Macchina per il taglio laser dei tubi: La guida definitiva

Vi siete mai chiesti come la tecnologia moderna stia rivoluzionando il settore della fabbricazione dei metalli? In questo post esploreremo l'impatto rivoluzionario delle macchine per il taglio laser dei tubi. Scoprite come questi strumenti innovativi stanno trasformando il modo in cui i produttori tagliano, modellano e lavorano i tubi metallici, aprendo nuove possibilità di progettazione ed efficienza. Unitevi a noi nell'esplorazione del mondo della tecnologia laser avanzata e delle sue implicazioni di vasta portata per il futuro della fabbricazione dei metalli.

Indice dei contenuti

Perché scegliere il laser per il taglio dei tubi?

La tecnologia laser possiede tre caratteristiche chiave che la rendono eccezionalmente adatta alla lavorazione dei materiali: eccellente monocromaticità, coerenza e collimazione. Queste proprietà consentono operazioni di taglio dei tubi precise ed efficienti in diverse applicazioni industriali.

I metodi tradizionali di taglio dei tubi, come la segatura a mano, la segatura a macchina, l'estrusione a rulli, il taglio con mola abrasiva e la saldatura a gas, spesso soffrono di una bassa efficienza di taglio e di un'elevata intensità di lavoro. Il taglio laser, invece, si è diffuso in ambito industriale grazie alla sua superiore velocità di lavorazione e all'eccezionale qualità di taglio.

L'industria della produzione di tubi ha registrato una crescita significativa, con componenti tubolari che trovano ampio impiego in settori quali l'aerospaziale, i macchinari per l'ingegneria, i trasporti, il petrolchimico e le attrezzature agricole. I tubi offrono diversi vantaggi nella produzione, tra cui costi inferiori, eccellente formabilità, leggerezza strutturale ed efficienza dei materiali. Di conseguenza, il taglio dei tubi svolge un ruolo cruciale in diversi processi industriali.

La diversità delle forme, delle dimensioni e delle applicazioni dei tubi, unita alla necessità di una lavorazione di alta qualità, richiede un'attenta selezione delle attrezzature di lavorazione, dei metodi di lavorazione e delle misure tecnologiche. Sebbene i metodi di taglio tradizionali possano talvolta raggiungere i risultati desiderati, spesso non sono all'altezza dell'efficienza di lavorazione e dell'efficacia complessiva.

La tecnologia di taglio laser dei tubi affronta queste sfide offrendo:

  1. Alta precisione e accuratezza, anche per geometrie complesse
  2. Zona minimamente influenzata dal calore, per ridurre la distorsione del materiale
  3. Lavorazione senza contatto, che elimina l'usura degli utensili e la contaminazione del materiale
  4. Flessibilità nel taglio di un'ampia gamma di materiali e spessori
  5. Funzionalità di automazione per una maggiore produttività e coerenza
  6. Riduzione degli scarti di materiale e miglioramento della qualità dei bordi

Che cos'è la macchina per il taglio laser dei tubi?

La macchina per il taglio laser dei tubi è un'apparecchiatura industriale specializzata progettata principalmente per il taglio di vari materiali tubolari cavi in metallo, tra cui acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, acciaio zincato e altri tubi metallici utilizzati in applicazioni industriali e commerciali. Questa tecnologia di taglio avanzata utilizza un laser in fibra ad alta potenza per ottenere un taglio preciso, efficiente e versatile dei componenti tubolari.

Queste macchine sono ampiamente utilizzate in diversi settori come l'edilizia, le tubazioni industriali, la produzione di mobili per ufficio, la produzione di attrezzature sportive e l'industria automobilistica. La capacità di lavorare un'ampia gamma di diametri, spessori e profili di tubi rende le macchine per il taglio laser dei tubi indispensabili sia per le piccole e medie imprese che per le operazioni di produzione su larga scala.

Le caratteristiche principali delle macchine per il taglio laser dei tubi includono:

  1. Taglio di precisione: In grado di produrre disegni intricati e geometrie complesse con elevata precisione.
  2. Versatilità: Può gestire profili di tubi rotondi, quadrati, rettangolari e ovali.
  3. Efficienza: Molto più veloce dei metodi di taglio tradizionali, con uno scarto minimo di materiale.
  4. Processo senza contatto: Riduce l'usura degli utensili ed elimina la necessità di cambiarli frequentemente.
  5. Funzionalità di automazione: Molti modelli sono dotati di controlli CNC avanzati e di sistemi di carico/scarico automatici.

L'adozione della tecnologia laser in fibra in queste macchine offre diversi vantaggi rispetto ai laser CO2 tradizionali, tra cui una maggiore efficienza energetica, minori requisiti di manutenzione e una qualità superiore del fascio. Ciò ha portato all'adozione diffusa di macchine per il taglio laser a tubo in diversi settori industriali.

