Laserové režanie: optimalizácia parametrov podľa materiálu
Základom vysokej kvality laserového režania je pochopenie toho, že každý materiál reaguje na laserový lúč inak a vyžaduje odlišné nastavenia parametrov. Uhlíkovú oceľ sa spravidla spracováva pomocou oxidatívneho režania , pri ktorom kyslík reaguje s ohriatym materiálom a vytvára dodatočnú exotermickú energiu, ktorá zvyšuje prienik a zlepšuje odstraňovanie roztaveného materiálu . Pri stredne hrubých a tenkých doskách uhlíkovej ocele záporná poloha ohniska zvyšuje hustotu energie a vytvára úzky rez, čím umožňuje vyššie rýchlosti režania . Pri hrubších doskách kladná poloha ohniska rozširuje laserový lúč a zvyšuje povrchové ohrievanie, čím stabilizuje oxidatívny proces .
Nerezová oceľ a hliník naopak vyžadujú dusík ako pomocný plyn na dosiahnutie čistých, bezoxidových okrajov . Pre nerezovú oceľ alebo hliník s hrúbkou pod 2 mm sa čistšie okraje dosiahnu mierne rozostrením o -1 mm . Pri rezaní uhlíkovej ocele s hrúbkou pod 4 mm sa musí zaostrenie udržiavať na 0 mm (na povrchu) . Voľba tlaku pomocného plynu je rovnako dôležitá: pri rezaní uhlíkovej ocele kyslíkom by tlak zvyčajne mal byť v rozmedzí od 0,8 do 2 bar – nadmerný tlak ochladzuje rez a zníži účinnosť spaľovacej reakcie, čo vedie k tvorbe hránok. Pri rezaní nerezovej ocele a hliníka dusíkom musí byť tlak dostatočne vysoký, zvyčajne 10 až 20 bar, aby sa účinne odstránila roztavená hmota.
Laserové rezy: poloha zaostrenia, výber plynu a regulácia výšky trysky
Tri základné parametrepozícia zaostrenia, pomoc pri výbere plynu a výška tryskyurčujú úspech alebo neúspech operácie laserového rezania. Nesprávna poloha ohniskovej súpravy, či už príliš vysoká alebo príliš nízka, spôsobí škrty a spálené okraje - Čo? Moderné laserové systémy využívajú inteligentné funkcie zosúlaďovania parametrov, ktoré automaticky identifikujú materiály a grafiku a spĺňajú optimálne parametre rezania jedným kliknutím, čím sa znižuje čas nastavenia skúšaním a chybou .
Výška trysky musí byť udržiavaná konzistentnepríliš blízko vytvára riziko zrážky, zatiaľ čo príliš ďaleko spôsobuje neporiadne rezy. Odporúčaný rozsah pre väčšinu aplikácií je 0,8 až 1,2 mm - Čo? Použitie automatického riadenia výšky zaručuje konzistentné výsledky - Čo? Pre tenké plechy z nehrdzavejúcej ocele by prevádzkovatelia mali mierne znížiť výkon a zvýšiť rýchlosť vkladu, aby sa predišlo popáleninám, najmä pri používaní dusíkatého plynového asistenta - Čo? Pre tenkú mäkkú oceľ pod 2 mm alebo nekritické povrchové úpravy môže vzduch nahradiť dusík ako pomocný plyn, čím sa náklady na plyn znížia až o 70% .
Laserové rezanie: Zóna ovplyvnená teplotou, deformácia a kontrola kvality okraje
Tepelne ovplyvnená zóna (HAZ) je nevyhnutným dôsledkom tepelného rezania, ale jej vplyv sa môže minimalizovať starostlivou optimalizáciou parametrov. Laserové rezanie vytvára najmenšiu HAZ medzi všetkými technikami tepelného rezania, pretože aplikuje teplo na veľmi malú plochu. Pri nehrdzavejúcej oceli však môže nadmerné teplo ohroziť ochrannú vrstvu oxidu chrómu, čím sa znižuje odolnosť voči korózii.
