Лазер хайчлах ба усан тийрэлтэт зүсэлт: Хоёр гайхалтай технологи хосолсон уу?Эсвэл тэд дангаараа ажиллахдаа хамгийн шилдэг нь юу? Үргэлжийн нэгэн адил хариулт нь цехийн давхарт ямар ажил хийдэг, ямар материалыг ихэвчлэн зохицуулдаг, операторуудын ур чадвар, эцэст нь байгаа тоног төхөөрөмжийн төсөв.
Систем тус бүрийн томоохон нийлүүлэгчдийн дунд явуулсан судалгаагаар усны тийрэлтэт онгоц нь лазераас хямд бөгөөд зүсэх материалын хувьд илүү уян хатан байдаг гэсэн товч хариултыг өгч байна. Хөөсөөс эхлээд хоол хүнс хүртэл усны тийрэлтэт онгоцууд нь ер бусын уян хатан чанарыг харуулдаг. Нөгөө талаар гар, лазер нь 1 инч (25.4 мм) зузаантай их хэмжээний нимгэн металл үйлдвэрлэхэд хосгүй хурд, нарийвчлалыг санал болгодог.
Үйл ажиллагааны зардлын хувьд усны тийрэлтэт систем нь зүлгүүрийн материал хэрэглэдэг бөгөөд насосны өөрчлөлтийг шаарддаг. Шилэн лазерууд нь анхны өртөг өндөртэй боловч хуучин CO2 үеэлүүдийнхээс бага ашиглалтын зардал;Тэд бас операторын сургалтыг илүү ихээр шаардаж магадгүй (хэдийгээр орчин үеийн хяналтын интерфейс нь сургалтын муруйг богиносгодог ч). Одоогийн байдлаар хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг усны урсгалтай зүлгүүр нь анар юм. Ховор тохиолдолд хөнгөн цагаан исэл зэрэг илүү зүлгүүрийн бодис хэрэглэх үед холих хоолой болон цорго илүү элэгдэлд ордог. .Анартай усны тийрэлтэт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг 125 цагийн турш зүсэж болно;хөнгөн цагааны исэлтэй бол тэдгээр нь ердөө 30 цаг орчим үргэлжилнэ.
Эцсийн дүндээ энэ хоёр технологийг бие биенээ нөхдөг гэж үзэх ёстой гэж Калифорниа мужийн Буена Парк дахь Amada America Inc-ийн лазерын хэлтсийн бүтээгдэхүүний менежер Дастин Дийл хэлэв.
"Үйлчлүүлэгчид хоёр технологитой бол тендерт оролцохдоо уян хатан байдаг" гэж Дийл тайлбарлав. "Тэд эдгээр хоёр өөр, гэхдээ ижил төстэй хэрэгсэлтэй бөгөөд бүх төслийн тендерт оролцох боломжтой тул ямар ч төрлийн ажилд тендер зарлаж болно."
Жишээ нь, хоёр системтэй Амадагийн үйлчлүүлэгч лазер дээр хоосон зайг хийдэг. "Хэвлэх тоормосны яг хажууд халуунд тэсвэртэй тусгаарлагчийг усны тийрэлтэт зүсдэг" гэж Дихл хэлэв. Үүнийг дахин хийгээд захлах эсвэл битүүмжлэх ажлыг хийнэ.Энэ бол цэвэрхэн жижиг угсралтын шугам юм."
Бусад тохиолдолд дэлгүүрүүд лазер хайчлах систем худалдаж авахыг хүсч байгаа ч зардлаа зөвтгөхийн тулд их ажил хийнэ гэж бодоогүй гэж Дихл үргэлжлүүлэв. "Хэрэв та зуун эд анги хийж байгаа бол бүхэл бүтэн хэсэг хэрэгтэй болно. Өдөр нь бид тэднийг лазераар харах болно.Бид хуудасны өнгөлгөөг хэдэн цагийн дотор хийхээс хэдхэн минутын дотор хийх боломжтой."
OMAX Corp. Kent-ийн хэрэглээний мэргэжилтэн Тим Холкомб 14 орчим лазер, усны тийрэлтэт төхөөрөмж бүхий дэлгүүр ажиллуулдаг бөгөөд олон жилийн өмнө лазер, усны тийрэлтэт болон утсан EDM ашигладаг компанид харсан зургийг харснаа дурсав.Зурагт хуудас нь машины төрөл бүрийн тэсвэрлэх чадвартай хамгийн сайн материал, зузааныг харуулсан байдаг - усны тийрэлтэт онгоцны жагсаалт бусдаас доогуур байдаг.