Con la continua maturazione e la rapida evoluzione della tecnologia laser, le sue applicazioni si sono estese dal taglio della lamiera alla lavorazione sofisticata di tubi e condotte. Lo sviluppo e l'implementazione di macchine specializzate per il taglio laser dei tubi hanno rivoluzionato la produzione di tubi metallici, migliorando drasticamente l'efficienza di lavorazione, la qualità e le possibilità di progettazione nella produzione di componenti tubolari.

Parti e componenti della macchina per il taglio laser dei tubi

Parti e componenti della macchina per il taglio laser dei tubi

Una macchina per il taglio laser dei tubi è un'apparecchiatura sofisticata progettata per la lavorazione e il taglio ad alta precisione di materiali tubolari. Questo sistema avanzato comprende in genere diversi componenti chiave, ognuno dei quali svolge un ruolo cruciale per le prestazioni e l'efficienza complessive della macchina:

  1. Generatore laser: Il cuore del sistema, che in genere utilizza la tecnologia a fibre, CO2 o a stato solido per produrre un raggio laser ad alta intensità in grado di tagliare varie leghe metalliche e spessori.
  2. Basamento portante: una struttura robusta e antivibrante che fornisce una base stabile per l'intera macchina, garantendo precisione e ripetibilità nelle operazioni di taglio.
  3. Testa di taglio: ospita le ottiche di messa a fuoco e l'ugello del gas di assistenza, che dirigono il raggio laser e il refrigerante con precisione sul pezzo. I sistemi avanzati possono includere ottiche adattive per mantenere la messa a fuoco su superfici curve.
  4. Mandrino di serraggio per tubi: un meccanismo specializzato progettato per tenere saldamente e ruotare materiali tubolari di vari diametri e lunghezze, consentendo un accesso di taglio a 360 gradi.
  5. Sistema di raffreddamento: Cruciale per mantenere le temperature operative ottimali sia della sorgente laser che della testa di taglio; in genere utilizza un sistema di raffreddamento a circuito chiuso per ragioni di efficienza e di rispetto ambientale.
  6. Sistema di controllo: Il cervello della macchina, solitamente dotato di un'interfaccia CNC (Computer Numerical Control) che integra il software CAD/CAM per la programmazione di schemi di taglio complessi e la gestione dei parametri della macchina in tempo reale.
  7. Sistema di movimentazione dei materiali: Spesso include meccanismi di carico e scarico automatizzati per migliorare la produttività e ridurre la movimentazione manuale.
  8. Sistema di estrazione dei fumi: Essenziale per mantenere un ambiente di lavoro sicuro, rimuovendo i gas e i particolati potenzialmente dannosi generati durante il processo di taglio.
  9. Sistema di controllo del movimento: Servomotori e azionamenti di precisione che controllano il movimento della testa di taglio e del pezzo, garantendo un posizionamento preciso e traiettorie di movimento fluide.
  10. Sistema di erogazione del fascio: Una serie di specchi o fibre ottiche che guidano il fascio laser dal generatore alla testa di taglio, mantenendo la qualità e la densità del fascio.

Principio di funzionamento della macchina per il taglio laser dei tubi?

Le macchine per il taglio laser dei tubi sono sistemi avanzati di lavorazione dei tubi metallici che utilizzano la tecnologia laser per il taglio ad alta precisione. Ecco una spiegazione ottimizzata del loro principio di funzionamento:

Le macchine per il taglio laser dei tubi utilizzano fasci laser focalizzati per tagliare vari modelli e forme su tubi, tubazioni e profili. Questo metodo di taglio senza contatto offre una precisione e una versatilità superiori rispetto alle tradizionali tecniche di taglio meccanico.

Queste macchine integrano una tecnologia di controllo numerico all'avanguardia, sistemi di taglio laser e componenti meccanici di precisione. Le caratteristiche principali includono:

  1. Funzionamento ad alta velocità
  2. Eccezionale precisione
  3. Eccellente efficienza
  4. Costo-efficacia

Il processo di taglio laser offre una notevole flessibilità in termini di:

  • Compatibilità dei materiali (vari metalli e leghe)
  • Forme del pezzo (tubi rotondi, quadrati, rettangolari e anche profili complessi)
  • Gamma di dimensioni (da tubi di piccolo diametro a grandi elementi strutturali)
  • Adattabilità all'ambiente di elaborazione

Le moderne macchine per il taglio laser dei tubi possono lavorare profili metallici simmetrici, come travi a I e ferri angolari, ampliando così il loro campo di applicazione.

La controllabilità del raggio laser è un vantaggio significativo, in quanto consente di:

  • Cambi di direzione precisi
  • Taglio rotazionale
  • Modelli di scansione
  • Temporizzazione accurata di accensione e spegnimento e intervalli di impulso

I tagli di alta precisione prodotti dalla tecnologia laser riducono significativamente i requisiti di post-lavorazione, minimizzando le bave e migliorando l'efficienza complessiva.