Deformácia plechu je bežnou výzvou, najmä pri spracovaní tenkých materiálov s nižšou škrtom štruktúry - Čo? Deformácia sa vyskytuje, keď tepelné napätie prekročí schopnosť materiálu zostať plochý - Čo? Aby sa zabránilo deformácii, prevádzkovatelia by mali používať iba výkon potrebný na dosiahnutie čistého rezu, zvýšiť rýchlosť rezu v odporúčaných rozmedziach na zníženie tepelnej expozície a pravidelne overovať polohu ostria - Čo? Je nevyhnutné, aby bol na rezacom stole vhodný podklad pre plechyvyhrievané časti môžu počas spracovania zoskakovať alebo sa zdvihnúť, ak nie sú dostatočne podložené chytrá usporiadanie a režné postupnosti môžu výrazne znížiť tepelné zaťaženie rovnomerným rozložením tepla po celej doske a zabrániť sústredeniu rezných operácií v jednej oblasti. pri malých dieloch, ktoré majú tendenciu sa pohybovať počas rezu, mikrospojky (malé západky) bránia prevracaniu alebo zdvíhaniu sa častí, čím chránia nielen diely, ale aj laserovú hlavu. .
Ohýbanie: Porozumenie a kompenzácia odskoku.
Odskok je pravdepodobne najtrvalejšou výzvou pri presnom ohýbaní plechov. Keď sa ramus po ohnutí stiahne, materiál sa elasticky vráti – odskok otvára uhol. ak programovaný zdvih o 90 stupňov vytvorí hotový uhol 92 stupňov, rozdiel vyplýva zo správania materiálu, nie z chyby stroja. .
Rôzne materiály vykazujú rôzne charakteristiky odskoku. nežiaducia oceľ triedy 304 zvyčajne sa odskokom vráti o 2 až 3 stupne. Mäkká oceľ sa môže vrátiť o 10 až 20 percent uhol ohnutia; dosiahnutie 60-stupňového ohnutia môže vyžadovať tvorenie uhla 66 stupňov. čím vyššia je pevnosť materiálu a čím väčší je polomer ohybu, tým väčší je efekt odskoku. tenké dosky sa všeobecne odskakujú výraznejšie ako hrubé dosky za rovnakých technologických podmienok. dokonca aj rovnaký materiál z rôznych šarží alebo s rôznym smerom valcovania môže vykazovať odlišné správanie pri odskoku. .
Riadený predohybanie je najpriamejšou metódou kompenzácie odskoku. Operátor vykoná skúšobný ohyb pomocou skutočného materiálu, odmeria skutočný uhol a vypočíta hodnotu odskoku. Napríklad programovanie uhla 90° a získanie 92° znamená, že je potrebná kompenzácia prehnutia približne o 2°. moderné CNC systémy umožňujú korekciu uhla priamo v ovládacom rozhraní, čo umožňuje konzistentnú výrobu bez nutnosti manuálnej úpravy pri každom ohybe. .
Ohyb: Výber nástrojov, tonáž a smer zrnitosti
Výber nástrojov hrá kľúčovú úlohu pri minimalizácii odskoku a dosiahnutí presných ohybov. Bežnou chybou je použitie V-priehlbiny s príliš širokým otvorom, čo zvyšuje polomer ohybu a tým aj odskok. ako pravidlo: pre mäkkú oceľ použite V-otvor s veľkosťou 6 až 8-násobku hrúbky materiálu; pre nehrdzavejúcu oceľ trochu zmenšite V-otvor, aby ste kontrolovali elastickú deformáciu. .
Požiadavky na materiál špecifické nástroje sa výrazne líšia. Pre nerezová oceľ (304, 316) nehrdzavejúcu oceľ je materiál pevný, ale menej pružný, s vysokou pevnosťou v ťahu a zvýšeným odskokom. Najlepšie postupy zahŕňajú použitie väčšieho polomeru ohybu, väčších V-nástrojov ako pri mäkkej oceli a vyššieho tonážneho zaťaženia. ohýbanie rovnakej hrúbky nehrdzavejúcej ocele vyžaduje približne o 50 % vyššie tonážne zaťaženie ako mäkká oceľ. Je potrebné dbať na poškodenie povrchu – použite ochrannú fóliu alebo leštené nástroje. . Pre hliník (5052, 6061) hliník sa podľa triedy výrazne líši. Zliatina 5052 je ľahká a mäkká, zatiaľ čo 6061-T6 je krehká a má tendenciu trháť sa. použite širšie V-die na zníženie praskania, zvážte žíhaný materiál pre ostré ohyby a použite nástroje s polomerom namiesto ostrých pichacích nástrojov . Smer vlákien je kritické pre všetky materiály: ohýbanie kolmo na zrnovitosť vytvára pevnejšie ohyby, zatiaľ čo ohýbanie pozdĺž zrnovitosti zvyšuje riziko praskania .