Эцэст нь, "Би лазерууд усны тийрэлтэт ертөнцөд өрсөлдөхийг хичээж байгааг харж байна, мөн тэд өөр өөрийн талбайн гадна ялалт байгуулахгүй байна" гэж Холкомб тайлбарлав. Тэрээр мөн усны тийрэлтэт төхөөрөмж нь хүйтэн зүсэх систем учраас "бид үүнийг хийж чадна" гэж тайлбарлав. Бидэнд халуунд өртсөн бүс (HAZ) байхгүй тул илүү их эмнэлгийн болон хамгаалалтын хэрэглээний давуу талыг ашиглаарай - бид микрожетын технологи юм.Minijet цорго ба микрожет огтлох "Энэ нь бидний хувьд үнэхээр ашигтай болсон."
Зөөлөн хар ган хайчлахад лазерууд давамгайлж байгаа ч усан тийрэлтэт технологи нь "машины хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн жинхэнэ Швейцарийн армийн хутга" гэж Вашингтоны Кент дэх Flow International Corp.-ын маркетинг, бүтээгдэхүүний удирдлагын дэд ерөнхийлөгч Тим Фабиан баталж байна. Shape-ийн гишүүн. Технологийн групп.Түүний үйлчлүүлэгчид нь Жо Гиббс Расинг юм.
"Хэрэв та бодож байгаа бол Жо Гиббс Расинг гэх мэт уралдааны машин үйлдвэрлэгч лазер машин ашиглах боломж бага байдаг, учир нь тэд ихэвчлэн титан, хөнгөн цагаан, нүүрстөрөгч зэрэг олон төрлийн материалаас цөөн тооны эд ангиудыг огтолдог" гэж Фабиан замыг тайлбарлав. Тэдний бидэнд тайлбарласан хэрэгцээний нэг нь тэдний хэрэглэж буй машин нь програмчлахад маш хялбар байх ёстой байв.Заримдаа оператор ¼” [6.35 мм] хөнгөн цагаанаар эд анги хийж, уралдааны машинд суурилуулж болох боловч дараа нь уг хэсгийг титанаар хийсэн, илүү зузаан карбон файбер хуудас эсвэл нимгэн хөнгөн цагаанаар хийсэн байх ёстой гэж шийддэг. ”
Уламжлалт CNC боловсруулах төв дээр тэрээр үргэлжлүүлэн "эдгээр өөрчлөлтүүд маш их байна."Араагаа материалаас материал болгон, эд ангиас хэсэг болгон өөрчлөхийг оролдох нь таслагчийн толгой, булны хурд, тэжээлийн хурд, хөтөлбөрийг өөрчлөх гэсэн үг юм.
"Тэд биднийг усны тийрэлтэт урсгалыг ашиглахад түлхэц өгсөн нэг зүйл бол ашигласан янз бүрийн материалуудын номын сан үүсгэх явдал байсан тул хулганаар хоёр товшилт хийж, ¼" хөнгөн цагаанаас ½ болгон солих л үлдлээ." [12.7 мм] карбон файбер "гэж Фабиан үргэлжлүүлэв. "Дахин нэг товшилтоор тэд ½" карбон файбераас 1/8" [3.18 мм] титан болж хувирдаг."Жо Гиббс Расинг нь "маш олон чамин хайлш, ердийн үйлчлүүлэгчид ашигладаггүй зүйлсийг ашигладаг.Тиймээс бид эдгээр дэвшилтэт материалаар номын сан байгуулахын тулд тэдэнтэй хамтран ажиллахад маш их цаг зарцуулсан.Манай мэдээллийн санд хэдэн зуун материал байгаа тул үйлчлүүлэгчид өөрсдийн өвөрмөц материалдаа нэмж, энэ мэдээллийн санг цаашид өргөжүүлэхэд хялбар процесс байдаг.”
Flow усан онгоцны өөр нэг өндөр зэрэглэлийн хэрэглэгч бол Илон Маскийн SpaceX юм. "Бид SpaceX-т пуужингийн хөлөг онгоцны эд анги үйлдвэрлэх цөөнгүй машинтай" гэж Фабиан хэлэв. Өөр нэг сансрын хайгуулын үйлдвэрлэгч Blue Origin ч мөн Flow машиныг ашигладаг."Тэд юу ч хийхгүй 10,000;Тэд нэгийг нь тав, дөрөвийг нь хийж байна."