La modifica delle specifiche del pezzo (ad esempio, il diametro del tubo o la forma del profilo) richiede in genere solo regolazioni del software, eliminando la necessità di cambiare gli utensili meccanici. Questa flessibilità sottolinea l'importanza dello sviluppo di software avanzati per il taglio dei tubi.

Combinando i sistemi di taglio laser con la tecnologia a controllo numerico computerizzato (CNC), queste macchine offrono:

  1. Funzionamento automatizzato
  2. Produzione costante di alta qualità
  3. Miglioramento dell'efficienza produttiva
  4. Riduzione dei costi di elaborazione

Vantaggi della macchina per il taglio laser dei tubi

I principi di taglio fondamentali delle macchine per il taglio laser dei tubi sono molto simili a quelli dei sistemi di taglio laser planari, con adattamenti specifici per le geometrie tubolari.

Le macchine per il taglio laser dei tubi sono progettate specificamente per la lavorazione di tubi metallici standard (compresi i profili rotondi, rettangolari e ovali), sezioni strutturali (come canali e angoli in acciaio) e vari componenti tubolari di forma personalizzata.

I vantaggi del taglio laser dei tubi rispetto alle tecniche di lavorazione tradizionali sono notevoli:

  1. Eccezionale precisione di taglio: La precisione dei contorni può raggiungere tolleranze di ±0,05 mm, consentendo la produzione di componenti altamente precisi.
  2. Qualità di taglio superiore: Il laser produce un taglio stretto con una zona minimamente influenzata dal calore, ottenendo bordi piatti e privi di bave e riducendo gli scarti di materiale.
  3. Lavorazione senza contatto: L'assenza di contatto meccanico con l'utensile elimina virtualmente la deformazione del pezzo e l'usura dell'utensile, mantenendo una qualità costante per lunghi cicli di produzione.
  4. Funzionamento ad alta velocità: Le rapide velocità di taglio e i sistemi di movimentazione automatizzata dei materiali facilitano le capacità di produzione di massa.
  5. Flessibilità senza pari: L'integrazione con sistemi CNC avanzati e software CAD/CAM specializzati consente di apportare rapidamente modifiche alla progettazione e di passare a un prodotto senza problemi, senza dover modificare gli utensili.
  6. Consolidamento dei processi: Il taglio laser dei tubi può sostituire diverse operazioni convenzionali come la foratura, la fresatura, la segatura, la punzonatura e la sbavatura, snellendo i flussi di lavoro della produzione e riducendo i requisiti delle attrezzature.
  7. Creazione di elementi complessi: La tecnologia consente di eseguire operazioni di taglio, smussatura, scanalatura, foratura e incisione per produrre strutture tubolari complesse con diverse caratteristiche geometriche in un'unica configurazione.
  8. Capacità multiasse: I sistemi laser per tubi avanzati offrono un movimento a 5 o addirittura a 6 assi, consentendo percorsi di taglio 3D complessi e bordi smussati su componenti tubolari.
  9. Versatilità dei materiali: In grado di lavorare un'ampia gamma di metalli, tra cui acciaio dolce, acciaio inossidabile, leghe di alluminio e persino alcuni materiali non ferrosi, con un'adeguata selezione della sorgente laser.

Classificazione e caratteristiche della macchina per il taglio laser dei tubi

La rapida espansione della produzione e del consumo di tubi metallici ha portato alla diffusa adozione di macchine per il taglio laser dei tubi nelle industrie manifatturiere. Questi sistemi avanzati offrono precisione, efficienza e versatilità nella lavorazione dei componenti tubolari.

Le macchine per il taglio laser di tubi disponibili sul mercato possono essere classificate in due tipi principali in base al metodo di alimentazione assiale del tubo:

Tipo di taglio materiale fisso macchina di taglio laser del tubo

Questo tipo di macchina per il taglio laser dei tubi elabora solo tubi di lunghezza fissa, utilizzati soprattutto per l'elaborazione del contorno della superficie del tubo con asse costante e sezione trasversale variabile; le due estremità del tubo non possono essere elaborate.

Sebbene la taglierina laser per tubi abbia grandi limiti e una bassa produttività, occupa un'ampia quota di mercato grazie alle sue caratteristiche speciali.

La figura 1 mostra il motivo decorativo sulla superficie di uno stelo e di un paralume lavorati con un materiale fisso. taglio laser tagliatubi.

Il gambo e il paralume della lampada vengono lavorati da una taglierina laser per il taglio di materiali fissi.

Fig.1 Gambo e paralume della lampada lavorati con un materiale fisso taglio laser tagliatubi.

Principio di funzionamento

Come illustrato nella Fig. 2, la taglierina laser per il taglio di materiali fissi è costituita da due mandrini di bloccaggio che tengono il tubo in posizione, il mandrino esegue un movimento rotatorio sincronizzato intorno all'asse del tubo e la testa laser esegue l'avanzamento assiale e radiale del tubo per il taglio.

