Металл лазерийн огтлогчийн үр ашиглалтыг хэрхэн сайжруулах вэ?

Төрөл бүрийн материалд тохирсон үр ашигтай байдлыг хангахын тулд гол лазерын параметрүүдийг тохируулах

Металлын төрөл ба зузаан тус бүрд тохирсон лазерын хүч, огтлох хурд, фокусын байрлалыг тохируулах

Лазерийн огтлогчийнхаа үр ашиглалтыг хамгийн их байлгахын тулд гол параметрүүдийг нарийвчлан тохируулах нь маш чухал. Зэвэрдэггүй болдрыг хэт исэлдүүлэхээс сэргийлэхийн тулд илүү өндөр хүч (3–6 кВт) ба удаан хурд шаардлагатай бол хөнгөн цагаан металл нь хайласан масс цуграхаас сэргийлэхийн тулд бага хүч, хурдан хурд шаарддаг. Фокусын байршил нь ирмэгийн чанар ба гүн огтлолтод шууд нөлөөлдөг:

• Нимгэн хавтан (3 мм-с бага) : Хаан нарьдсан фокус (–0.5 мм) дулааны деформацийг хамгийн бага байлгадаг
• Зузаан хавтангууд (>10 мм) : Илүү гүн фокус (+2 мм) хавтангийн бүх зузааныг нэвтрэн туяаны интенсив чадал үргэлжлүүлдэг

Материалын тодорхой шинж чанарын үзүүлэлтүүдийн эсрэг баталгаажуулсан зөв калибрак, үйлдвэрийн анхдагч тохиргоотой харьцуулахад, орхи өргийг 28%-иар бууруулж, олборлолтын хурдыг 15%-иар нэмэгдүүлдэг. Энэ нь рецензлагдсан иргэний судалгаанд нийтлэгдсэн юм Үйлдвэрлэлийн Процессуудын Журналд .

Өндөр нийлмэл металл лазерийн олборлолтын машиний үйл ажиллагаандах хурдны, хугацааны болон ирмэгийн чанарын тэнцвэрийг хангах

Хөдөлгөөний динамик нь үйлдвэрлэлийн орчинд гарц тодорхойлох чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хурдсах хурдны хувьд юу нь илүү сайн ажиллахыг материал, шинж чанарын хооронд тодорхой холбоо байдаг. Жишээ нь, 5 мм-ээс бага зузаан нимгэн цэвэрхий нь ойролцоогоор 1.5G хурдсах хурдтай сайн ажилладаг. Гэсэн хэдий ч 8 мм-ээс илүү зузаан, илүү уян хатан алтайн хувьд операторууд ерөнхийдөө 0.8G орчимд илүү сайн үр дүнг олдог. Цэвэрлэх хугацааг зөв тохируулах нь мөн чухал юм. Ихэнх үйлдвэрүүд энэ хугацааг нимгэн материалын хувьд 0.8 секундын доор байлгадаг бөгөөд ихэвчлэн дулаан цуглуулахыг удирдахын тулд урьдчилсан импульсын функцыг ашигладаг. Дулааны нөлөөллийн бүсэд хэсгүүдийг хэт удаан байрлуулах нь уг бүсийг 40%-иар өргөжүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь эцсийн бүтээгдэхүүний хатангийг болон хэмжээсийг алдагдуулдаг. Гэхдээ орчин үеийн өнцгийн засварын технологи байдал өөрчлөгдсөн. Эдгээр системүүд хурд нь минутанд 120 метр хүртэл очих үед ч +/– 0.1 мм нарийвчлалыг хадгалж, ирмэгийг шулуун, тэгш байлгадаг. Өмнө нь нарийвчлалын тулд хурдыг бууруулах шаардлагатай байсан зүйл одоо үйлдвэрлэлийн хурдыг алдагдуулахгүйгээр боломжтой болсон.