Ердийн дэлгүүрийн хувьд "Та ямар ч ажилтай, танд 5000 ¼" гангаар хийсэн зүйл хэрэгтэй бол лазерыг цохиход хэцүү байх болно" гэж Фабиан онцолжээ."Гэхдээ танд хоёр ган эд анги, гурван хөнгөн цагаан эд анги, үйлдвэрлэсэн эд анги эсвэл дөрвөн нейлон эд анги хэрэгтэй бол та усны урсгалын оронд лазер ашиглахыг бодохгүй байх магадлалтай. Усны тийрэлтэт тусгалын тусламжтайгаар та нимгэн гангаас 6" хүртэлх ямар ч материалыг огтолж болно. 8" [15.24-аас 20.32 см] хүртэл зузаантай металл.
Трампф нь лазер болон машин хэрэгслийн салбараараа лазер болон ердийн CNC-д тодорхой байр суурь эзэлдэг.
Усны тийрэлтэт ба лазер нь давхцах хамгийн өндөр магадлалтай (металл зузаан нь 25.4 мм-ээс илүү) нарийхан цонхонд усны урсгал нь хурц ирмэгийг хадгалдаг.
"1.5 инч [38.1 мм] ба түүнээс дээш зузаантай маш зузаан металлын хувьд усны тийрэлтэт төхөөрөмж нь танд илүү сайн чанарыг өгөхөөс гадна лазер нь металыг боловсруулах боломжгүй байж магадгүй" гэж Лазерын технологи, борлуулалтын менежер Бретт Томпсон хэлэв. Зөвлөгөө өгөх .Үүний дараа ялгаа нь тодорхой байна: металл бус металлыг усан онгоцоор боловсруулах боломжтой бол 1″ зузаан эсвэл нимгэн ямар ч металлын хувьд лазер нь ямар ч төвөгтэй зүйл биш юм. ба/эсвэл илүү хатуу материал, жишээлбэл, хөнгөн цагаантай харьцуулахад зэвэрдэггүй ган.
Хэсгийн өнгөлгөөний хувьд, ялангуяа ирмэгийн чанар нь материал нь зузаан болж, дулааны оролт нь хүчин зүйл болдог тул усны урсгал дахин давуу талтай болно.
Томпсон "Усны тийрэлтэт онгоц давуу талтай байж магадгүй" гэж Томпсон хүлээн зөвшөөрөв. "Зузаан ба материалын хүрээ нь дулааны нөлөөлөлд өртсөн жижиг бүстэй лазераас давсан байна.Хэдийгээр процесс нь лазераас удаан боловч усны урсгал нь захын сайн чанарыг байнга хангадаг.Та мөн усны урсгалыг ашиглахдаа маш сайн дөрвөлжин хэлбэртэй байх хандлагатай байдаг - тэр ч байтугай инчээр зузаантай, огт булгардаггүй."
Томпсон өргөтгөсөн үйлдвэрлэлийн шугамд нэгтгэх үүднээс автоматжуулалтын давуу тал нь лазер юм гэж нэмж хэлэв.
"Лазерын тусламжтайгаар бүрэн нэгтгэх боломжтой: нэг талдаа материалыг ачаалж, нөгөө талаас нь зүсэх, гулзайлгах нэгдсэн системийн гаралт, та эцсийн зүсэлт, нугалж авах боломжтой.Энэ тохиолдолд усны тийрэлтэт онгоц нь материалын менежментийн сайн системтэй байсан ч гэсэн тааруухан сонголт байж магадгүй, учир нь эд ангиуд нь хамаагүй удаан таслагдах тул та устай харьцах нь ойлгомжтой."
Томпсон хэлэхдээ, лазерыг ажиллуулах, засвар үйлчилгээ хийхэд бага зардал гардаг, учир нь "хэрэглээний материалууд, ялангуяа шилэн лазерууд харьцангуй хязгаарлагдмал байдаг."Гэсэн хэдий ч "машины бага чадал, харьцангуй энгийн байдлаас шалтгаалан усан онгоцны нийт шууд бус зардал бага байх магадлалтай.Энэ нь хоёр төхөөрөмжийг хэр сайн зохион бүтээж, засвар үйлчилгээ хийхээс хамаарна."