Figura 2 Schema del principio di funzionamento

Taglierina laser per il taglio dei tubi

Questo tipo di laser La taglierina per tubi è utilizzata principalmente per la lavorazione di tubi coassiali della stessa sezione trasversale, che non solo possono elaborare varie forme di contorno sulla superficie del tubo, ma possono anche tagliare secondo la lunghezza progettata della parte di tubo entro la corsa progettata della macchina.

Rispetto alla taglierina laser per il taglio di materiali fissi, è più flessibile, scalabile e con una maggiore efficienza di taglio, e attualmente occupa la maggior parte del mercato delle taglierine laser professionali.

Come illustrato nella Figura 3, la taglierina laser per il taglio dei tubi può essere utilizzata per lavorare in batch vari profili di tubi metallici standard, come tubi quadrati e rotondi, e tagliare.

Tubi quadrati e rotondi lavorati da una taglierina laser per il taglio dei tubi.

Fig. 3 Tubi quadrati e rotondi lavorati da una tagliatubi laser ad avanzamento.

Principio di funzionamento

Come illustrato nella Figura 4, il tubo è trattenuto da un mandrino di serraggio, mentre il mandrino di supporto trattiene il tubo radialmente.

Tutti i mandrini attorno all'asse del tubo hanno un movimento rotatorio sincrono, il mandrino di serraggio fissa il tubo per l'avanzamento assiale, la testa laser per l'avanzamento radiale e il taglio del tubo.

Attualmente, la taglierina laser a taglio di alimentazione si basa principalmente su due mandrini sul mercato, che è conveniente, ma le sue carenze sono anche evidenti.

Diagramma del principio di funzionamento della taglierina laser a taglio di alimentazione

Fig.4 Schema di funzionamento

1) Scarsa stabilità della precisione di taglio

Per il tubo con parti troppo lunghe o di scarsa rigidità, con deformazione gravitazionale più l'azione della forza centrifuga della rotazione del mandrino, anche se l'aumento del supporto del servo-rullo o della ruota di profilatura, è difficile garantire la stabilità della precisione di taglio.

2) Materiale di coda, anche se la testa del laser può attraversare il taglio del mandrino di supporto, ma l'estremità di bloccaggio del mandrino non è ancora in grado di tagliare, con conseguente spreco di tubi.

Fig.5 Schema della struttura della macchina per il taglio di tubi laser multi-chuck

Per ovviare a queste carenze, alcuni produttori di apparecchiature utilizzano macchine per il taglio laser di tubi con due mandrini come base, ampliando la progettazione di macchine per il taglio laser di tubi con più mandrini, come illustrato nella Figura 5.

Tra questi,

1) Aumenta una serie di mandrini di supporto e può garantire che una certa lunghezza di tubo sia quasi priva di deformazioni dovute alla gravità e alla forza centrifuga di rotazione del mandrino, il che può garantire efficacemente la stabilità della precisione di taglio e la lunghezza di taglio delle parti non è limitata nella gamma di corse della macchina.

2) Aumenta una serie di mandrini di bloccaggio per la cattura del materiale, quando il mandrino di alimentazione è in posizione limite, il tubo è bloccato dal mandrino di cattura per fare movimento di alimentazione assiale, che può garantire la maggior parte del taglio del materiale a coda zero del tubo.

3) Sebbene il design di cui sopra possa risolvere completamente le carenze del tipo di tagliatubi laser a due mandrini, l'aumento del costo dei mandrini, il numero di assi servo e il sistema CNC.

Questo spiega anche perché l'attuale tagliatubi laser con alimentazione e taglio a più mandrini non è diventato una tendenza mainstream.

Come utilizzare la macchina per il taglio laser dei tubi?

Il funzionamento di una macchina per il taglio laser dei tubi prevede diverse fasi critiche per garantire un taglio preciso ed efficiente:

