Меню Рубрики

Установки лазерной резки трумпф

Лазерная резка — технология бесконтактного разделения

Лазерная резка представляет собой технологию разделения, позволяющую разрезать металл и неметаллические материалы различной толщины. Основным является луч лазера, который направляется, формируется и фокусируется в пучок. При контакте луча с заготовкой материал разогревается настолько, что расплавляется или испаряется. Вся мощность лазера фокусируется при этом в точке, диаметр которой в большинстве случаев не достигает и полмиллиметра. Если в этом месте подача тепловой энергии превышает возможности ее отведения за счет теплопроводности, луч лазера проходит через всю толщу материала — процесс резки начался. В то время как при других технологиях массивные инструменты с очень большой силой воздействуют на лист материала, луч лазера выполняет свою работу бесконтактно. Таким образом, исключается износ инструмента и деформация или повреждение заготовки.

Преимущества лазерной резки

Лазер обеспечивает надежную и высококачественную резку всех материалов, которые обычно обрабатываются в промышленности: от стали, алюминия, нержавеющей стали и цветных металлов до неметаллических материалов, таких как пластик, стекло, дерево и керамика. Инструмент позволяет резать листы самой разной толщины — от 0,5 до 30 с лишним миллиметров. Этот чрезвычайно широкий спектр материалов делает лазер режущим инструментом номер 1 для различных сфер применения в обработке металлов и других материалов.

Сфокусированный в пучок луч лазера нагревает материал точечно, так что термическая нагрузка на остальную часть заготовки минимальна или вообще отсутствует. Благодаря этому ширина реза лишь незначительно превышает толщину луча. Это позволяет вырезать даже сложные контуры с большим числом мелких деталей, а кромки получаются гладкими и без заусенцев. Отнимающая много времени дополнительная обработка в большинстве случаев не требуется. Благодаря своей универсальности эта технология резки часто используется при малых размерах партии, большом разнообразии вариантов и при создании опытных образцов.

Лазер, генерирующий ультракороткие импульсы, испаряет практически любой материал настолько быстро, что эффект теплового воздействия остается ничтожным. Образуется высококачественная кромка реза без оплавленных краев. Поэтому лазеры оптимально подходят для изготовления филигранных изделий из металла, например стентов, используемых в медицине. При изготовлении дисплеев лазеры, генерирующие ультракороткие импульсы, режут химически закаленное стекло.

Ознакомьтесь с нашими изделиями для лазерной резки

Будь то двухмерная или трехмерная лазерная обработка — TRUMPF предоставляет станки и системы для самых разнообразных сфер применения.

Процесс лазерной резки

Технология лазерной резки основана на взаимодействии между сфокусированным лучом лазера и заготовкой. Чтобы обеспечить безопасность и точность этого процесса, наряду с лучом лазера используются многочисленные компоненты и вспомогательные средства. Их действие наглядно представлено на следующем рисунке.

  1. Фокусирующая оптика: линзовая и зеркальная оптические системы фокусируют луч лазера в месте обработки
  2. Луч лазера: луч лазера контактирует с заготовкой и нагревает ее так, что ее материал начинает плавиться или испаряться.
  3. Режущий газ: газ для резки выдувает возникающий расплав из реза. Газ выходит из сопла коаксиально с лучом лазера.
  4. Шероховатость реза: при лазерной резке на кромке реза образуются характерные бороздки. При низкой скорости резания эти бороздки располагаются практически параллельно лучу лазера.
  5. Расплав: луч лазера — сфокусированное лазерное излучение — направляется вдоль контура и вызывает точечное расплавление материала.
  6. Плоскость резания на заготовке: ширина реза ненамного превышает толщину сфокусированного луча лазера.
  7. Сопло: через режущее сопло луч лазера и газ для резки попадают на заготовку.
  8. Направление резания: в результате перемещения режущей головки или заготовки в определенном направлении возникает щель резки.

Разнообразные возможности применения лазерной резки

Практически нет видимых заусенцев: отличное качество детали (зубчатого колеса) даже при лазерной резке материала большой толщины.

Стеклопластик является идеальным материалом для облегченных конструкций. Он очень сложен для обработки практически для любого инструмента, но не для лазера. Прежде всего, при создании опытных образцов наши клиенты могут воспользоваться такими преимуществами лазерного режущего инструмента, как скорость и способность вырезать любые формы.

Лазер обеспечивает высокое качество обработки любых используемых в промышленности материалов: от конструкционной и нержавеющей стали до материалов с высокой отражательной способностью.

Быстро, без заусенцев, в трех измерениях лазер обрабатывает заготовки, полученные методом горячей штамповки, например средние стойки кузова в автомобильной промышленности.

