Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Stel je voor dat je een enorme bouwmachine transformeert met de precisie van een laserstraal. Lasertechnologie zorgt voor een revolutie in de machinebouwsector door het leveren van hoge efficiëntie, precisie en milieuvriendelijke oplossingen. Dit artikel gaat in op de verschillende toepassingen van laserbewerking in de productie, van snijden en lassen tot revisie en kwaliteitsbeheer. Ontdek hoe deze vooruitgang niet alleen de productkwaliteit verbetert en de kosten verlaagt, maar ook nieuwe normen stelt voor duurzaamheid en efficiëntie in industriële processen.
Als een essentiële sector van de machinebouw beschikken technische machines over meerdere categorieën, complexe functies en een hoge structurele sterkte.
Hoewel het zelden heeft gediend als proeftuin voor verschillende nieuwe productietechnologieën, hebben de innovatieve geest van wetenschappelijk en technologisch personeel en hun moed om moeilijkheden te overwinnen ervoor gezorgd dat nieuwe technologieën zich uiteindelijk hebben verspreid op het gebied van de productie van technische machines. Hiertoe behoren lasrobots, automatisering, intelligente logistiek en andere.
Natuurlijk geeft de industrie ook de voorkeur aan lasertechnologie, een groene, milieuvriendelijke, efficiënte en contactloze technologie voor het verwerken van objecten.
Laserbewerking is ontstaan in Duitsland in de jaren 1960 en maakt voornamelijk gebruik van hoogenergetische deeltjes geproduceerd door lasers om het oppervlak van het werkstuk te smelten en te verdampen. Dit principe wordt gebruikt voor verschillende afgeleide verwerkingstechnologieën.
Laserstralen bieden een hoge stabiliteit en anti-interferentie en leggen minder beperkingen op aan het werkstuk (zoals verwerkingsvorm, grootte en omgeving), waardoor hoogwaardige en nauwkeurige verwerking van de meeste metalen en niet-metalen materialen mogelijk is.metaalachtige materialen.
Lasertechnologie staat bekend om zijn hoge precisie en specialisatie. De kenmerken en voordelen kunnen als volgt worden samengevat: "hoog, snel, goed, economisch en veelzijdig":
(1) Hoog
Laserbewerking biedt een hoge precisie, verwerkingsefficiëntie, materiaalgebruik en economische efficiëntie.
Zo kan een lasersnijmachine van $50.000 een bedrijf helpen om de kosten van de uitrusting terug te verdienen en winst te maken binnen anderhalf jaar van normale verwerking.
(2) Snel
Laserbewerking heeft een hoge verwerkingssnelheid omdat het energiemedium van de laser de lichtbron is. Er kunnen snelheden tot 100 m/min bereikt worden.
Momenteel zijn de meest geavanceerde 3G lasersnijden machines zijn meer dan 1,5 keer sneller dan gewone verwerkingsapparatuur.
(3) Goed
Laserbewerking is zeer goed bestand tegen interferentie en wordt niet snel beïnvloed door omgevingsfactoren. Dit resulteert in onderdelen van uitzonderlijke kwaliteit en nauwkeurigheid, die op hetzelfde niveau (microniveau) kunnen liggen als onderdelen die door gewone machinale nabewerking worden geproduceerd.
(4) Opslaan
Laserbewerking staat bekend om zijn materiaalefficiëntie, omdat het minder materiaalintensief is dan andere verwerkingstechnologieën. Onvolledige statistieken suggereren dat laserbewerking tussen 10% en 30% aan materialen kan besparen.
Bovendien is laserbewerking een contactloos proces, waardoor er minder verbruiksartikelen voor de apparatuur nodig zijn. Dit verlaagt de productiekosten aanzienlijk.
(5) Breed
Laserbewerking is een veelzijdige technologie die kan worden toegepast op een groot aantal materialen, niet alleen metalen maar ook niet-metalen materialen.
Bovendien kan laserbewerking een groot aantal vormen aan, waaronder rechte lijnen, krommingen en gevormde patronen, waardoor het een echt barrièrevrije technologie is.
In de afgelopen jaren is lasertechnologie, dankzij doorbraken in de technologie en apparatuur voor laserbewerking, steeds belangrijker geworden in verschillende processen die betrokken zijn bij de productie van bouwmachineproducten.
Hieronder volgt een overzicht van de huidige gangbare technologie die wordt gebruikt voor bouwmachinetoepassingen:
Lasersnijden is een snijmethode waarbij een laserstraal wordt gebruikt die door een laseroscillator wordt geproduceerd. De straal wordt gefocust door een focusspiegel om energie met een hoge dichtheid te genereren, die vervolgens op het materiaal wordt gericht, waardoor het smelt en verdampt.