  1. Sincronizzazione del fascio: Il raggio laser focalizzato deve essere sincronizzato con precisione con il tubo sulla linea di produzione automatizzata. Questa sincronizzazione è fondamentale per mantenere la precisione di taglio durante tutto il processo.
  2. Allineamento rotazionale: Il fuoco del laser deve essere in grado di ruotare di 360 gradi intorno al tubo da tagliare. Durante questa rotazione, l'asse del fascio laser deve intersecare perpendicolarmente l'asse longitudinale del tubo. Questo allineamento garantisce un taglio uniforme su tutta la circonferenza del tubo.
  3. Tracciamento dinamico: Durante il processo di taglio, il raggio laser si muove in tandem con il tubo lungo la linea di produzione. Questo movimento coordinato consente un taglio continuo mentre il tubo avanza nella macchina.
  4. Controllo di precisione: Un sistema di controllo specializzato è essenziale per gestire questi movimenti sincronizzati con alta precisione. Questo sistema integra il controllo del movimento, la modulazione della potenza del laser e l'ottimizzazione del percorso di taglio per ottenere risultati accurati e ripetibili.
  5. Lavorazione senza contatto: Uno dei vantaggi principali del taglio laser dei tubi è la sua natura senza contatto. Il raggio laser non esercita alcuna pressione fisica sulla parete del tubo durante il taglio, evitando così la deformazione o il collasso della superficie esterna del tubo. Questa caratteristica è particolarmente vantaggiosa per i materiali dei tubi a parete sottile o delicati.
  6. Movimentazione dei materiali: Sistemi di movimentazione dei materiali adeguati, come caricatori e scaricatori di tubi, sono fondamentali per mantenere un flusso di lavoro continuo e massimizzare la produttività.
  7. Programmazione: La programmazione CNC viene utilizzata per definire gli schemi di taglio, regolare i parametri di taglio (come la potenza del laser, la velocità di taglio e la pressione del gas di assistenza) e ottimizzare il nesting per ridurre al minimo lo spreco di materiale.
  8. Controllo qualità: L'implementazione di sistemi di monitoraggio in-process e di procedure di ispezione post-taglio assicura che i tubi tagliati soddisfino le tolleranze e gli standard di qualità specificati.

Quale gas di taglio ausiliario è migliore per la macchina di taglio laser dei tubi?

Il gas ausiliario è uno dei componenti importanti della macchina per il taglio laser dei tubi.

La funzione principale è quella di soffiare via gli scarti di ferro generati dal taglio del tubo attraverso il gas ausiliario ad alta pressione espulso dalla testa del laser quando la testa del laser della macchina per il taglio di tubi laser sta tagliando il tubo, in modo da ottenere un effetto di taglio ideale.

In secondo luogo, può proteggere l'obiettivo e impedire che gli scarti di ferro durante il taglio rimbalzino sull'obiettivo per influenzare l'emissione del raggio laser e l'effetto durante il taglio.

Attualmente sono tre i gas ausiliari comunemente utilizzati per il laser:

① aria ② ossigeno ③ azoto;

Come possiamo scegliere il gas ausiliario per ottenere un migliore effetto di taglio nella vita quotidiana?

  1. Aria

L'aria è il gas ausiliario più economico tra i tre gas ausiliari comuni.

Naturalmente, non può essere utilizzato per il taglio laser semplicemente respirando aria.

L'aria utilizzata dalla macchina per il taglio laser può essere utilizzata solo dopo che l'acqua, l'olio, la polvere e altre impurità presenti nell'aria sono state filtrate attraverso il filtro e l'aria filtrata è stata compressa a circa 20 kg dal compressore d'aria.

È adatto per alluminio, leghe di alluminio, acciaio zincato e altri tubi sottili, nonché nel caso in cui i requisiti di taglio non siano troppo elevati.

  1. Ossigeno

L'ossigeno si riferisce al gas con una purezza di 99,5%.

Il tagliatubi laser taglia il metallo nel punto di taglio fondendo ed evaporando l'alta temperatura generata dal fuoco del laser per eseguire il taglio laser.

Mentre l'ossigeno contribuisce alla reazione aerobica del metallo laser e migliora l'efficienza del taglio.

Allo stesso tempo, la pellicola di ossido di ossigeno sulla superficie del tubo contribuisce all'assorbimento del fascio di luce da parte del materiale riflettente.

Tuttavia, la superficie dopo il taglio sarà nera o giallo scuro, adatta al taglio di tubi spessi in acciaio al carbonio.

  1. Azoto

L'azoto è il gas ausiliario più costoso tra i tre gas ausiliari.

Poiché l'azoto è un gas inerte, la reazione dell'ossigeno sulla superficie di taglio del tubo viene soppressa durante il taglio con la tagliatubi laser, contrariamente al taglio con ossigeno.

Pertanto, la superficie del tubo tagliato con l'azoto sarà brillante e bianca.

Tuttavia, a causa dei costi, si consiglia di utilizzare l'azoto come gas ausiliario quando la superficie del tubo è relativamente rigida.

I tre gas ausiliari di cui sopra hanno i loro vantaggi.

Pertanto, quando si selezionano altri gas ausiliari, è necessario tagliarli in base alla situazione reale.

Per coloro che non conoscono bene la tecnologia, non impostate e modificate arbitrariamente i parametri ausiliari. taglio a gasche genererà facilmente bave e porterà a una scarsa stabilità della macchina laser a tubo.

Tecnologia chiave del taglio laser dei tubi

Tecnologia chiave del taglio laser dei tubi

Sistema di guida e messa a fuoco della luce

In un dispositivo di taglio laser, la funzione del sistema di guida della luce è quella di dirigere il fascio in uscita dal generatore laser verso la testa di taglio del percorso della luce di focalizzazione.

Per il taglio laser di tubi, se si vuole ottenere una fenditura di taglio di alta qualità, sono necessari un diametro ridotto e un'elevata potenza del punto di messa a fuoco del raggio di messa a fuoco.