При резке расплавлением лазер обеспечивает чрезвычайно быструю и экономичную резку тонкой нержавеющей и конструкционной стали толщиной от 0,5 миллиметра.

Читайте также:  Установка заправочной горловины гбо

Лазер позволяет также точно выполнять финальный раскрой трехмерных заготовок, например для теплозащитных экранов систем выпуска ОГ.

На станках для лазерной резки можно обрабатывать даже твердые и хрупкие материалы, такие как стекло, и получать при этом зеркально гладкую поверхность реза без заусенцев и осколков.

Опция BrightLine fiber представляет собой продуманную комбинацию специальных оптических устройств, сопел, оптимизированных по отношению к потоку, и других технических инноваций. Преимущество: благодаря высокому качеству кромки реза детали не зацепляются друг за друга при выгрузке.

По сравнению с технологиями механического разделения лазер позволяет быстрее изготавливать кухонные ножи, причем дополнительная обработка режущей кромки потом не требуется.

Лазеры, генерирующие короткие и ультракороткие импульсы, быстро и экономично вырезают самые филигранные структуры в микронном диапазоне. Речь идет, например, о вырезанных лазером стрелках в часовой промышленности или имплантатах, используемых в медицине.

Краткий обзор технологий лазерной резки

Когда речь идет о резке металла и неметаллических материалов, лазер как универсальный инструмент во многих случаях является наилучшим выбором. Луч лазера вырежет практически любой сложный контур быстро и точно — даже если контур имеет большое число мелких деталей, а материал очень тонкий. При этом способ обработки и результат зависят от используемого газа для резки и давления.

При газокислородной резке в качестве режущего газа используется кислород, который под давлением до 6 бар выдувается в щель резки. Там он сжигает и окисляет расплав металла. Энергия, выделяемая в ходе этой химической реакции добавляется к энергии луча лазера. При газокислородной резке можно добиваться очень высокой скорости резания и обрабатывать листы большой толщины и конструкционную сталь.

При лазерной резке методом расплавления в качестве режущего газа используются азот или аргон. Газ под давлением 2–20 бар выдувается через щель резки и, в отличие от газокислородной резки, не реагирует с металлической поверхностью в прорези. Преимуществом этого способа резки является то, что кромка реза не имеет заусенцев и не окисляется, так что последующая обработка практически не требуется.

Сублимационная резка используется, прежде всего, для выполнения прецизионных задач, когда требуется особенно высокое качество кромки реза. При этом способе лазер испаряет материал, расплавляя его лишь минимально. Испаряющийся материал создает в щели резки высокое давление, которое выталкивает расплав вверх и вниз. Технологический газ (азот, аргон или гелий) защищает поверхность реза от воздействия окружающей среды, так что кромки реза не окисляются.

При прецизионной лазерной резке с использованием импульсов энергии лазера делается ряд отдельных отверстий, которые перекрываются на 50–90 % и образуют щель резки. Короткие импульсы обеспечивают очень большую пиковую импульсную мощность и чрезвычайно высокие значения плотности мощности на поверхности заготовки. Преимущество: нагревание заготовки минимально, что позволяет исключить тепловую деформацию даже при вырезании филигранных деталей.

Параметры, влияющие на процесс лазерной резки

Положение фокуса влияет на плотность мощности и форму реза на заготовке. Диаметр фокуса определяет ширину зазора и форму реза.

Для преодоления порога начала обработки, то есть точки, в которой материал начинает плавиться, энергия, подаваемая на единицу площади, должна достичь определенного значения. Она определяется следующим образом: энергия на единицу площади = плотность мощности x время воздействия на заготовку.

Правильный выбор сопла имеет решающее значение для качества деталей. Оно определяет форму газовой струи и количество газа, проходящее через диаметр сопла.

Непрерывный режим или пульсация — вид режима определяет, подается энергия лазера на заготовку постоянно или с перерывами.

В зависимости от задачи и обрабатываемого материала определяется скорость резания. Общее правило: чем больше мощность лазера, тем быстрее можно выполнять резку. Кроме того, скорость резания уменьшается при увеличении толщины материала. Настройка скорости на слишком большое или слишком низкое значение для соответствующего материала приводит к увеличению глубины шероховатости и образованию заусенцев.

Почти все углекислотные лазеры дают линейно-поляризованный луч. При вырезании контуров результаты резки меняются в зависимости от направления резания: если луч пульсирует в направлении резания, кромка получается гладкой. Если свет пульсирует перпендикулярно направлению резания, образуется заусенец. Поэтому линейно-поляризованный лазерный луч в большинстве случаев преобразуется в циркулярно-поляризованный свет. Степень поляризации показывает, насколько удалось достичь желаемой циркулярной поляризации, и решающим образом влияет на качество поверхности реза. При использовании твердотельных лазеров нет необходимости менять поляризацию. У них результат резки не зависит от направления резания.