Оновчтой металл хайх ажиллагааны тулд тусламжийн хийг сонгох ба динамик удирдлага хэрэглэх

Хийн сонголт (N₂, O₂, шахсан агаар) ба даралтыг тохируулах нь: хэрэгцээтэй ган, эвгүй ган, хөнгөн цагаан

Туслах хийг зөв сонгох нь олныг тодорхойлох тул маш чухал байдаг. Учир нь энэ нь таны огтлолтын чанар, хурд, мөн урт хугацааны зардлыг шууд нөлөөлдөг. Хэрэв цэвэрхэн ган ашиглах юм бол 12-оос 20 бар хүртэлх даралттай азотын хий нь исэлдэлтгүй, ирмэг нь цэвэр гарах товгор ирмэг үүсгэдэг тул эмнэлэг, хоолны боловсруулалтын үйлдвэрүүд үүнийг ашиглахад хэт чухал. Харин бага нүүрстөрөгчтэй гангийн хувьд 0.5-оос 5 бар хүртэлх доогуур даралттай хүчилтөрөгч ашиглахад экзотермийн урвалын дүнд хурд ихсэж, 6 мм-с илүү зузаан хавтгайг огтолход огтлолтын хурд 30% орчимоор нэмэгддэг. Алюминийн хувьд бол отой гадаргуу ба дулаан шилжих чанараас болоод өөр ялгаатай сорилтууд гардаг. Ихэнх үйлдвэрүүд 15-оос 25 бар хүртэлх өндөр даралттай азот хэрэгтэй гэж үздэг, учир нь ингэснээр баглаас аврах бөгөөд деталь танилцуулагчид тов тодорхой салдаг. Зарим үйлчлэгчид 3 мм-с бага зузаан цонхлог алюминийн хувьд илүү хямд сонголт болох шахсан агаарыг ашигладаг ч анхаар: энэ нь исэлдэлтийн асуудал, ирмэгийн тогтворгүй байдал үүсгэж, ирээдүйд асуудал үүсгэх эрсдэлтэй.

Материалын зузаан өөрчлөгдөх тусам даралт тохируулах шаардлагатай. Жишээ нь, 1 мм-ийн хавчингийн хувьд шаардагдах хийн хэмжээнээс ойролцоогоор хоёр дахин их хийн хэмжээ 8 мм-ийн будаггүй ган хавтанд шаардлагатай бөгөөд энэ нь савхны нүхэн дээр турбулентийг үүсгэхгүйгээр урсгалыг тасралтгүй байлгах зорилготой байдаг. Багтахуйн мэргэжилтнүүдийн хэлж буйгаар хавтанг таслах үйл ажиллагааны давтагдсан асуудлын бараг хагас нь буруу хийг сонгосонтой холбоотой байдаг. Шинэ тоног төхөөрөмжүүд материалын зузааныг бодит цагт илрүүлдэг, мөн тогтмол даралтыг хангах боломжтой мэдрэгчдийг ашиглан энэ асуудлыг шийдвэрлэдэг. Эдгээр системүүд хэсгийн контурын хооронд шилжих үед автоматаар хийн нийлүүлэлтийг тохируулдаг бөгөөд хялбар ган таслах үед азотыг хэмнэх, мөн процессийн явцад будаггүй гангийн ирмэгт хүсээгүй хатуурах үзэгдлийг үл үлдээдэг.

Бодит цагт даралтыг хянах нь чухал юм: урсгал бага байвал хайлангийн дахин наалдаж, их байвал хайлангийн хэмжээг муу болгох, плазмын цацрагийг тогтворгүй болгох. Тухайн материал солих бүрт шинэ туршилтын хайлангийн шалгуудыг үргэлж шалгах хэрэгтэй. Учир нь хийн вискоз болон дулааны шинж чанарууд фоккийн цэгийн тогтвортой байдлыг нөлөөлнө.