Ciò consente al generatore laser di eseguire l'uscita in modalità di basso ordine.

Nel taglio laser del tubo, per ottenere un diametro di focalizzazione del fascio relativamente piccolo, il laser deve avere un piccolo tempo di ordine del modo trasversale, preferibilmente un modo fondamentale.

La testa di taglio del dispositivo di taglio laser è dotata di una lente di messa a fuoco. Dopo che il raggio laser è stato focalizzato dalla lente, è possibile ottenere un piccolo punto focalizzato, in modo da poter eseguire un taglio del tubo di alta qualità.

Controllo della traiettoria della testa di taglio

Nel taglio dei tubi, il tubo da lavorare appartiene a una superficie curva spaziale e la forma del tubo è relativamente complicata.

Se viene programmato e lavorato con metodi convenzionali, ci saranno alcune difficoltà.

Ciò richiede che l'operatore selezioni il percorso di lavorazione corretto e il punto di riferimento appropriato in base ai requisiti del processo di lavorazione, e che utilizzi il sistema di controllo numerico per registrare la condizione di avanzamento di ciascun asse e la coordinata del punto di riferimento, per poi registrare le coordinate del processo di lavorazione e generare un programma di lavorazione attraverso le funzioni di interpolazione lineare e circolare del sistema di taglio laser.

Pertanto, lo studio della funzione verticale automatica del raggio laser e del tubo di taglio è anche uno dei contenuti tecnici importanti del taglio laser del tubo.

Controllo automatico della posizione di messa a fuoco del taglio laser

Al fine di garantire la qualità di taglio del taglio laser tubo, mantenere l'attenzione sulla direzione verticale della superficie del pezzo in lavorazione per mezzo di dispositivi di misurazione e controllo automatici è la chiave per il taglio laser del tubo.

Attualmente, integriamo il posizione di messa a fuoco del laser con l'asse diretto (X-Y-Z) dell'immagine. lavorazione laser che rende il movimento della testa di taglio laser più leggero e flessibile e la posizione del fuoco può essere ben compresa, in modo da evitare la collisione della testa di taglio con il tubo di taglio o altri oggetti durante la lavorazione.

Influenza dei principali parametri di processo

Il taglio laser dei tubi è sempre più diffuso nell'attuale società industriale e i tubi da tagliare sono sempre più diversificati.

Inoltre, le parti del tubo hanno una loro complessità.

Pertanto, in base ai requisiti di materiale, forma e lavorazione del tubo da tagliare, la scelta dei parametri di processo di taglio laser appropriati per ottenere la migliore efficienza e qualità di taglio è diventata la questione più importante per tutti gli utenti del sistema di taglio laser.

  • Influenza di LaserPower

Per un generatore laser con uscita a onda continua, potenza del laser ha un effetto importante sul taglio laser.

In teoria, maggiore è la potenza del laser, maggiore è la velocità di taglio.

Ma considerando le caratteristiche del tubo stesso, la massima potenza di taglio non è la scelta migliore.

Quando la potenza di taglio viene aumentata, la modalità del laser stesso cambia, influenzando la messa a fuoco del raggio laser.

Nella lavorazione pratica, spesso si sceglie di ottenere la massima densità di potenza in caso di potenza inferiore a quella massima, in modo da garantire l'efficienza e la qualità di taglio dell'intero taglio laser.

  • Influenza di Cuttilizzo Spipì

Quando si taglia il tubo con il laser, è necessario assicurarsi che il taglio

velocità sia all'interno di un certo intervallo per ottenere una migliore qualità di taglio.

Se la velocità di taglio è bassa, il calore eccessivo si accumulerà sulla superficie del tubo e la zona colpita dal calore diventerà più ampia e quindi la fessura diventerà più larga. Inoltre, la superficie dell'incisione viene cauterizzata dal materiale hot melt scaricato, rendendo la superficie del taglio ruvida.

Quando la velocità di taglio aumenta, la larghezza media della fenditura circonferenziale del tubo si riduce. Più piccolo è il diametro del tubo, più evidente è l'effetto.

Con l'accelerazione della velocità di taglio, il tempo di azione del laser si accorcia, l'energia totale assorbita dal tubo diventa minore, la temperatura all'estremità anteriore del tubo diminuisce e la larghezza della fenditura si riduce.

Se la velocità di taglio è troppo elevata, il tubo non verrà tagliato o tagliato, con conseguenti ripercussioni sull'intera qualità del taglio.

  • Influenza del diametro del tubo

Quando si taglia il tubo con il laser, le caratteristiche del tubo stesso possono avere una grande influenza sulla lavorazione.

Ad esempio, le dimensioni del diametro del tubo hanno un impatto significativo sulla qualità della lavorazione.

