برش لیزری آلومینیومی

برش لیزری و برش واترجت: ترکیب دو فناوری عالی؟ یا زمانی که انفرادی هستند بهترین هستند؟ مثل همیشه، پاسخ به این بستگی دارد که چه مشاغلی در فروشگاه وجود دارد، چه موادی اغلب مورد استفاده قرار می گیرند، سطح مهارت اپراتورها، و در نهایت بودجه تجهیزات موجود.
طبق نظرسنجی از تامین کنندگان اصلی هر سیستم، پاسخ کوتاه این است که جت های آب از نظر مواد قابل برش نسبت به لیزر ارزان تر و همه کاره تر هستند. از فوم گرفته تا غذا، جت های آب انعطاف پذیری فوق العاده ای از خود نشان می دهند. لیزرها هنگام تولید مقادیر زیادی از فلزات نازک تر تا ضخامت 1 اینچ (25.4 میلی متر) سرعت و دقت بی نظیری را ارائه می دهند.
از نظر هزینه های عملیاتی، سیستم های واتر جت مواد ساینده را مصرف می کنند و نیاز به اصلاح پمپ دارند.آنها همچنین ممکن است به آموزش اپراتور بیشتری نیاز داشته باشند (اگرچه رابط های کنترل مدرن منحنی یادگیری را کوتاه می کنند). تا حد زیادی متداول ترین ساینده واترجت گارنت است. در موارد نادری هنگام استفاده از مواد ساینده بیشتر مانند اکسید آلومینیوم، لوله و نازل اختلاط سایش بیشتری را تجربه خواهند کرد. با گارنت، اجزای واترجت ممکن است به مدت 125 ساعت برش دهند.با آلومینا، ممکن است فقط حدود 30 ساعت دوام بیاورند.
داستین دیهل، مدیر محصول بخش لیزر شرکت آمادا آمریکا در بوئنا پارک، کالیفرنیا، می‌گوید در نهایت، این دو فناوری باید مکمل یکدیگر دیده شوند.
دیهل توضیح داد: «وقتی مشتریان هر دو فناوری را دارند، انعطاف‌پذیری زیادی در مناقصه دارند.» آن‌ها می‌توانند برای هر نوع کاری پیشنهاد بدهند، زیرا این دو ابزار متفاوت اما مشابه را دارند و می‌توانند برای کل پروژه پیشنهاد بدهند.
به عنوان مثال، یک مشتری آمادا با دو سیستم، بر روی یک لیزر خالی می‌کند. دیهل می‌گوید: «در کنار پرس بریک یک عایق مقاوم در برابر حرارت برش جت آب وجود دارد.» وقتی ورق خم شد، عایق را داخل آن قرار می‌دهند، خم می‌شوند. دوباره آن را انجام دهید و سجاف کردن یا آب بندی را انجام دهید.این یک خط مونتاژ کوچک و منظم است.»
در موارد دیگر، دیهل ادامه داد، فروشگاه‌ها گفتند که می‌خواهند یک سیستم برش لیزری بخرند، اما فکر نمی‌کردند که کار زیادی برای توجیه هزینه‌ها انجام می‌دهند. روز، ما آنها را به لیزر نگاه می کنیم.ما می‌توانیم ورق فلز را به جای چند ساعت در چند دقیقه انجام دهیم.»
تیم هولکامب، متخصص برنامه های کاربردی در OMAX Corp. کنت، واشینگتن، که مغازه ای با حدود 14 لیزر و یک واترجت دارد، به یاد می آورد که تصویری را که سال ها پیش در یک شرکت با استفاده از لیزر، واترجت و EDM سیمی دیده بود دیده بود.پوستر بهترین مواد و ضخامت هایی را نشان می دهد که هر نوع ماشینی می تواند از عهده آن برآید - لیستی از جت های آب دیگر را از بین می برد.