Читайте также:  Установка задних локеров лада ларгус

В зависимости от способа резки используются различные технологические газы, которые под разным давлением подаются через щель резки. Например, преимуществом аргона и азота в качестве режущего газа является то, что они не вступают в реакцию с расплавленным металлом в щели резки. В то же время они защищают поверхность реза от воздействия окружающей среды.

источник

TruLaser Cell 3000

Уникальный в своей универсальности

Высокопроизводительный универсальный 5-осевой лазерный станок

Компактный и высокоточный 5-осевой лазерный станок TruLaser Cell 3000 позволяет осуществлять двух- и трехмерную сварку и резку. Кроме того, при помощи станка для трехмерной лазерной обработки можно выполнять лазерную наплавку (LMD). Универсальная система демонстрирует свое превосходство на всех этапах работы — от изготовления прототипа до крупносерийного производства с высокой долей автоматизированных процессов. Яркий пример — экономичная лазерная обработка мелких и средних деталей на высшем уровне качества.

Сварка, резка и лазерная наплавка за счет простой и быстрой смены оптического устройства обработки

В случае более высоких объемов выпускаемой продукции станок имеет удобную возможность автоматизации в соответствии с требованиями клиента.

Индивидуальные концепции оснащения с продуманными зажимными устройствами и системами сенсорных датчиков от одного производителя.

Простое дооборудование и модернизация благодаря многочисленным опциям и оптическим устройствам обработки.

Новый стандарт точности повторения: Эффективное использование рабочего пространства

Используйте всю рабочую зону для крупногабаритных встраиваемых элементов и комплексных устройств автоматизации.

Для управления станками TruLaser Cell 3000 используется простой интуитивный интерфейс собственной разработки TRUMPF на базе Siemens 840D solutionline. При резке можно использовать сохраненные в системе управления и оптимизированные компанией TRUMPF параметры резки для самых распространенных типов лазера и материалов разного вида и толщины.

Станок оснащен высокодинамичными прямыми линейными приводами. Они обеспечивают быстрое и точное позиционирование и практически не изнашиваются. Дополнительное преимущество: благодаря консольной конструкции, рассчитанной на использование до четырех осей (X, Y, Z и B) непосредственно в луче, лазерный станок можно с легкостью автоматизировать для производства больших объемов продукции.

TruLaser Cell 3000 оснащен уникальной оптической системой для автоматической настройки диаметра и положения фокуса. Необходимость в замене оптических устройств отсутствует. В зависимости от задачи по обработке — глубокой или теплопроводной сварки, резки материалов разной толщины или лазерной наплавки — программа автоматически меняет масштаб изображения.

Прямая абсолютная измерительная система с оптической линейкой позволяет выполнять измерение позиционирования оси X/Y. Для оси Z в двигатель встроена измерительная система с датчиком положения ротора. Дополнительный анализ положения оси осуществляется при помощи датчиков абсолютных значений. При запуске системы управления эталонный цикл не требуется.

В двухсекционном режиме со сменой направления вращения можно одновременно выполнять производственный цикл и оснащение станка. Это наиболее целесообразно при высоком объеме производства. Кроме того, благодаря позиции загрузки и выгрузки упрощаются манипуляции с деталями. По желанию загрузка и выгрузка деталей может быть выполнена с помощью роботов. Станок TruLaser Cell 3000 имеет оптимальный доступ с боковой стороны. Это также дает возможность простой и удобной интеграции станка в комплексные производственные линии, включающие в себя системы для линейной транспортировки и смены заготовок.

Глубокая сварка

Станок для трехмерной лазерной обработки TruLaser Cell 3000 пригоден для глубокой сварки, для которой требуется очень высокая энергетическая плотность — до 1 МВт на квадратный сантиметр. Глубокая сварка отличается высоким КПД и высокой скоростью, что существенно уменьшает зону термического влияния и деформацию. Данный метод используется в тех случаях, когда требуется большая глубина сварки или несколько слоев материала должны быть сварены одновременно. Типичный пример использования такого метода — лазерная сварка дифференциала легкового автомобиля.

Скользящая шестерня лазерной сварки

Если элемент изношен вследствие воздействия высоких температур, давления, истирания или сырости, не обязательно менять его полностью. Лазерная наплавка — быстрая и экономичная альтернатива производству новой детали.

Лазерная резка и сварка

TruLaser Cell 3000 позволяет выполнять разрезы и сварку электромагнитной муфты водяного насоса. Благодаря быстрой смене технологических адаптеров станок TruLaser Cell 3000 отличается универсальностью применения.