Vergeleken met andere thermische snijmethoden zoals vlammen en plasma, kan lasersnijden een hogere precisie bereiken met kleinere sleuven dankzij de grote energie-output per oppervlakte-eenheid.
Het blanking center van één bedrijf, dat voorziet in de behoeften van fabrikanten van bouwmachines zoals Carter, Komatsu en John Deere, maar ook van lokale ondersteunende bedrijven, heeft meer dan 100 apparaten in zes categorieën: fijn plasmasnijden, fiberlasersnijden, vlak laskant snijden, snijlijnen voor pijpen, geïntegreerde boor- en snijmachines en snijden van profielstaal.
Deze apparatuur omvat drie tweedimensionale lasersnijmachines (zie afbeelding 1) en twee driedimensionale lasersnijmachines (zie afbeelding 2). Lasersnijden wordt gebruikt voor een groot aantal onderdelen en componenten van bouwmachines, zoals motorkappen, brandstoftanks, cabines en meer. De materialen die gesneden worden variëren van algemene Q235A tot 1000MPa hoge sterkte platen en profielen, met een dikte van 1 tot 25mm. Het centrum heeft een jaarlijkse snijcapaciteit van 20.000 ton.
Afbeelding 1 Tweedimensionale lasersnijmachine
Afbeelding 2 3D lasersnijmachine
Momenteel zijn er twee belangrijke soorten lasersnijden machines die gebruikt worden in de plaatverwerkende industrie: CO2 lasersnijmachines en fiber lasersnijmachines.
De CO2 lasersnijmachine is een ouder product en de technologie is nog niet zo geavanceerd als de vezellaser. De golflengte van de CO2 laser is ongeveer 1/10 van die van de vezellaser en de voortplanting vindt over het algemeen plaats in een geïsoleerd optisch pad om het te beschermen tegen de buitenlucht.
Aan de andere kant plant de fiberlaser zich voort in de vezel, wat zorgt voor een betere doorlaatbaarheid van de straal en een hogere energie, wat resulteert in een kleinere thermische invloed en smallere snijlijnen. Dit is gunstig voor het verbeteren van de snijefficiëntie, het materiaalgebruik en het verminderen van thermische vervorming tijdens het snijden van platen.
Naast conventioneel lasersnijden en blanking biedt lasersnijtechnologie voordelen bij het snijden van ronde gaten, voorbehouden proceshiaten en de productie van procesmodellen. Het kan worden toegepast op "snijden in plaats van boren" voor gaten in procesapparatuur, bespaart tijd tijdens het boorproces, verbetert de productie-efficiëntie en verlaagt de kosten van boorsjablonen.
De meeste traditionele lastechnieken die in bouwmachines worden gebruikt gasbeschermd lassenondergedompeld booglassen of argonbooglassen. Deze methoden resulteren echter vaak in kwaliteitsdefecten zoals overmatige spatten en vervorming. Bovendien kunnen het licht van de lasboog en het stof een risico vormen voor de lichamelijke en geestelijke gezondheid van de operator.
Met de technologische vooruitgang hebben fabrikanten van industriële producten gewerkt aan het verbeteren van laskwaliteitefficiëntie en het terugdringen van handmatige arbeid in lasprocessen voor bouwmachines. Ze hebben geleidelijk concepten uit de auto-industrie geïntroduceerd, zoals body-in-white robotlassen, assemblagelijnen en flexibele productie.
In het verleden, laserlassen technologie werd niet algemeen gebruikt in machinebouwproducten vanwege onvoldoende vermogen en beperkte mogelijkheden voor middel- of ultradikke platen. In de afgelopen jaren hebben gerenommeerde universiteiten zoals de Shanghai Jiao Tong University en het Harbin Institute of Technology echter uitgebreid onderzoek gedaan naar en geëxperimenteerd met laserlastechnologie voor middel dikke platen. Dit heeft onder andere geleid tot de ontwikkeling van hoogvermogen laserfusielassen, boogcomposietlassen, meerlaags hoeklassen met ultrakorte spleet en vacuümonderdruklaserlassen.
De hybride laserboog lastechniek is met succes toegepast op de giek van bouwmachinekranen. Het combineert twee warmtebronnen met volledig verschillende energieoverdrachtmechanismen en fysieke kenmerken om in te werken op een uniforme laspositie. Dit resulteert in een grotere lasdiepte, een beter vermogen om spleten te overbruggen en een verbeterde lasefficiëntie, waardoor een 1 +1>2 effect ontstaat.