در نهایت، هولکامب توضیح می‌دهد: «من می‌بینم که لیزرها تلاش می‌کنند در دنیای واترجت رقابت کنند و بالعکس، و آنها خارج از حوزه‌های مربوطه خود برنده نمی‌شوند.» او همچنین خاطرنشان کرد که از آنجایی که واترجت یک سیستم برش سرد است، «ما می‌توانیم از کاربردهای پزشکی یا دفاعی بیشتری استفاده کنید زیرا ما منطقه متاثر از گرما (HAZ) نداریم - ما فناوری میکروجت هستیم.نازل مینی جت و برش میکرو جت” واقعاً برای ما اوج گرفت.
تیم فابیان، معاون بازاریابی و مدیریت محصول در Flow International Corp. در کنت، واشنگتن، معتقد است در حالی که لیزرها بر برش فولاد سیاه ملایم غالب هستند، فناوری واترجت "واقعاً چاقوی ارتش سوئیس در صنعت ماشین ابزار است." گروه فناوری. مشتریان آن عبارتند از جو گیبس ریسینگ.
فابیان توضیح داد: "اگر در مورد آن فکر کنید، تولید کننده ماشین های مسابقه ای مانند Joe Gibbs Racing دسترسی کمتری به ماشین های لیزری دارد زیرا آنها اغلب تعداد محدودی از قطعات را از مواد مختلف از جمله تیتانیوم، آلومینیوم و فیبر کربن برش می دهند." یکی از نیازهایی که آنها برای ما توضیح دادند این بود که دستگاهی که استفاده می کردند باید برنامه ریزی بسیار آسانی داشته باشد.گاهی اوقات یک اپراتور ممکن است قطعه‌ای را از آلومینیوم ¼ اینچی [6.35 میلی‌متر] بسازد و آن را روی خودروی مسابقه‌ای نصب کند، اما سپس تصمیم می‌گیرد که قطعه از تیتانیوم، ورق فیبر کربن ضخیم‌تر یا ورق آلومینیوم نازک‌تر ساخته شود. ”
او ادامه داد: در یک مرکز ماشینکاری سنتی CNC، "این تغییرات قابل توجه است."تلاش برای تغییر دنده از ماده به ماده و از قسمتی به قطعه دیگر به معنای تغییر سر برش، سرعت اسپیندل، نرخ تغذیه و برنامه است.
یکی از چیزهایی که آنها واقعاً ما را به استفاده از واترجت سوق دادند، ایجاد یک کتابخانه از مواد مختلفی بود که استفاده می‌کردند، بنابراین تنها کاری که آنها باید انجام می‌دادند این بود که چند کلیک ماوس انجام دهند و آنها را از آلومینیوم ¼ به ½ اینچ تغییر دهند [12.7] فابیان ادامه داد: «با یک کلیک دیگر، آنها از فیبر کربن ½ اینچی به 1/8 اینچ [3.18 میلی‌متر] تیتانیوم می‌رسند.»Joe Gibbs Racing از آلیاژهای عجیب و غریب و چیزهایی استفاده می کند که معمولاً مشتریان عادی از آنها استفاده نمی کنند.بنابراین ما زمان زیادی صرف کار با آنها برای ایجاد کتابخانه هایی با این مواد پیشرفته شده است.با وجود صدها ماده در پایگاه داده ما، فرآیند آسانی برای مشتریان وجود دارد که به مواد منحصر به فرد خود اضافه کنند و این پایگاه داده را بیشتر گسترش دهند.”
یکی دیگر از کاربران رده بالای واترجت فلو، اسپیس ایکس الون ماسک است. ما در اسپیس ایکس ماشین‌های زیادی برای ساخت قطعات کشتی‌های موشک داریم. یکی دیگر از تولیدکنندگان اکتشافات هوافضا، بلو اوریجین، نیز از دستگاه فلو استفاده می‌کند. از هیچ چیزی 10000 نمی‌سازیم.دارند یکی از آنها را می سازند، پنج تای آن ها، چهار تایشان."