Листы статора лазерной нарезки

Лазер позволяет резать по любому контуру, в том числе тонкому или сложному, не меняя инструментов. Кромки отличаются гладкостью и не имеют заусенцев, дополнительная обработка не нужна. Кроме того, благодаря малой зоне термического влияния практически не бывает деформации. Лазером режут в основном металлы: сталь, алюминий и сплавы.

Читайте также:  Установка аквариума на рабочий стол

Операционный стол

Раньше такие детали, как подголовник для операционного стола, изготавливались методом фрезерования, что занимало много времени. При помощи станка TruLaser Cell 3000 эта деталь теперь сваривается из двух вырезанных лазером элементов, что позволяет сэкономить на расходах.

Кухонные ножи лазерной резки

Раньше кухонные ножи изготавливались методом высечки. При этом инструменты быстро изнашивались и дорого стоили, а при смене контура их также необходимо было заменять. В результате много времени уходило на вспомогательные работы и простои. Теперь универсальный неизнашиваемый лазерный инструмент обеспечивает значительную экономию средств и времени. Например, при смене контура и использовании другой геометрии ножа нужно лишь поменять программу. Кроме того, инструмент не изнашивается.

Теплозащитный экран

С помощью лазерной 3D-обработки на станке TruLaser Cell 3000 можно, например, вырезать теплозащитные экраны для выхлопных систем. При этом точный инструмент — световой луч — обеспечивает аккуратную кромку и отсутствие тепловой деформации.

Диапазон перемещения оси Диапазон перемещения оси Х 800 мм Диапазон перемещения оси Y 600 мм Диапазон перемещения оси Z 400 мм Диапазон перемещения оси В ± 135 ° Макс. скорость осей Макс. скорость оси параллельно оси в направлении Х 50 м/мин Макс. скорость оси параллельно оси в направлении Y 50 м/мин Макс. скорость оси параллельно оси в направлении Z 50 м/мин Макс. синхронная скорость оси 85 м/мин Макс. скорость оси B 120 1/мин Макс. ускорение осей Макс. ускорение оси параллельно оси в направлении Х 10 м/с 2 Макс. ускорение оси параллельно оси в направлении Y 10 м/с 2 Макс. ускорение оси параллельно оси в направлении Z 10 м/с 2 Макс. синхронное ускорение оси 17 м/с 2 Макс. ускорение оси B 130 рад/с 2 Точность позиционирования Точность позиционирования линейных осей (X, Y, Z) 0,015 мм Точность позиционирования осей вращения (В) 0,02 ° Лазер Макс. мощность лазера 8000 Вт Доступные лазеры TruDiode, TruDisk, TruFiber, TruMicro (с волоконным направлением), TruPulse

TruTops Cell Basic

TruTops Cell Basic позволяет редактировать программу резки непосредственно на станке. Теперь нет необходимости вносить все изменения вручную в NC-программе, благодаря чему технологические процессы ускоряются. Все изменения, которые вы предпринимаете при помощи TruTops Cell Basic, отображаются в режиме реального времени на мониторе станка.

TruTops Cell

TruTops Cell — это программное обеспечение для трехмерной лазерной обработки, работающее в автономном режиме. В нем вы можете программировать параллельно основному машинному времени, пока станок работает. TruTops Cell работает со множеством трехмерных CAD-данных и включает в себя все технологические знания, собранные компанией TRUMPF. Непосредственно в системе программирования вы можете смоделировать такие ситуации, как проверка на столкновение или оптимизация траектории. Программное обеспечение совместимо со всеми трехмерными станками и способами обработки TRUMPF.

TruTops Boost

Функция TruTops Boost позволяет оптимально использовать возможности станка TruLaser Cell 3000 для двухмерной обработки. Автоматические устройства и программы-ассистенты делают ежедневную работу с TruTops простой и эффективной. Система самостоятельно создает контуры или закругления на углах, генерирует точки врезания и траектории приближения и удаления. Программа размещает детали для резки на столе с учетом их наиболее оптимального использования. При этом благодаря функции TruTops Boost лазерный станок автоматически работает с нужными параметрами. Интерфейсы ведущих систем CAD позволяют быстро переносить чертежи деталей, а встроенный модуль для конструирования поможет с легкостью создавать чертежи самостоятельно.

Программное обеспечение

Разнообразное программное обеспечение TruTops окажет вам поддержку на протяжении всего производственного процесса. Вы можете без лишних сложностей и целенаправленно координировать производственные процессы от управления заданиями заказчика и закупками и до отгрузки готовых деталей. Благодаря прямому подключению к системе управления станком вы всегда можете контролировать состояния ваших заданий.

В широком ассортименте твердотельных лазеров можно выбрать модель в зависимости от текущей задачи и цели применения. Станок TruLaser Cell 3000 может быть оснащен любым твердотельным лазером TRUMPF с волоконным световодом мощностью 8 кВт. Лазеры более высокой мощности доступны по запросу.

источник