Com o crescimento constante da indústria pesada, a tecnologia de corte a laser avançou do corte de chapas finas para o corte de chapas grandes e grossas. O corte a laser entrou agora na era da alta potência. Esta nova era exige maior precisão, velocidade e espessura no corte de chapas metálicas da indústria transformadora. Como resultado, a potência do laser [...]
Com o crescimento constante da indústria pesada, a tecnologia de corte a laser avançou do corte de chapas finas para o corte de chapas grandes e grossas.
O corte a laser entrou agora na era da alta potência.
Esta nova era exige uma maior precisão, velocidade e espessura no corte de chapas metálicas do fabrico industrial. Como resultado, o poder da corte a laser máquinas está a aumentar continuamente.
Do ponto de vista industrial, as máquinas de corte a laser de alta potência não são apenas uma progressão natural no seu desenvolvimento, mas também se alinham com a tendência geral do desenvolvimento industrial.
No processamento de chapas metálicas Na indústria, as vantagens das máquinas de corte a laser são muito significativas. A sua elevada precisão, velocidade e qualidade levaram à sua substituição gradual dos métodos de processamento tradicionais e ao seu estabelecimento como o principal equipamento de corte chapa metálica.
Desde o aparecimento das máquinas de corte a laser, a utilização de corte por laser de fibra ultrapassou o das máquinas YAG e CO2, tendo surgido a tendência para máquinas de corte a laser de alta potência. Estas máquinas de alta potência tornaram-se a norma para cortar chapas grossas e aumentar a eficiência do corte.
Recentemente, as máquinas de corte a laser de alta potência tornaram-se um tópico popular no campo do corte a laser, com muitas empresas a introduzir equipamento de corte a laser de fibra com níveis de potência superiores a 10.000 watts.
Para a indústria de processamento de chapas metálicas, a introdução de máquinas de corte de alta potência melhorou significativamente a espessura e a eficiência das chapas corte de metais. Estas máquinas estão constantemente a ultrapassar os limites da espessura de corte do material.
Este facto, combinado com a diminuição do custo de processamento de chapas grossas, cria um ciclo positivo e impulsiona a expansão da aplicações de corte a laser.
As máquinas de corte a laser podem ser classificadas em três categorias com base na sua potência: baixa potência, média potência e alta potência.
As máquinas de corte a laser de baixa potência são adequadas para corte de aço inoxidável e aço-carbono com uma espessura geral.
As máquinas de corte a laser de alta potência são ideais para cortar chapas grossas e maximizar a eficiência do corte.
Por conseguinte, as máquinas de corte a laser com um potência do laser de potência igual ou superior a 10 000 watts são normalmente designadas por máquinas de corte a laser de alta potência. (Ver Figura 1)
Fig. 1 Laser de alta potência máquina de corte
De acordo com a espessura variável das placas de metal que são submetidas ao corte a laser, as especificações de potência do laser de fibra utilizado no corte a laser de alta potência são as seguintesmáquina de corte elétrico também deve variar.
A tendência atual do mercado de transformação de metais mostra que as grandes, médias e pequenas empresas estão gradualmente a atualizar-se para várias especificações, como indicado no quadro 1.
Quadro 1 Especificações do laser de fibra de alta potência
| Potência/Kw | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| Nota | Normal | Normal | Normal | Raro | Raro | Raro | Raro |
Quando a máquina de corte a laser de alta potência funciona, é crucial manter a precisão do corte, a velocidade e a qualidade do corte. Para obter estes benefícios, o oxigénio utilizado deve ter um elevado grau de pureza, normalmente 99,99%.
(1) Máquina de corte de alta velocidade com desempenho dinâmico melhorado
Esta máquina-ferramenta, equipada com um laser de fibra de 10000 watts, apresenta uma nova estrutura de feixe triangular que oferece as seguintes vantagens:
① O peso foi reduzido em 30%, resultando num melhor desempenho dinâmico.
② Pode atingir uma velocidade máxima de movimento de 200m/min e tem uma aceleração de 4G.
③ O peso da base foi aumentado em aproximadamente 20% para alterar o modo de fixação da máquina-ferramenta e eliminar qualquer impacto que a aceleração elevada possa ter no seu desempenho.
(2) Novo sistema de software
O software e o sistema de controlo de uma máquina-ferramenta funcionam como o seu cérebro e centro de comando. A atualização do hardware pode trazer benefícios adicionais, mas a principal diferença no desempenho da máquina reside no software e no sistema de controlo, que podem variar muito.
