應用中具有較高的輸出功率,而且還顯示出其他眾多優勢,例如:激光束質量最佳,可靠以及其他眾多優勢,例如:激光束質量佳,可靠以及設計緊湊。使用直流電(DC)以CO2氣體激活激光光源,其功率可高達5.2千瓦。新型大功率激光器卻另辟蹊徑:通過安裝在蓄有氣體的陶瓷管外麵的電極注入能量。借助這種方法,能量以從電極釋放出的高頻波的方式流動,這就是為什麽該方法被稱為高頻活化(或簡稱為HF活化)的原因。

DC活化相對於HF活化的優勢在於相應的激光光源具有更高的效率。而反過來看,使用HF活化激光器卻可以將更大的能量注入到定量氣體中。換一種說法:為了生成一定的激光功率,隻需要更少的氣體。因此,功率為6千瓦的Bylaser6000同樣能夠配合較低功率的激光光源,並顯示出非常高的機械穩定性。如果說DC活化更勝一籌。負責生成HF 能量的活化模塊是由Bystronic基於半導體技術開發出來的。這為用戶帶來雙重益處:由於這些模塊耐磨損,因此與基於電子管的其他末極放大器相比降低了運行成本。此外還節省了空間,因為無需另外的箱體來容納這些發射管。

功率必須有所回報

通常,用戶能以多種方式從Bylaser 6000增強的激光功率中獲益:刺穿時間被最小化,體現為工件切割時間更短,並且時間被最小化,體現為工件切割時間更短,並且由此實現更高的,創利的工件產量。由於一般情況下並非所有工件都必須以最大的功率生產,因此激光功率可以儲備起來,進而提高了整個係統的過程安全性。最大板厚極限被提高了,例如不鏽鋼可達25毫米,鋁材可達15毫米。這意味著以前超出用戶能力範圍的工作現在均可進行。此外,對於6毫米以上碳鋼和4毫米以上不鏽鋼的切割性能顯著提高。具體地說就是將更大的激光功率在Bystronic係統的動態極限內轉化為更高的進給率。而實際上正是提高的進給率導致工件切割時間縮短和產量增加。

但是請注意:並非激光功率高就肯定能獲得高利潤。如果係統方案不能轉換該功率,則也是與事無濟的。如果功率過於昂貴,亦無法實現更高的利潤。通常,提及Bystronic激光光源,人們想到的首先是其出色的效率,高度的可靠性,極低的耗電量以及降低到最大限度的運行成本。這些特點同樣也適用於Bylaser6000。與同類其他品牌的6千瓦激光器相比,其明顯地降低了成本。不過,這種激光器的運行成本卻仍然高於低功率的激光器,主要是由於其能量需求更高。圖3和圖4基於典型工件的毛利率,說明隻有對工件進行“恰當地”組合才能實現相應的利潤,而這種組合主要是指中、厚板材或不鏽鋼的處理。另一方麵,鈑金大供應商的數據顯示,2至6毫米鈑金的處理在工廠中最多也最為重要,超過其他所有常規鋼材(圖5)。在這種情況下,係統方案必須被賦予更大的重要性,而不是片麵地追求激光功率最大化。

 

結論:在投資一套係統的情況下定義正確的激光功率時,必須仔細檢查實際的係統應用領域。為了充分發揮係統的優勢,係統和激光光源應當來自同一個供應商。除了高度權威的谘詢服務以外,該供應商還應當能夠提供各種各樣的高品質係統和激光光源。