Het materiaal van de reikarm van een autolaadkraan is bijvoorbeeld zeer sterk staal met een treksterkte van 960MPa, wat laser-twin wire MAG composietlassen is (zie afbeelding 3). Vergeleken met traditionele lasmethoden heeft deze benadering een sterk lasaanpassingsvermogen en kan worden gebruikt voor lassen met hoge reflectie, moeilijk laswerk en lassen van ongelijksoortige materialen. Het verbetert ook de stabiliteit van het lasproces en de lasvorming en elimineert tegelijkertijd lasdefecten om de kwaliteit van de lasnaad te verbeteren, waardoor de inspectie slaagt met 100%. Bovendien wordt de efficiëntie verhoogd met 300%.
Hybride lassen is ook efficiënter dan lassen met één warmtebron, omdat het de penetratiediepte effectief kan vergroten met 50%, het verhogen van de lassnelheiden zorgt voor een kleinere warmte-inbreng. Bovendien heeft het een hoger vulrendement en bespaart het meer dan 30% draadverbruik per eenheid.
Fig. 3 Voorbeeld van laser-composiet MAG lastoepassing
De afgelopen jaren heeft de sector voor de revisie van bouwmachines zich snel ontwikkeld. Aan de ene kant is het land een groot voorstander van groene productie, waaronder energiebesparing en verbruiksvermindering.
Aan de andere kant zijn de prestaties van gereviseerde producten in wezen vergelijkbaar met die van nieuwe producten, maar tegen ongeveer tweederde van de prijs van nieuwe producten. Gebruikers erkennen dit geleidelijk en bedrijven zijn ook bereid om dit te doen omdat er slechts 40% tot 60% van de productiekosten mee gemoeid is.
Bij onderdelenrevisie gaat het vooral om het vervangen van versleten onderdelen, afdichtingen en het herstellen van slijtage in mechanismen. De belangrijkste technologie die bij dit proces wordt gebruikt is hoogrendement laserlassen, ook bekend als laserbekleding.
Het belangrijkste principe is om een laserstraal met hoog vermogen en hoge dichtheid te gebruiken om een microsmeltende laag te vormen op het oppervlak van het substraat en om een specifieke samenstelling van direct smeltend legeringspoeder toe te voegen, gelijktijdig of vooraf ingesteld, om het doel van het gelijkmatig repareren van versleten onderdelen te bereiken.
Dit proces behoort ook tot een soort materiaalvergrotende productietechnologie, die hoogwaardige en haalbare productieoplossingen biedt voor het realiseren van gedifferentieerd maatwerk van producten.
Lasercladding heeft een hoge flexibiliteit, een optioneel oppervlak, optionele materialen en zelfs optionele prestaties. Als bijvoorbeeld de veerbuis van een bulldozer met groot vermogen versleten is tijdens het gebruik, kan het versleten gedeelte worden gereviseerd met behulp van lasercladding (zie afbeelding 4).
Getest op meerdere dimensies van slijtvastheid, is de oppervlaktehardheid gekwalificeerd, is de laaghardheidsgradiënt in de bekledingslaag redelijk en is de metallografische structuur goed. Dit kan het leven van de veerton van de krachtige bulldozer met 300% verlengen.
Lasercladding wordt nu niet alleen gebruikt voor revisie, maar vervangt ook het oorspronkelijke verchromen en pre-inductie warmtebehandelingsproces op nieuwe producten. Dit verbetert de concurrentiepositie van het product in de industrie aanzienlijk.
Fig. 4 Laservergroting van de veerbuis voor krachtige dozers
Het ISO 9000 kwaliteitsmanagementsysteem vereist procesbewaking van onderdelen en componenten, en de kwaliteit ervan moet traceerbaar zijn. Om de kwaliteit en het gebruik van onderdelen en componenten effectief te kunnen traceren, hebben fabrikanten van bouwmachines permanente identificatie nodig van zelfgemaakte onderdelen en accessoires.
Deze identificatie omvat basisinformatie zoals productnaam, materiaalnummer, tekeningnummer, fabrikant, productiedatum en tweedimensionale code.
De traditionele markeertechnologie maakt gebruik van de continue mechanische beweging van de cilinder om het object te raken, waardoor een bewegingsspoor op het oppervlak van het bord achterblijft. Deze methode heeft echter nadelen zoals veel ruis, onscherp schrift en vervorming van het bord.
Lasermarkeertechnologie is een contactloze bewerkingsmethode die gebruik maakt van de straal die door de laser wordt uitgezonden om het materiaal op het oppervlak van het werkstuk onmiddellijk te smelten. Het pad van de laser op het oppervlak van het materiaal wordt gecontroleerd om een grafische markeermethode te vormen, zoals weergegeven in afbeelding 5.
Vergeleken met traditionele methoden heeft het de volgende voordelen:
a) Pneumatische markering
b) Lasermarkering
Fig.5 Vergelijkingsvoorbeeld van toepassingen voor bewegwijzeringscodering
Zoals de bovenstaande voorbeelden aantonen, wordt lasertechnologie voortdurend gebruikt in verschillende processtappen in de productie-industrie van technische machines. Laserreiniging technologie wint vooral aan aandacht in de ruimtevaart, auto-industrie, bouwmachines en andere gebieden.