Ухаалаг байршуулал болон хөдөлгөөний үр дүнтэй ашиглалтаар гарцанг нэмэгдүүлэх

Металл лазерийн таслагч машинуудтай ажиллах үед зөв програм хангамж нь бүтээмжийг ихэсгэх чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Нийтийн ирмэгийг таслах гэж нэрлэгддэг арга нь хоорондоо ойрхон байрлах деталуудын хувьд ижил таслах шугамыг хуваалцаж, давхардсан таслалтыг хийх цагийг хэмнэдэг. Мөн 'leapfrog motion' гэж нэрлэгддэг хөдөлгөөний арга нь таслагч толгой бүх таслалт хийсний дараа эхлэх цэг рүү буцахын оронд материал дээгүүр шууд хөдлөх боломжийг олгоно. Энэ нь шаардлагагүй хөдөлгөөнд зарцуулагдах их хэмжээний цагийг хэмнэдэг. Нийлмэл хэлбэртэй деталуудын хувьд холбоос ашиглах арга нь таслалт явагдаж байх үед деталуудыг холбоотой байлган барьж байдаг. Энэ нь ноцох соронзон буюу вибрацийг үүсгэхгүйгээр машиныг илүү өндөр хурдаар ажиллуулах боломжийг бидэнд олгох бөгөөд нарийн төвөгтэй загваруудыг ч хурдан гүйцэтгэх боломжтой болгодог.

Металл лазерийн таслагч машиний програм хангамжинд хэрэглэгдэх нийтийн ирмэгийг таслах, leapfrog motion болон холбоосын стратеги

Эдгээр аргууд нь уламжлалт хэв загварын байршуулалтаас илүү материалыг нийтдээ илүү сайн ашиглах боломжийг олгох бөгөөд их хэмжээний цагийг 40 хувийн хүртэл хэмнэдэг. Хэсгүүдийг ухаалгаар зохион байгуулж, таслах замыг алгоритмчилсан тохиолдолд үйлдвэрийн нарийн тавил, таслалтын ирмэгийн цэвэр байдлыг муруйцахгүйгээр илүү их бүтээгдэхүүн гаргадаг. Харайн шилжих хөдөлгөөний систем нь энгийн үйл ажиллагааны үед их хугацаа алдагдуулдаг зогсох-эхлэх тасралтуудгүйгээр тасралтгүй ажилладаг. FMA-ийн 2023 оны судалгаанд маш сонирхолтой зүйл гарч ирсэн бөгөөд компанийн дэвшилтэт хэв загварын байршлуудыг хурдан хөдөлгөөний системтэй хослуулахад нийт үйлдвэрлэлийн зардлыг 18-22 хувиар хэмнэдэг болсон байна. Эдгээр хэмнэлтийн хагас нь анхдагч материал их хэмжээгээр алдахгүй байхад, нөгөө хагас нь бүх үйлдвэрлэлийн явцад илүү хурдан ажиллах боломжоор хангагддаг.

Хөдөлмөрийн хэрэгслийн үйл ажиллагааг урьдчилан сэргийлэх, менежментийн үйл ажиллагааг явуулах замаар үр ашгийн дээд түвшинг хадгалах

Металлын лазертай бутлуурыг хамгийн өндөр хүчин чадалтайгаар ажиллуулахын тулд тогтмол засвар хийх нь сонголт биш. Металлын утаа лентад хуримтлагдахад, тэд гэрлийн чанарыг эвдэж, эрчим хүчний хуваарилалтыг тэгш бус болгодог. Ажлын эхлэхээс өмнө, эсвэл урт хугацааны үйлдвэрлэлийн дараа гэрэл тоног төхөөрөмжийг цэвэрлэх нь гэрэл тоног төхөөрөмжийн чанартай байхэд тусална. Хулгайсан зуух нь системийн газрын урсгалыг өөрчилж, нисэх онгоцны байрлалтай холбоотой. Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн солих хуваарийг санал болгодог боловч ажилчид нь тогтворгүй халдварын бүрэлдэхүүн, эсвэл хязгааргүй хажуугийн хажуугийн хажуугийн хажуугийн хажуугийн хажуугийн шинж тэмдэгтэй үедээ эрт солих хэрэгтэй. Их хэмжээний эд ангиудыг ашиглахаасаа өмнө машинны ширээний янз бүрийн хэсэгт калибрлалын тохируулгыг үргэлж шалгах хэрэгтэй. Хэт ч бага 0.1 мм-ийн хэмжээний буруу замын хөдөлгөөн нь хажуугаар 15%-иар илүү өргөн хажуугаар нь хүргэж, дууссан эдлэл дээр бага хэмжээний зөв өнцөгтэй өнцөгтэй болж болно.