La ricerca sui tubi in acciaio senza saldatura a parete sottile tagliati al laser ha evidenziato che il diametro del tubo e la larghezza della fenditura continueranno ad aumentare, mentre i vari parametri di processo rimarranno invariati.

  • Tipo e pressione del gas ausiliario

Per il taglio di tubi non metallici e di parti di metallo, è possibile utilizzare aria compressa o gas inerte come l'azoto come gas ausiliario.

Tuttavia, per la maggior parte dei tubi metallici, è possibile utilizzare un gas attivo come l'ossigeno.

Dopo aver determinato il tipo di gas ausiliario, è importante determinare anche la pressione del gas ausiliario.

Quando si taglia un tubo con un piccolo spessore di parete a una velocità relativamente elevata, la pressione del gas ausiliario deve essere aumentata per evitare che le scorie aderenti rimangano intrappolate nella fessura; quando lo spessore della parete del tubo da tagliare è elevato o la velocità di taglio è bassa, la pressione del gas ausiliario deve essere opportunamente ridotta per evitare che il tubo non venga tagliato o non venga tagliato.

Anche la posizione del fuoco del fascio è fondamentale per il taglio laser dei tubi. Durante il taglio, la posizione del fuoco è generalmente quella della superficie di taglio del raccordo del tubo. Quando il fuoco è in una buona posizione, la fessura è la più piccola, l'efficienza di taglio è la più alta e l'effetto di taglio è il migliore.

Nella maggior parte dei casi, il fuoco del fascio è regolato sotto l'ugello e la distanza tra l'ugello e la superficie del tubo è di circa 1,5 mm.

Allo stesso tempo, anche fattori come la forma dell'impulso laser e la modalità di emissione della luce hanno una certa influenza sull'effetto di taglio.

Tendenze nelle tagliatubi laser

Tendenze nelle tagliatubi laser

Alta precisione e alta efficienza

La domanda futura di tubi è in crescita, i requisiti di lavorazione saranno sempre più elevati e il miglioramento dell'accuratezza della lavorazione e dell'efficienza produttiva è un fattore necessario per il rapido sviluppo della macchina professionale per il taglio laser dei tubi.

Modularizzazione

I requisiti degli utenti cambiano nel tempo e il design modulare consente di aggiungere o sostituire i componenti funzionali per soddisfare i requisiti degli utenti e massimizzare i vantaggi per entrambe le parti.

Automazione

Ci sono già molti utenti dotati di unità di carico e scarico automatiche; lo sviluppo dell'automazione può effettivamente liberare la forza lavoro, alleviando il problema della carenza di manodopera nelle imprese.

Intelligenza

Con la diffusione del concetto di "Industria 4.0" e la maturità dello sviluppo della tecnologia 5G, il futuro della macchina per il taglio laser dei tubi raggiungerà certamente la completa automazione.

In altre parole, integra la raccolta di informazioni, l'inoltro dell'ordine, l'alimentazione, il carico, l'identificazione del tubo, la misurazione della lunghezza, il taglio automatico del programma di chiamata, lo scarico, la pallettizzazione e la spedizione, realizzando così l'intelligenza.

Stato attuale e sviluppo futuro del tubo Taglio laser

I vantaggi del taglio dei tubi con il laser sono numerosi, come la ridotta larghezza dell'incisione, la zona termicamente alterata, la velocità di taglio, la buona flessibilità, il taglio regolare e l'assenza di usura degli utensili.

Con la nascita e lo sviluppo delle macchine da taglio laser CNC (Computerized Numerical Control), lo sviluppo di varie tecniche di lavorazione di superfici e curve a forma libera nello spazio può mostrare il suo lato unico.

Nel taglio laser, non solo il punto laser deve muoversi nello spazio 3D rispetto al pezzo secondo una determinata traiettoria, ma anche l'asse del laser deve essere perpendicolare alla superficie di lavorazione del tubo da tagliare durante tutto il processo di lavorazione.

Per CNC taglio laser in fibra Gli ugelli seguono automaticamente la superficie del pezzo grazie a un sistema di misurazione e controllo automatizzato.

La pratica di produzione indica che la chiave per il taglio dei tubi è eliminare il più possibile i difetti della qualità di taglio, in modo da soddisfare i requisiti di lavorazione del tubo.

Per le lavorazioni complesse dei tubi, come la perforazione, la scanalatura, la rifilatura o il sottosquadro, il taglio laser non solo è più veloce dei metodi di lavorazione tradizionali, ma garantisce anche una grande qualità di lavorazione.

Panoramica del taglio laser dei tubi

Durante la lavorazione, il taglio dei pezzi di tubo deve essere effettuato prima per ottenere il tubo grezzo della lunghezza richiesta.

Il metodo tradizionale di taglio dei tubi è difficilmente in grado di soddisfare le esigenze della produzione di massa, e i pezzi di tubo lavorati con questi metodi tradizionali hanno generalmente una scarsa qualità della superficie tagliata, e alcuni presentano addirittura difetti di lavorazione come deformazioni e cedimenti.

