DeutschHistorisch gesehen wurde die Steigerung der Laserleistung als die einfachste und wirkungsvollste Methode zur Steigerung der Effizienz von Bearbeitungsprozessen angesehen. Doch mit dem Aufkommen von 60.000-Watt-Laserschneidern ist in der Branche eine Debatte darüber entstanden, ob wir Ich habe die obere Grenze der Laserleistung erreicht. Wu Rangda, Präsident von Penta Laser, geht davon aus, dass diese Leistung ausreicht, um Plasma- und Brennschneidtechnologien vollständig zu ersetzen. Er schlägt vor, dass das Überschreiten dieser Schwelle gewonnen hat. Es führt zu erheblichen Effizienzsteigerungen oder -kapazitäten, erhöht aber die Kosten und den Energieverbrauch für die Anwender.
Das Streben nach mehr Effizienz in der Industrie ist jedoch ununterbrochen. Wenn wir Haben wir tatsächlich den Höhepunkt dessen erreicht, was Laserleistung bieten kann, welche Wege gibt es für uns noch zu erkunden, um die Effizienz der Bearbeitung zu verbessern? Lassen Sie ' s vertiefen Sie sich in alternative Strategien, die die Leistung optimieren können, ohne sich auf eine erhöhte Laserleistung zu verlassen.
Verdoppeln der Beschleunigung: Die innovative Integration von Kohlefaserstrahlen
Die Herausforderung, die Leistung von Werkzeugmaschinen ohne Überholung der Kerntechnologie zu verbessern, hat Den Schriftsteller nachts nicht lange wach halten. Sein kürzlicher Besuch bei Feiyue Laser sorgte für Inspiration, insbesondere durch ihren innovativen Ansatz beim Design der Maschinenbasis.
Feiyue Laser, ein führendes High-Tech-Unternehmen, hat bedeutende Fortschritte in der Anwendung und Entwicklung von Präzisionslasertechnologie gemacht. Ihr Know-how erstreckt sich über verschiedene Laseranwendungen, einschließlich Schneiden, Schweißen und Markieren, mit einer starken Erfolgsbilanz. Liu, General Manager bei Feiyue Laser, teilte mit, dass sie im vergangenen Jahr einen bahnbrechenden Schritt eingeleitet haben, indem sie Kohlenstofffaserstrahlen in ihre Maschinen integrieren. Diese Balken bieten eine überzeugende Mischung aus hoher Festigkeit, Verformungsbeständigkeit und Leichtbauweise, die nicht nur die Verarbeitungseffizienz verbessert, sondern auch zur Kostensenkung in praktischen Anwendungen beiträgt.
Der Balken ist ein zentrales Element in Portalmaschinen. Seine statischen und dynamischen Eigenschaften bestimmen die Gesamtleistung der Maschine. Dies wiederum beeinflusst maßgeblich die Maschine' s Verarbeitungseffizienz, Präzision und Stabilität. Traditionell verwenden Werkzeugmaschinen Metallträger, vorwiegend aus Stahl und Aluminiumlegierung.
Stahlgussbalken werden für ihre Stabilität und Präzision verehrt, aber ihr erhebliches Gewicht beschränkt ihre Verwendung in der Regel auf Anwendungen, die keine Hochgeschwindigkeitsbetriebe erfordern. Um Hochgeschwindigkeits- und Beschleunigungsfähigkeiten zu erreichen, benötigen diese Maschinen leistungsstarke Motoren mit erheblichem Drehmoment, das ein limitierender Faktor sein kann, wenn die dynamische Leistung ihren Höhepunkt erreicht. Um dem entgegenzuwirken, begann die Industrie, Aluminiumlegierungsträger zu erforschen, um Gewicht zu reduzieren. Trotz ihrer leichteren Natur setzen Aluminiumträger jedoch immer noch Einschränkungen bei Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverbesserungen ein. Das Material' Der niedrige Modul macht es weicher und anfälliger für Verformungen, und sein hoher Wärmeausdehnungskoeffizient kann die Maschine negativ beeinflussen. s Genauigkeit. Daher ist eine Rekalibrierung von Aluminiumlegierungsträgern oft alle drei bis sechs Monate notwendig, um die Präzision aufrechtzuerhalten.