Сайн хэрэглээний материал зохицуулах нь оптик, савхнуудийг зөвхөн элэгдэх үед солих асуудал биш юм. Операторууд мөн хүчилтөрөгчийн цэврийг ч сайтар хянах шаардлагатай. Хангалттай хүчилтөрөгчөөр хийгдэх огтлолтын ажилд бид хамгийн багадаа 99.95% цэвэр хүчилтөрөгчийг шаардаж байна. Хөргөгчийн шингэний pH түвшин болон жижиг хэсгүүдийг тогтмол шалгах шаардлагатай яагаач гэвэл эдгээр хүчин зүйлс удаан хугацаанд дулааны тогтвортой байдлыг шууд нөлөөлдөг. Мөн резонаторууд хэдэн цаг ажилласныг бичиж тэмдэглэхийг мартахгүй байгаарай, ингэснээр асуудал гарахаас өмнө л үйлчилгээний ажил хийгдэж болно. NIST-ийн зарим судалгаагаар ийм системтэй арга барилыг хэрэгжүүлсэн компаниудын төлөвлөгөөгүй зогсонги байдал 45% буурсан байна. Үйлчилгээний ажлыг зөвхөн жагсаалтаас тэмдэглэж гаргах зүйл гэж бодохыг больж, харин ерөнхий стратегийн хэсэг гэж бодоорой. Зөв үйлчилгээ нэмэлт зардал болохоо больж, машиний ашиглалтын боломжийг сайжруулж, үйлдвэрлэлийн гарцыг нэмэгдүүлж, урт хугацаанд хөрөнгийн өгөөжийг сайжруулснаар өөртөө буцаж ирдэг болно.

Түгээмэл асуулт

Лазерын огтлолтын фокусын байрыг тохируулах нь яагаад чухал?

Фокусын байрыг тохируулах нь ирмэгийн чанар болон проникны гүнтэй сайжруулахад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь нарийн хальсанд дулааны деформацийг хамгийн бага байлгадаг бөгөөд зузаан хальснуудыг нэвтрэх үед цацрагийн интенсив чанарыг хадгалж чаддаг.

Лазерын огтлолтонд хийгийн сонголт яагаад чухал?

Хийн сонголт нь огтлолтын чанар, хурд, үйлчилгээний зардлыг шууд нөлөөлнө. Зөв хийг сонгосноор исэлжилтийг болон бурр үүсгэхийг урьдчилан саатал болгох, тус тусдах материалд огтлох хурдыг сайжруулах боломжийг олгоно.

Оюунлаг огтлолтын зохион байгуулалт лазерын огтлолтын үр дүнтэй ажиллаж байгааг яаж сайжруулах?

Оюунлаг огтлолтын зохион байгуулалт нь огтлолтын цагийг 40%-иар бууруулж, материал ашиглалтыг сайжруулдаг тул үйлдвэрийн нарийвчлал эсвэл ирмэгийн чанарыг алдагдуулахгүйгээр илүү их бүтээгдэхүүн гаргаж авах боломжийг олгоно.

Лазерийн огтлогч машинийн энгийн үйлчилгээний давуу талууд юу байдаг?

Энгийн үйлчилгээ нь туяаны чанарыг хадгалж, жигд бус огтлолтуудыг саатал болгох, зогсолтыг хамгийн ихээр бууруулах замаар машинийн нийт үр дүнтэй ажиллалтыг сайжруулдаг.