(3) Pode efetuar um corte estável a uma velocidade de 100M / min
① O tempo de resposta do sensor capacitivo é três vezes mais rápido do que o de uma cabeça de corte tradicional.
② A velocidade do eixo z foi aumentada, resultando numa operação mais suave e sem paragens. Isso levou a um aumento de mais de 30% em corte de chapa eficiência, função "leapfrog" melhorada e função de adaptação da aceleração melhorada.
③ As funções de perfuração rápida, perfuração precisa e diagnóstico remoto foram melhoradas e uma interface inteligente foi adicionada para facilitar a implementação dos recursos da "Indústria 4.0".
A cabeça de corte de alta potência é o componente chave para garantir a estabilidade durante o funcionamento contínuo de alta potência. Possui as seguintes características
① Vedação melhorada e sistema de arrefecimento melhorado, bem como uma gama de focagem mais ampla e lentes resistentes a altas temperaturas.
② Para superar o problema de desvio de foco causado pela alta potência lente térmica durante uma utilização prolongada, a cabeça de corte de alta potência adoptou uma nova estrutura de conceção do percurso do gás e substituiu o bocal por um novo design, melhorando a velocidade de corte e a estabilidade.
(1) A espessura do corte de chapas grossas está a aumentar
A cabeça de corte de alta potência é o componente chave para garantir a estabilidade durante o funcionamento contínuo de alta potência. Possui as seguintes características
① Vedação melhorada e sistema de arrefecimento melhorado, bem como uma gama de focagem mais ampla e lentes resistentes a altas temperaturas.
② Para superar o problema de desvio de foco causado pelo efeito de lente térmica de alta potência durante o uso prolongado, a cabeça de corte de alta potência adotou uma nova estrutura de design de caminho de gás e substituiu o bico por um novo design, melhorando a velocidade de corte e a estabilidade.
Fig. 2 Peça de trabalho para cortar chapa grossa
(2) Multiplicação da eficiência da chapa fina no corte
① Ao cortar placas de aço inoxidável com uma espessura de 3 a 10mm, a velocidade de corte de uma máquina de corte a laser de 10000W é mais do que o dobro de uma máquina de 6000W.
② Na aplicação de corte de aço carbono, uma máquina de corte a laser de 10000W pode obter um corte de superfície rápido e brilhante a uma velocidade de 18 a 20 mm / s, que é o dobro da velocidade de corte padrão comum.
③ As placas de aço carbono até 12 mm de espessura podem ser cortadas com ar comprimido ou nitrogénio, resultando numa eficiência de corte 6 a 7 vezes superior à utilização de oxigénio.
(1) O equipamento está equipado com uma estrutura mecânica de grande capacidade de carga
As máquinas de corte de alta potência apresentam uma base de ferro fundido que é fundida como uma peça única utilizando ferro fundido de grafite em flocos, com uma resistência mínima à tração de 200MPa. Isto resulta em melhorias significativas em teor de carbonoresistência à compressão, amortecimento de vibrações e resistência ao desgaste (conforme ilustrado na Figura 3).
Fig. 3 Cama da máquina
(2) Características do leito de ferro fundido
① A base tem um excelente desempenho de lubrificação, é altamente resistente à corrosão e possui uma estabilidade dimensional notável, minimizando os erros de maquinação causados pelas vibrações da base.
② Isto resulta numa redução da perda de equipamento durante a utilização e numa melhoria do coeficiente de estabilidade em mais de 30%. A precisão da qualidade é também aumentada em mais de 30% e a vida útil da cama é prolongada em mais de 70 anos.
(1) Modo de mudança manual do bico
Durante o corte, o bocal deve ser trocado em função da espessura e do tipo de material a cortar.
No passado, a substituição dos bicos era efectuada manualmente, o que não só consumia muito tempo e exigia esforços repetidos por parte dos técnicos, como também era um desafio para garantir a precisão e a estabilidade após a substituição.
Encontrar um método eficiente e rápido para substituir o bocal, assegurando ao mesmo tempo que cada substituição é segura e precisa, é um desafio técnico no domínio do corte a laser.
(2) Tecnologia de substituição automática do bocal
A máquina de corte a laser de alta potência possui substituição automática do bocal.
Dispõe de várias funções, como a substituição automática do bocal, cabeça do laser calibração e limpeza dos bicos, reduzindo a necessidade de trabalho manual.