Dit proces is in staat om verf te verwijderen, mallen te reinigen en oxidatielagen en coatings te verwijderen voorafgaand aan het lassen. Het werkt op een hogere snelheid en produceert minder afval, maar het wordt minder vaak gebruikt in de huidige bouwmachine-industrie.
De meeste ondernemingen voor bouwmachines hebben de bovengenoemde laserverwerkingstechnologie opgenomen in hun eigen bedrijfsprocesnormen om de kwaliteit en efficiëntie van hun producten te verbeteren.
Nu lasertechnologie steeds lokaler wordt, overwegen kleine en middelgrote ondernemingen ook om laserapparatuur aan te schaffen om de arbeidskosten te verlagen en de productkwaliteit te verbeteren.
Vergeleken met de volwassen gestandaardiseerde toepassingen in het buitenland hebben binnenlandse processors echter nog een lange weg te gaan.
De laserbewerkingstechnologie is een complex systeem dat verschillende gebieden combineert, zoals mechanisch, elektrisch, numerieke besturing, optisch en hydraulisch.
De technische vereisten voor ondernemingen om dit gebied te betreden zijn relatief hoog, wat de reden is waarom ontwikkelde landen zoals het Verenigd Koninkrijk, Duitsland en de Verenigde Staten de ontwikkelingsrichting van de laserverwerkende industrie hebben geleid.
Hoewel China dit gebied relatief laat heeft betreden, met de voortdurende implementatie van de nationale strategie "Made in China 2025," Chinese fabrikanten van laserapparatuur en wetenschappelijke onderzoeksinstellingen hebben hard gewerkt, en opkomende sterren zoals Han's Laser hebben de kloof in technologie met buitenlandse laserapparatuur verkleind.
Bovendien is de ontwikkeling van laserverwerkingstechnologie een langdurig en uitdagend proces dat de inspanningen vereist van alle aspecten van de samenleving.
Ik denk dat de toekomst van lasertechnologie zich zal richten op de volgende ontwikkelingsgebieden.
Als fundamenteel onderdeel van laserverwerkingstechnologie bepaalt de grootte van de laser de grootte van de hele machine.
In het beginstadium van de ontwikkeling was de grootte van lasers relatief groot en vereisten ze een aanzienlijke hoeveelheid ruimte door de beperkingen van micro-elektronica en optische technologie.
Echter, met de voortdurende vooruitgang en ontwikkeling van nieuwe lasertechnologie, zoals glasvezeltechnologie en UV-technologie, zijn er kleinere lasers ontwikkeld met een hoge conversie-efficiëntie, goede werkstabiliteit en goede straalkwaliteit. Deze vooruitgang biedt een solide basis voor de miniaturisatie van laserapparatuur.
Om aan de eisen van de markt te voldoen, richten fabrikanten van laserapparatuur zich niet langer alleen op enkele laserbewerkingsfuncties. In plaats daarvan ontwikkelen ze geïntegreerde apparatuur die meerdere functies kan uitvoeren, zoals snijden, lassen, warmtebehandeling en spuiten. Deze multifunctionele apparatuur maximaliseert de waarde voor klanten.
Met de opkomst van internettechnologie is intelligentie van apparatuur een andere belangrijke trend geworden in laserverwerkingstechnologie.
In een slimme fabriek worden verschillende productieplannen en gegevens over materiaalverwerking geüpload naar de bedrijfscloud. Technici kunnen de status van de apparatuur op afstand bedienen vanuit een kantoor met behulp van een terminal op afstand. Deze aanpak maakt digitalisering, automatisering en informatisering van het productieproces mogelijk.
Met de implementatie van het plan "Made in China 2025" is lasertechnologie een cruciaal hulpmiddel geworden om de transformatie en upgrading van de bouwmachine-industrie te bevorderen vanwege de ongeëvenaarde voordelen.
Na de wijdverspreide toepassing van informatietechnologie zoals Internet+ en 5G, verschuiven laserverwerking en -productie ook naar intelligente productie.
Aangezien de overheid bedrijven aanmoedigt om technologische innovatie na te streven, zijn binnenlandse laserfabrikanten zal de R&D-investeringen blijven verhogen om de markt te voorzien van laserapparatuur met hogere kostenprestaties.
Dit zal de innovatie van opkomende gebieden en traditionele fabricageprocessen stimuleren en tegelijkertijd technische ondersteuning bieden voor een bredere toepassing van lasertechnologie in de bouwmachine-industrie in de toekomst.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
DE 
ES 
FR 
PT 
RU 