Тэрээр 1990-ээд онд OMAX-ын Холкомб дэлгүүр ажиллуулж байх үед “Миний ширээн дээр ямар нэгэн эд анги юм уу зураг төсөл байх бүрд “Би үүнийг лазераар хийж болох уу?” гэж боддог байсан” гэж дурсдаг. усны тийрэлтэт зориулалтын илүү олон төслүүдийг олж авах. Эдгээр нь зузаан материал, зарим төрлийн эд ангиуд тул лазерын халуунд өртсөн бүсээс болж бид маш нягт булан руу орж чадахгүй;Энэ нь булангаас үлээдэг тул бид усны тийрэлтэт онгоц руу бөхийх болно - тэр ч байтугай лазерууд ихэвчлэн хийдэг зүйл ч гэсэн материалын зузаантай адил юм."
Лазер дээр нэг хуудас илүү хурдан байдаг бол дөрвөн давхаргаар давхарласан хуудаснууд усны урсгал дээр илүү хурдан байдаг.
"Хэрэв би 1/4" [6,35 мм] хэмжээтэй зөөлөн гангаас 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 мм] тойрог зүсэх байсан бол хурд, нарийвчлалын улмаас лазерыг илүүд үзэх байсан байх.Төгсгөл – хажуугийн зүсэлт – Контур нь шил шиг өнгөлөг, маш гөлгөр байх болно.”
Гэхдээ лазерыг ийм нарийвчлалтай ажиллуулахын тулд тэрээр "Та давтамж, хүч чадлын чиглэлээр мэргэшсэн байх ёстой.Бид үүнийг маш сайн хийдэг, гэхдээ та үүнийг маш чанга залгах хэрэгтэй;усны тийрэлтэт онгоцоор, анх удаа, Эхлээд оролдоорой.Одоо манай бүх машинууд CAD системтэй. Би эд ангиудыг машин дээр шууд загварчилж чадна.”Энэ нь прототип хийхэд маш сайн гэж тэр нэмж хэлэв. "Би усны урсгал дээр шууд программчилж, материалын зузаан болон тохиргоог өөрчлөхөд хялбар болгодог."Ажлын тохиргоо болон шилжилтийг “харьцуулах боломжтой;Лазертай тун төстэй усны тийрэлтэт онгоцуудын шилжилтийг би харсан."
Одоо жижиг ажил, прототип хийх эсвэл боловсролын зориулалтаар ашиглах, тэр ч байтугай хобби дэлгүүр эсвэл гаражид зориулсан OMAX-ийн ProtoMAX нь нүүлгэн шилжүүлэхэд хялбар насос болон кастер ширээ дагалддаг. Ажлын материалыг чимээгүй зүсэхийн тулд усан дор оруулдаг.
Засвар үйлчилгээний талаар Холкомб хэлэхдээ, "Би ихэвчлэн нэг эсвэл хоёр өдрийн дотор хэн нэгнийг усан онгоцоор сургаж, талбай руу маш хурдан илгээдэг."
OMAX-ын EnduroMAX шахуургууд нь усны хэрэглээг багасгаж, хурдан сэргээн босгох боломжийг олгох зорилготой юм. Одоогийн хувилбар нь гурван динамик битүүмжлэлтэй. "Би хүмүүст зөвхөн минийх биш аливаа насосыг арчлахдаа болгоомжтой байхыг хэлдэг.Энэ бол өндөр даралтын шахуурга учраас цаг заваа гаргаж, зохих бэлтгэлээ хийлгээрэй."
"Усны тийрэлтэт онгоц нь хоосон зайлах, үйлдвэрлэхэд маш том алхам бөгөөд магадгүй таны дараагийн алхам лазер байх болно" гэж тэр санал болгож байна. "Энэ нь хүмүүст эд ангиудыг огтлох боломжийг олгодог.Мөн хэвлэлийн тоормос нь нэлээд боломжийн үнэтэй тул тэдгээрийг зүсэж, нугалж болно.Үйлдвэрлэлийн орчинд та лазер ашиглах хандлагатай байж магадгүй юм."
Шилэн лазер нь ган бус (зэс, гууль, титан) зүсэх уян хатан чанарыг санал болгодог бол усны тийрэлтэт төхөөрөмж нь ХАЗ байхгүйн улмаас жийргэвчний материал, хуванцарыг огтолж чаддаг.