برای فروشگاه های معمولی، فابیان خاطرنشان می کند: «هر زمان که شغلی دارید و به 5000 ¼» چیزی از فولاد نیاز دارید، شکست دادن لیزر سخت خواهد بود.اما اگر به دو قطعه فولادی، سه قطعه آلومینیومی، قطعات ساخته شده یا چهار قسمت نایلونی نیاز دارید، احتمالاً به جای جت آب از لیزر استفاده نمی‌کنید. با جت آب، می‌توانید هر ماده‌ای را از فولاد نازک تا 6 اینچ برش دهید. فلزی به ضخامت 8 اینچ [15.24 تا 20.32 سانتی متر].
Trumpf با تقسیم‌بندی لیزر و ماشین ابزار خود جای پای روشنی در لیزر و CNC معمولی دارد.
در پنجره باریکی که واترجت و لیزر به احتمال زیاد همپوشانی دارند - ضخامت فلز کمی بیش از 25.4 میلی متر است - واترجت یک لبه تیز را حفظ می کند.
برت تامپسون، مدیر فناوری لیزر و فروش، گفت: «برای فلزات بسیار بسیار ضخیم - 1.5 اینچ (38.1 میلی‌متر) یا بیشتر - نه تنها یک واترجت می‌تواند کیفیت بهتری به شما بدهد، بلکه ممکن است لیزر نتواند فلز را پردازش کند. مشاوره. پس از آن، تفاوت واضح است: غیر فلزات احتمالاً روی یک واترجت ماشین کاری می شوند، در حالی که برای هر فلزی با ضخامت یا نازک تر 1 اینچ، لیزر بی دردسر است. برش لیزری بسیار سریع تر است، به خصوص در نازک تر. و/یا مواد سخت تر – به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ در مقایسه با آلومینیوم.
برای پایان بخش، به خصوص کیفیت لبه، با ضخیم تر شدن مواد و تبدیل گرما به یک عامل، جت آب دوباره مزیت پیدا می کند.
تامپسون اذعان کرد: «این می‌تواند جایی باشد که جت آب ممکن است مزیتی داشته باشد.» دامنه ضخامت‌ها و مواد بیشتر از لیزر با ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچک‌تر است.اگرچه فرآیند کندتر از لیزر است، اما واترجت همچنین کیفیت لبه خوبی را ارائه می دهد.همچنین هنگام استفاده از واترجت، شما تمایل دارید مربعی بسیار خوبی داشته باشید - حتی ضخامت بر حسب اینچ، و اصلاً هیچ سوراخی وجود ندارد.
تامپسون افزود که مزیت اتوماسیون از نظر ادغام در خطوط تولید توسعه یافته، لیزر است.
"با لیزر، یکپارچگی کامل امکان پذیر است: مواد را در یک طرف بارگذاری کنید، و از طرف دیگر سیستم یکپارچه برش و خمش را خروجی کنید، و یک قطعه برش و خم شده تمام شده را دریافت می کنید.در این مورد، جت آب ممکن است هنوز انتخاب ضعیفی باشد - حتی با یک سیستم مدیریت مواد خوب - زیرا قطعات بسیار کندتر بریده می شوند و بدیهی است که شما باید با آب مقابله کنید.
تامپسون ادعا می کند که کارکرد و نگهداری لیزرها هزینه کمتری دارند زیرا "مواد مصرفی مورد استفاده نسبتاً محدود هستند، به ویژه لیزرهای فیبر".با این حال، «هزینه کلی واترجت‌های غیرمستقیم به دلیل قدرت کمتر و سادگی نسبی دستگاه، احتمالاً کمتر است.واقعاً بستگی به این دارد که این دو دستگاه چقدر خوب طراحی و نگهداری شوند.»