Oltre alla necessità di tagliare il tubo, sono necessarie altre forme di lavorazione, come il taglio di modelli per decorazioni e lampade, il taglio lineare a spirale, seno e coseno, la marcatura, ecc.

Se queste forme di lavorazione dei tubi utilizzano metodi tradizionali, non solo l'efficienza di lavorazione è bassa, ma è anche difficile raggiungere i requisiti di lavorazione ideali e alcuni non possono essere lavorati.

Vantaggi del taglio laser dei tubi

L'ampiezza dell'intaglio è generalmente di 0,1-0,3 mm per il taglio di tubi al laser (inclusi taglio diritto, smussatura e taglio di forma).

La posizione di taglio e la temperatura possono essere controllate con precisione, favorendo l'automazione e la produzione intelligente.

Inoltre, rispetto al metodo di lavorazione tradizionale, l'efficienza di taglio può essere aumentata da 8 a 20 volte, il costo di lavorazione può essere ridotto da 70% a 90% e la perdita di materiale può essere risparmiata da 15% a 30%.

Inoltre, il rumore del taglio laser è basso e anche l'impatto sull'ambiente è minimo.

I metodi di lavorazione convenzionali, che richiedono più processi sequenziali per completare la lavorazione, possono essere realizzati con il taglio laser sulla stessa apparecchiatura.

Con il continuo miglioramento delle prestazioni delle apparecchiature e della tecnologia di lavorazione, è possibile ottenere un taglio di alta qualità dei tubi con il laser.

Lo sviluppo futuro del taglio laser dei tubi

Sviluppo futuro del taglio laser dei tubi

Il taglio laser adotta un metodo di lavorazione senza contatto, che non esercita alcuna pressione sulla parete del tubo durante l'intero processo e non causa quindi deformazioni o cedimenti della superficie esterna del tubo.

Allo stesso tempo, quando si taglia il tubo con il laser, il campo termico di scanalatura è complicato, il raffreddamento è difficile e le scorie di taglio sono facili da bloccare, il che aumenta la difficoltà di taglio.

Pertanto, è necessario rafforzare lo studio approfondito di questi aspetti.

Il taglio laser ha una grande libertà nei requisiti del materiale, della forma, delle dimensioni e dell'ambiente di lavorazione del tubo. Il controllo spaziale (cambio di direzione del fascio, rotazione, scansione, ecc.) e il controllo temporale (accensione, spegnimento, intervallo di impulsi) sono eccellenti e facili da controllare.

Inoltre, la maggiore precisione e il minor numero di bave del taglio laser riducono notevolmente il tempo di lavorazione successivo.

Quando si cambia il diametro o la forma del tubo, è sufficiente modificare il programma, quindi lo sviluppo del software di taglio dei tubi ha un grande valore di ricerca.

La combinazione del sistema di taglio laser e della tecnologia di controllo numerico computerizzato può formare un'efficiente apparecchiatura di automazione e aprire una nuova strada per la lavorazione di alta qualità, alta efficienza e basso costo.

Per migliorare l'efficienza del taglio dei tubi, l'uso della linea di produzione automatica di taglio laser è il metodo di produzione più efficace.

Come utilizzare la linea di produzione automatica per il taglio dei tubi?

Innanzitutto, il fascio laser dopo la messa a fuoco deve essere garantito in modo sincrono con il tubo che deve essere tagliato dalla linea di produzione automatica.

In secondo luogo, è necessario che il punto laser dopo la messa a fuoco possa essere ruotato di un cerchio rispetto al tubo da tagliare e che l'asse del fascio laser sia sempre perpendicolare all'asse del tubo. Durante il processo di taglio, il raggio laser della linea di produzione per il taglio dei tubi si muove insieme al tubo da tagliare.

Durante il processo di taglio, il raggio laser della linea di produzione di taglio tubi segue il tubo da tagliare. Questi movimenti sincroni devono essere controllati da un sistema di controllo specializzato, per cui anche la ricerca sulla linea di produzione automatica del taglio laser dei tubi è molto significativa.

Conclusione

Il taglio laser dei tubi è inscindibile dall'hardware - sistema di taglio laser (compresi i generatori laser) e dal software - tecnologia di taglio laser.

Dal punto di vista dell'hardware, il futuro macchina per il taglio laser si svilupperà nella direzione dell'alta velocità, dell'alta precisione, dell'alta automazione, della flessibilità e della diversificazione; dal punto di vista del software, il futuro taglio laser sarà combinato con Tecnologia CNC per sviluppare nuovo software.

Pertanto, la raccolta e la rifinitura dei dati del processo di taglio laser, la creazione e il miglioramento dei sistemi esperti, sono di grande importanza e valore di ricerca per lo sviluppo dell'intera industria del taglio laser.

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Shane
Autore

Shane

Fondatore di MachineMFG

In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.

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