Одоогийн үеийн шилэн лазер хайчлах системийг ажиллуулах нь "одоо маш ойлгомжтой бөгөөд үйлдвэрлэлийн байршлыг програмаар тодорхойлж болно" гэж Дийл хэлэв. "Оператор зүгээр л бэлдэцийг ачаалж, эхлэлийг нь дардаг.Би дэлгүүрийн хүн бөгөөд CO2-ийн эрин үед оптикууд хуучирч муудаж, чанар нь муудаж, хэрэв та эдгээр асуудлыг оношилж чадвал таныг Маш сайн оператор гэж тооцдог.Өнөөгийн шилэн системүүд нь жигнэмэг таслагч, тэдгээрт хэрэглээний материал байхгүй тул тэдгээрийг асаах эсвэл унтраах боломжтой - хэсгүүдийг огтлох эсвэл огтлохгүй.Үүнд чадварлаг операторын шаардлага бага зэрэг шаардагдана.Усны тийрэлтэт онгоцноос лазер руу шилжих нь гөлгөр бөгөөд хялбар байх болно гэж би бодож байна."
Diehl-ийн тооцоолсноор ердийн шилэн лазер систем нь зүлгүүрийн хэрэглээ (жишээ нь, анар) болон төлөвлөсөн насосны шинэчлэлтийг харгалзан нэг цагт 2-3 доллар ажиллуулдаг бол усан онгоц нь цагт 50-75 доллараар ажилладаг.
Лазер хайчлах системийн киловаттын хүч нэмэгдсээр байгаа тул тэдгээр нь хөнгөн цагаан гэх мэт материалын усны тийрэлтэт хөдөлгүүрийн өөр хувилбар болж байна.
"Өмнө нь зузаан хөнгөн цагаан хэрэглэж байсан бол усны урсгал нь давуу талтай байсан" гэж Дийл тайлбарлав. "Лазер нь 1" хөнгөн цагаан шиг зүйлийг нэвтрүүлэх чадваргүй. Лазерын ертөнцөд бид Энэ ертөнцөд маш удаан хугацаанд эргэлдэж байсан ч одоо илүү өндөр ваттын шилэн кабелиуд болон лазер технологийн дэвшлийн ачаар 1" хөнгөн цагааны асуудал байхаа больсон.Хэрэв та зардлын харьцуулалт хийсэн бол машинд анхны хөрөнгө оруулалт хийхэд усны тийрэлтэт онгоц хямд байж магадгүй юм.Лазераар зүссэн эд анги нь 10 дахин их байж болох ч зардлыг нэмэгдүүлэхийн тулд та энэ өндөр эзэлхүүнтэй орчинд байх ёстой.Холимог бага эзэлхүүнтэй хэсгүүдийг ажиллуулах тусам ус цацах нь зарим давуу талтай байж болох ч үйлдвэрлэлийн орчинд тийм биш байх нь гарцаагүй.Хэрэв та хэдэн зуун эсвэл хэдэн мянган эд анги ажиллуулах шаардлагатай орчинд байгаа бол энэ нь усны тийрэлтэт хэрэглүүр биш юм."
Лазерын боломжит эрчим хүчний өсөлтийг харуулсан Амадагийн ENSIS технологи нь 2013 онд ашиглалтад орсноор 2 кВт-аас 12 кВт хүртэл нэмэгдсэн байна. Нөгөө талд Амадагийн VENTIS машин (Fabtech 2019 дээр танилцуулсан) материалыг илүү өргөн хүрээтэй боловсруулах боломжийг олгодог. хушууны диаметрийн дагуу хөдөлдөг цацраг бүхий .
"Бид урагш хойш, дээш доош, хажуу тийш, эсвэл найм гэх мэт хөдөлгөөн хийх замаар янз бүрийн арга техникийг хийж чадна" гэж Диел VENTIS-ийн талаар хэлэв. "ENSIS технологиос бидний сурсан нэг зүйл бол материал бүр чихэрлэг амттай байдаг. толбо – зүсэх дуртай арга.Бид үүнийг янз бүрийн хэв маяг, цацрагийн хэлбэрийг ашиглан хийдэг.VENTIS-ийн тусламжтайгаар бид бараг хөрөө шиг нааш цааш явдаг;Толгойг хөдөлгөхөд цацраг нь нааш цааш хөдөлдөг тул та маш гөлгөр зураастай, гайхалтай ирмэгийн чанар, заримдаа хурдтай болдог."
OMAX-ийн жижиг ProtoMAX усны тийрэлтэт системийн нэгэн адил Амада нь цөөн хэдэн прототип хийх шаардлагатай үед үйлдвэрлэлийн хэлтэст орохыг хүсдэггүй жижиг цехүүд эсвэл "R&D прототип хийх цехүүд"-д зориулж "маш бага хэмжээний шилэн систем" бэлтгэж байна. ”
Шуудангийн цаг: 2022 оны 2-р сарын 09-ний өдөр