Der Kohlenstofffaserstrahl ist bemerkenswert leichter und kippt die Waage bei nur 1/5 bis 1/4 des Gewichts von Stahl und 1/3 bis 1/2 des Gewichts von Aluminiumlegierung. Diese deutliche Gewichtsreduktion ist ein entscheidender Faktor und ermöglicht es uns, die Geschwindigkeit und Beschleunigungsfähigkeit unserer Werkzeugmaschinen deutlich zu steigern. Liu, von Feiyue Laser' S F&E-Team, hat geteilt, dass seit der Integration des Kohlenstofffaserstrahls, sie' Ich konnte beeindruckende Fortschritte machen.
Das Team hat nicht nur die Beschleunigung seiner Präzisionsschneidmaschinen von der vorherigen Reihe von 0,8G auf 1G auf eine beeindruckende 2G verdoppelt, sondern auch Ich habe auch einen bemerkenswerten Sprung in der Genauigkeit erreicht. Die Präzision wurde stark auf Mikrometer-Niveau erhöht, ein Beweis für die transformative Wirkung der Kohlefasertechnologie auf ihre Maschinen. Bei dieser Innovation geht es nicht nur um Geschwindigkeit. es' Es geht um Präzision und Effizienz und setzt einen neuen Standard in der Branche.
Kohlefaserträger: Eine kostengünstige Innovation in der Effizienz von Werkzeugmaschinen
Liu hob bei Feiyue Laser nicht nur die Geschwindigkeitsvorteile von Kohlefaserstrahlen hervor, sondern auch deren Kosteneinsparpotenzial. Durch die Nutzung der natürlichen Leichtigkeit der Kohlefaser haben diese Balken minimale Bewegungsträgheit, was die Anforderungen an die Maschine deutlich senkt. Die Zahnstangen- und Motorsysteme reduzieren zudem das Gesamtgewicht der Maschinenbasis. Traditionell erforderte das Erreichen von Hochgeschwindigkeits- und Beschleunigungsleistungen mit Stahl- oder Aluminiumlegierungsträgern den Einsatz von leistungsstarken Motoren mit hohem Drehmoment. Mit Kohlefaserstrahlen hat Feiyue Laser es jedoch geschafft, das gleiche Leistungsniveau beizubehalten und gleichzeitig die Kosten für Maschinenbasis, Zahnstange und Motor effektiv zu senken. Selbst mit Standardmotoren können sie jetzt eine Beschleunigung von 1G erreichen, mit einer bemerkenswerten Verbesserung der Genauigkeit.
In der Industrie geht das unermüdliche Streben nach höheren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen oft auf Kosten der Präzision und umgekehrt. Beides gleichzeitig zu verbessern erfordert typischerweise eine erhebliche Investition in robustere Motoren und Racks, was nicht immer durch den Mehrwert für den Anwender gerechtfertigt ist. Liu wies darauf hin, dass kleine und Kleinstunternehmen sich solche risikoreichen Investitionen nicht leisten können, die von ihren Kunden möglicherweise nicht akzeptiert werden. Kohlefaserstrahlen haben jedoch die Wahrscheinlichkeit erfolgreicher Beschleunigungsverbesserungen zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Metallstrahlen erhöht, was Feiyue Laser veranlasst, Metallstrahlen zugunsten von Kohlefasern vollständig auszuschalten.
Für Endverbraucher bedeutet die Verwendung von Kohlefaserträgern erhebliche Kosteneinsparungen. Mit der Verdoppelung der Beschleunigung von Werkzeugmaschinen von 1G auf 2G können Anwender nun die Leistung von zwei Maschinen mit der Investition von einer erhalten, was den Wert ihrer Maschinen deutlich erhöht. Darüber hinaus reduzieren die leichteren Träger den Verschleiß der Führungsschienen und Gestelle, die die primäre Bewegungslast tragen, und verlängern die Lebensdauer dieser Komponenten und der gesamten Ausrüstung.
Es' s wichtig zu beachten, dass der Herstellungsprozess von Metallträgern Warmbearbeitung beinhaltet, die Eigenspannungen einführen kann, die zu Biegungen und Verformungen im Laufe der Zeit führen und die Maschine beeinflussen. s Genauigkeit. Selbst bei wiederholten Alterungswärmebehandlungen können diese Belastungen nicht vollständig beseitigt werden. Aluminiumlegierungsträger, die weicher sind, sind anfällig für Verformungen und erfordern eine häufige Neukalibrierung, um Genauigkeit zu gewährleisten, was zu den After-Sales-Servicekosten beiträgt und potenzielle Ausfallzeiten für Wartung verursacht.