او به یاد می‌آورد که وقتی Holcomb OMAX در دهه 1990 مغازه‌ای را راه‌اندازی می‌کرد، «هر وقت یک قطعه یا طرح اولیه روی میزم داشتم، فکر اولیه من این بود که «آیا می‌توانم آن را با لیزر انجام دهم؟» اما قبل از اینکه قبل از آن بدانم، ما این کار را انجام دادیم. پروژه‌های بیشتر و بیشتری اختصاص داده شده به واترجت‌ها. اینها مواد ضخیم‌تر و انواع خاصی از قطعات هستند، به دلیل ناحیه تحت تأثیر حرارت لیزر نمی‌توانیم در گوشه‌ای بسیار تنگ قرار بگیریم.از گوشه خارج می‌شود، بنابراین ما به سمت جت‌های آب متمایل می‌شویم - حتی کاری که لیزرها معمولاً انجام می‌دهند. همین امر در مورد ضخامت مواد نیز صدق می‌کند.
در حالی که ورق های منفرد در لیزر سریعتر هستند، ورق هایی که در چهار لایه چیده شده اند روی واترجت سریعتر هستند.
"اگر بخواهم دایره ای به ابعاد 3*1 اینچ [76.2*25.4 میلی متر] را از فولاد 1/4 اینچی [6.35 میلی متر] برش دهم، احتمالاً لیزر را به دلیل سرعت و دقت آن ترجیح می دهم.فینیش – کانتور برش جانبی – بیشتر شبیه شیشه خواهد بود، بسیار صاف.
اما برای اینکه لیزر در این سطح از دقت کار کند، او افزود: «شما باید در فرکانس و قدرت متخصص باشید.ما در آن خیلی خوب هستیم، اما شما باید آن را خیلی محکم شماره گیری کنید.با جت آب، برای اولین بار، ابتدا سعی کنید.اکنون، همه دستگاه‌های ما دارای یک سیستم CAD هستند. من می‌توانم یک قطعه را مستقیماً روی دستگاه طراحی کنم.»او اضافه می‌کند که این برای نمونه‌سازی عالی است. «من می‌توانم مستقیماً روی واترجت برنامه‌نویسی کنم و تغییر ضخامت و تنظیمات مواد را آسان‌تر کنم».تنظیمات کار و انتقال "مقایسه است.من چند جابجایی برای واترجت‌ها دیده‌ام که بسیار شبیه به لیزر هستند.»
اکنون، برای کارهای کوچکتر، نمونه سازی یا استفاده آموزشی - حتی برای یک مغازه سرگرمی یا گاراژ - ProtoMAX OMAX با یک پمپ و میز ریخته گری برای جابجایی آسان ارائه می شود. مواد قطعه کار برای برش آرام در زیر آب غوطه ور می شود.
در مورد تعمیر و نگهداری، "معمولا من می توانم شخصی را در یک یا دو روز آموزش دهم و آنها را خیلی سریع به میدان بفرستم."
پمپ‌های EnduroMAX OMAX برای کاهش مصرف آب و امکان بازسازی سریع طراحی شده‌اند. نسخه فعلی دارای سه مهر و موم دینامیک است.این یک پمپ فشار بالا است، بنابراین وقت خود را صرف کنید و تمرینات مناسب را دریافت کنید.
او پیشنهاد می‌کند: «جت‌های آب پله‌ای عالی برای پاک کردن و ساختن هستند، و شاید قدم بعدی شما لیزر باشد.» این به مردم اجازه می‌دهد قطعات را برش دهند.و پرس ترمزها بسیار مقرون به صرفه هستند، بنابراین می توانند آنها را برش داده و خم کنند.در یک محیط تولید، ممکن است شما تمایل به استفاده از لیزر داشته باشید.
در حالی که لیزرهای فیبر انعطاف‌پذیری را برای برش غیر فولادی (مس، برنج، تیتانیوم) ارائه می‌دهند، جت‌های آب می‌توانند مواد واشر و پلاستیک را به دلیل عدم وجود HAZ برش دهند.