Para substituir o bocal, basta acionar o comando adequado no ecrã tátil.
As vantagens desta tecnologia de substituição automática de bicos incluem
(1) Perfuração do raio
Apresenta as vantagens de um tempo de perfuração curto, baixa energia de focagem térmica, um ponto de partida estável e a preservação da estabilidade no sistema servo, resultando num desempenho de corte ótimo.
As vantagens da perfuração de raios são apresentadas no Quadro 2.
| Item | Índice | Nota |
| Tempo de perfuração | Reduzido em cerca de 90% | Melhorar a eficiência do processamento |
| Taxa de porosidade dos resíduos | De cerca de 10% a cerca de 0,3% | Melhorar a integridade da peça de trabalho |
| Poupar gás e eletricidade | Os danos do laser e da cabeça de corte são reduzidos | Melhorar a utilização dos materiais |
(2) Furo de limite
A indústria do corte a laser há muito que defende que a espessura da chapa determina o diâmetro mínimo do furo de corte.
No entanto, com a utilização de máquinas de corte a laser de alta potência, é possível obter um diâmetro de furo ainda mais pequeno, com um rácio tão baixo como 0,15 vezes a espessura da placa, como demonstrado na Figura 4.
Fig. 4 Amostra de corte de furo mínimo
(1) Alta velocidade
O velocidade de corte a laser ultrapassou os 20 m/min. A velocidade de movimento de dois eixos da máquina de corte de processamento pode atingir um máximo de 250 m/min e a sua aceleração durante o funcionamento é de aproximadamente 10 g.
(2) Alta precisão
Uma placa de 1mm de espessura pode ser cortada em aproximadamente 500 peças por minuto para um pequeno furo de cerca de 10mm de diâmetro. O processo de corte resulta num erro mínimo entre os furos.
(3) Desenvolver-se na direção da chapa grossa
A potência da máquina de corte a laser de alta potência está a aumentar gradualmente, e o tamanho da chapa grossa também está a aumentar.
(4) Evolução para grandes dimensões
A gama de tamanhos de processamento da tecnologia de corte a laser também está a aumentar, e a tecnologia de corte a laser começou a desenvolver-se para grandes dimensões.
(5) Automático não tripulado
É crucial e urgente fazer avançar a tecnologia de corte a laser automático e não tripulado.
① A integração da tecnologia de rede informática transformou o corte a laser num processo totalmente automático e não tripulado.
② A crescente procura desta tecnologia no mercado está a impulsionar a necessidade de automação total no corte a laser.
(6) Intelectualização
Acompanhe o ritmo do fabrico inteligente de acordo com as exigências técnicas da Indústria 4.0. Esta abordagem utiliza tecnologia de reconhecimento gráfico preciso e uma interface de fácil utilização para uma interação homem-computador perfeita.
A combinação de controlo por laser e computador, tecnologia de controlo numérico, um sistema ótico, dispositivos de posicionamento automático de alta precisão e funções integradas, tais como descarga automática, uma base de dados do processo de corte, diagnóstico remoto de falhas e controlo remoto, permitem o processamento eficiente de peças maciças e complexas.
(1) Desenvolvimento de equipamentos de alta potência
O corte a laser é considerado um método ideal no processamento de corte e representa o avanço da moderna tecnologia de processamento de metais. Atualmente, as máquinas de corte a laser de alta potência estão a ser objeto de investigação e desenvolvimento em áreas como a alta velocidade, a alta precisão, o grande formato, o corte tridimensional e o corte de materiais especiais, para impulsionar o avanço técnico do corte a laser de alta potência e satisfazer as crescentes exigências do mercado.
(2) Seleção de equipamento de alta potência
Ao selecionar o equipamento de corte a laser de alta potência, as empresas devem considerar cuidadosamente vários factores: para além da velocidade de corte e da precisão, a estabilidade e a consistência do corte contínuo de potência total, a capacidade da máquina-ferramenta para corresponder à velocidade, a qualidade avançada da máquina-ferramenta e a vida útil da precisão também devem ser avaliadas.
Não basta comparar preços para comprar equipamento de corte a laser de alta potência. Este tipo de equipamento exige um investimento elevado, o que acarreta um nível de risco mais elevado.
Por conseguinte, ao entrar no mercado de elevado rendimento do corte a laser, as empresas devem reconhecer e compreender os riscos envolvidos.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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