Im Gegensatz dazu unterliegt Kohlefaser als anorganisches und sprödes Material keiner plastischen Verformung. Seine minimale Bruchdehnung und Kriechfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit ermöglichen es, eine hohe Genauigkeit ohne häufige Rekalibrierung aufrechtzuerhalten. Das geringere Gewicht der Kohlefaserträger reduziert zudem die Belastung des Motors, minimiert die Wärmeentwicklung und das damit verbundene Risiko eines Motorausbrennens. Dies hilft Unternehmen nicht nur, After-Sales-Kosten zu sparen, sondern erspart Anwendern auch die Unannehmlichkeiten häufiger Wartungsausfälle.
Kohlefaserstrahlen: Eine natürliche Passform für Hochleistungslaserschneidemaschinen?
Da Feiyue Laser in erster Linie Präzisionslaseranlagen herstellt, die zunächst nicht den Bedürfnissen von Hochleistungslaserschneidemaschinen entsprechen, wie bereits erwähnt, suchte der Autor eine passendere Antwort auf die ursprüngliche Frage. Durch die Einführung von Liu, dem General Manager von Feiyue Laser, kontaktierte der Autor Beijing Hithunder Composite Materials Technology Co., Ltd., den einzigen Hersteller von Kohlenstofffaserstrahlen in China.
Herr Li, Präsident von Hithunder, erklärte, dass sein Unternehmen einen inländischen Hersteller von Ultra-High-Power-Laserschneidmaschinen mit Leistungswerten über 10.000 Watt unterstützt und eine beträchtliche Anzahl von Aufträgen erhalten hat. Während diese Maschinen Geschwindigkeit und Beschleunigung priorisieren, insbesondere wenn die Leistung auf dem Höhepunkt ist, sind ihre Genauigkeitsanforderungen möglicherweise nicht so streng wie die für Präzisionsgeräte.
Der Schreiber erkennt an, dass es nach Erhöhung der Laserleistung oft eine Geschwindigkeitsbegrenzung beim Schneiden komplexer oder kleiner Muster gibt. Nur längere, gerade Linien oder Bögen können die Geschwindigkeitsvorteile hoher Leistung wirklich nutzen. Mit der Weiterentwicklung des Industriedesigns werden die von Werkzeugmaschinen verarbeiteten Objekte zunehmend gekrümmt, verfeinert und kompliziert, was bedeutet, dass hohe Leistung allein die Verarbeitungseffizienz nicht umfassend verbessern kann. Der Schlüssel liegt in der Beschleunigung und Geschwindigkeit der Bewegungsachse, insbesondere in der Beschleunigung des Strahls.
Derzeit sind Stahlträger zu schwer, und ihre Antriebsmotoren haben keine ausreichende Leistung und Drehmoment, was zu Vibrationen führt, die die Leistungsverbesserung einschränken. Obwohl Aluminiumträger leichter sind, führen ihre Weichheit und mangelnde Steifigkeit zu Vibrationen während der Beschleunigung, was auch die Leistungssteigerung begrenzt. Carbonfaserträger hingegen sind leicht und bieten eine überlegene Steifigkeit im Vergleich zu Aluminium und nähern sich der von Stahl. Darüber hinaus verfügt das Material selbst über hervorragende Dämpfungseigenschaften für die Ausbreitung von Schwingungen und trägt zur Reduzierung von bewegungsinduzierten Schwingungen bei. Daher können Kohlefaserträger die dynamische Leistung von Hochleistungsschneidemaschinen erheblich verbessern.
Herr Li sprach auch über den Kohlenstofffaserstrahl' s Beständigkeit gegen zufällige Beschädigungen. Portalbalken verwenden typischerweise bilaterale numerische Motorsynchronisationsantriebe, die im Falle eines Ausfalls des Steuersystems oder externer Kollisionen die Synchronisation verlieren können, wodurch der Strahl möglicherweise feststeckt oder stark verdreht und verformt wird. Metallmaterialien, die anfällig für plastische Verformungen sind, können dauerhafte Verformungen erleiden, die einen Austausch des Strahls erfordern. Kohlefaser unterliegt jedoch keiner plastischen Verformung und kann nach erheblicher Verformung wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren, sofern keine inneren Schäden vorliegen. Diese Eigenschaft macht Kohlefaser Metallmaterialien überlegen und eignet sich für den Einsatz in elastischen Komponenten wie Vibrationstischfederplatten, wo sie eine stabile Elastizität ohne Zerfall beibehält.
Hithunder wird an der Laser Expo im Shenzhen International Convention and Exhibition Center (Bao'an New Hall) von Juni 27 bis 29 teilnehmen, wo sie am Stand C112 in Halle 9 in intensiven Austausch mit Branchenkollegen treten werden.