Ohýbanie: Návrhové aspekty pre otvory, vyrezové drážky a uvoľnenie ohybu
Návrhové prvky je potrebné starostlivo umiestniť, aby sa predišlo deformácii počas ohýbania. Diera umiestnené príliš blízko k čiare ohybu sa počas ohýbacieho procesu natiahnu do oválnych tvarov minimálna odporúčaná vzdialenosť medzi okrajom otvoru a čiarou ohybu je 2-násobok hrúbky materiálu (2T), pričom odporúčaná hodnota je 3T plus polomer ohybu mostík (zostávajúci materiál) medzi dvoma otvormi alebo medzi otvorom a vonkajším okrajom musí mať minimálne rovnakú hrúbku ako materiál; ak je mostík príliš tenký, teplo z laserového rezu môže spôsobiť skrútenie alebo roztavenie .
Rúry vNútorný polomer ohybu nesmie byť menší ako hrúbka materiálu, aby sa predišlo mikroprasklinám alebo zlyhaniu materiálu. Pre oceľ (SPCC) s hrúbkou do 3 mm je odporúčaný minimálny vnútorný polomer 1T; pre nehrdzavejúcu oceľ (SUS304/316L) je to 1,5T; pre hliník (AL5052/6061) je to 1T . Výbrusy na ohybe sú malé rezy umiestnené v blízkosti ohybového priestoru, ktoré bránia vzniku prasklín, trhliny a nežiaducich ohýbaní znížením napätia v kovovom materiáli . Pri ohýbaní flansu sa materiál v oblasti koreňa stláča smerom von, čo spôsobuje tzv. „bočné vypuknutie“ – ak má daná oblasť ležať rovnobežne s iným povrchom, je potrebné zahrnúť rez na uvoľnenie ohybu . K-faktor, ktorý určuje polohu neutrálnej osi počas ohýbania, musí byť správne nastavený podľa typu materiálu a metódy výroby, aby sa zabezpečilo, že finálny výrobok bude zodpovedať návrhovým rozmerom . Typické rozsahy K-faktora sú 0,41–0,44 pre mäkkú oceľ, 0,40–0,45 pre hliník a 0,44–0,50 pre nehrdzavejúcu oceľ .
Integrácia procesov: Dosiahnutie konzistencie pri rezaní a ohýbaní
Najúspešnejšie operácie výroby z plechu považujú laserové rezanie a CNC ohýbanie za integrovaný proces, nie za izolované kroky. Presný vývoj rovinnej sieti vyžaduje správne použitie K-faktora na zohľadnenie predĺženia materiálu počas ohýbania šírka rezu – malé množstvo materiálu odstráneného počas laserového rezania, zvyčajne okolo 0,3 mm – sa musí rozdeliť medzi vnútorné a vonkajšie časti, aby sa zachovala presná zhoda pre diely s úzkymi toleranciami (menej ako 0,1 mm) zníženie rýchlosti rezania o 10 až 15 % minimalizuje tepelný posun pravidelná údržba optických súčastí laserového systému – čistenie šošoviek, zrkadiel a trysiek – a kontrola opotrebenia nástrojov pre hydromechanické lisy zabezpečujú konzistentný výkon počas výrobných sérií keď výrobcovia pochopia a ovládnu premenné v oboch procesoch – laserovom rezaní aj ohýbaní – môžu dosiahnuť presnosť, opakovateľnosť a kvalitu, ktoré vyžadujú náročné priemyselné aplikácie.