دیهل گفت که استفاده از نسل فعلی سیستم های برش لیزر فیبر "اکنون بسیار شهودی است و مکان تولید را می توان با برنامه تعیین کرد." اپراتور فقط قطعه کار را بارگذاری می کند و شروع به کار می کند.من اهل مغازه هستم و در عصر CO2 اپتیک شروع به پیر شدن و خراب شدن می کند، کیفیت برش آسیب می بیند، و اگر بتوانید این مسائل را تشخیص دهید، یک اپراتور عالی در نظر گرفته می شوید.سیستم های فیبر امروزی برش کوکی ها هستند، آنها آن مواد مصرفی را ندارند، بنابراین می توان آنها را روشن یا خاموش کرد - قطعات برش یا نه.کمی تقاضای اپراتور ماهر را می طلبد.گفته می‌شود، من فکر می‌کنم انتقال از واتر جت به لیزر آسان و روان خواهد بود.»
دیهل تخمین می زند که یک سیستم لیزر فیبر معمولی می تواند 2 تا 3 دلار در ساعت کار کند، در حالی که واترجت ها حدود 50 تا 75 دلار در ساعت کار می کنند، با در نظر گرفتن مصرف ساینده (به عنوان مثال، گارنت) و بهسازی پمپ های برنامه ریزی شده.
همانطور که قدرت کیلووات سیستم های برش لیزری همچنان در حال افزایش است، آنها به طور فزاینده ای جایگزینی برای جت های آب در موادی مانند آلومینیوم می شوند.
دیهل توضیح می دهد: «در گذشته، اگر از آلومینیوم ضخیم استفاده می شد، واترجت [از] مزیت برخوردار بود.» لیزر توانایی عبور از آلومینیوم 1 اینچی را ندارد. در آن دنیا برای مدت طولانی خراب می شود، اما اکنون با فیبر نوری با وات بالاتر و پیشرفت در فناوری لیزر، آلومینیوم 1 اینچی دیگر مشکلی نیست.اگر یک مقایسه هزینه انجام دهید، برای سرمایه گذاری اولیه در دستگاه، جت های آب ممکن است ارزان تر باشند.قطعات برش لیزری ممکن است 10 برابر بیشتر باشد، اما برای افزایش هزینه ها باید در این محیط با حجم بالا باشید.همانطور که قطعات مختلط بیشتری را با حجم کم اجرا می کنید، ممکن است فوایدی برای واتر جت وجود داشته باشد، اما مطمئناً در محیط تولید اینگونه نیست.اگر در هر نوع محیطی هستید که باید صدها یا هزاران قطعه را اجرا کنید، این یک برنامه واترجت نیست.
برای نشان دادن افزایش توان لیزری موجود، فناوری ENSIS آمادا از 2 کیلووات به 12 کیلووات در سال 2013 افزایش یافته است. با پرتویی که در امتداد قطر نازل حرکت می کند.
دیهل در مورد VENTIS گفت: «ما می‌توانیم تکنیک‌های مختلفی را با حرکت به جلو و عقب، بالا و پایین، پهلو به پهلو یا شکل هشت انجام دهیم. یکی از چیزهایی که از فناوری ENSIS آموخته‌ایم این است که هر ماده‌ای یک شیرینی دارد. نقطه - راهی که دوست دارد برش دهد.ما این کار را با استفاده از انواع مختلف الگوها و شکل دهی پرتو انجام می دهیم.با VENTIS، ما تقریباً مانند یک اره به جلو و عقب می رود.همانطور که سر حرکت می کند، پرتو به جلو و عقب حرکت می کند، بنابراین شما رگه های بسیار صاف، کیفیت لبه عالی و گاهی اوقات سرعت خواهید داشت.
مانند سیستم واترجت کوچک ProtoMAX OMAX، آمادا در حال آماده سازی یک "سیستم فیبر ردپای بسیار کوچک" برای کارگاه های کوچک یا "کارگاه های نمونه سازی تحقیق و توسعه" است که نمی خواهند به بخش تولید خود نفوذ کنند، زمانی که فقط نیاز به ساخت چند نمونه اولیه دارند. ”