Как производитель металла в Пенсильвании режет сверхмощным лазером

Jun 08, 2023

В одном металлообрабатывающем цехе в Пенсильвании есть два станка для лазерной резки — ничего необычного, пока вы не поймете, что мощность резки у них составляет 15 и 20 кВт соответственно. Предоставленные изображения

Экономическое обоснование высокой мощности лазерной резки в металлообрабатывающей промышленности с годами развивалось. На заре лазерной резки CO2 большая мощность позволяла резать быстрее и толще. Специально для производителей нестандартных изделий более мощный лазер расширил возможности цеха, что, в свою очередь, открыло двери для новых клиентов и рынков.

Затем, в конце 2000-х годов, появился волоконный лазер и совершенно новая игра. Разрезая тонкую заготовку, волоконный лазер мог бы вращаться вокруг CO2 с такой же мощностью. Волоконный лазер настолько увеличил производительность резки в отрасли, что многие магазины с трудом могли накормить зверя. Конечно, цех мог бы автоматизировать погрузочно-разгрузочные работы, но даже в этом случае лазер, который режет чрезвычайно быстро, может затруднить последующие процессы, особенно гибку и сварку. Речь идет о пропускной способности от заказа до отгрузки: если предприятие увеличивает свою режущую способность только для того, чтобы устранить узкие места в дальнейшем, какая польза от всей этой режущей мощности?

Оказывается, все эти предположения могут чрезмерно упростить шахматную стратегию, необходимую для обеспечения оптимальной производительности, особенно если вы глубоко углубитесь в операции, на которых установлена ​​мощность резки волоконным лазером мощностью 10, 15 и даже 20 кВт.

Яркий пример: компания Raytec LLC нашла много преимуществ в увеличении мощности резки. В цехе установлены два волоконных лазера: один мощностью 15 кВт, другой мощностью 20 кВт. Чтобы понять, почему производитель вложил средства в такую ​​огромную мощность резки, необходимо более внимательно взглянуть на шахматную доску производительности.

Глен Циммерман, один из владельцев Raytec, уже много лет присматривался к мощной лазерной резке. «В лазерной резке вам нужно быть в курсе событий, иначе вы вылетите из игры», — сказал Циммерман. «Технологии развиваются очень быстро».

Он искал высокую мощность лазера не для того, чтобы похвастаться, а потому, что технология соответствовала общей стратегии роста магазина. Дедушка Циммермана основал Raytec как небольшую мастерскую в 1956 году (магазин назван в честь отца Циммермана, Раймонда). Компания выросла, предлагая продукцию для строительства и сельского хозяйства: от компонентов бытовых водосточных труб до специализированных тележек, используемых на молочных и свинофермах.

По мере того, как росла коллекция производственного оборудования с ЧПУ, рос и спрос на мастерские. Сегодня завод компании в Нью-Холланде, штат Пенсильвания, производит как цеховые работы, так и детали из листового металла для своих собственных производственных линий. Завод в соседней Эфрате и завод в Миссури производят штамповку и профилирование для линий строительной продукции компании.

Завод в Новой Голландии, который обслуживает все три предприятия (строительную продукцию, сельскохозяйственную продукцию и мастерскую), имеет ограниченное пространство. Максимально эффективное использование этого пространства определило инвестиционную стратегию цеха в оборудование с тех пор, как в конце 1990-х годов он приобрел первые станки для лазерной резки CO2. В 2010-х годах он заменил их волоконным лазером мощностью 4 кВт. А затем в 2019 году цех впервые окунулся в сверхвысокую мощность лазера, купив волоконный лазер мощностью 15 кВт. В 2020 году в цеху появился еще один волоконный лазер, на этот раз мощностью 20 кВт. Обе являются лазерными системами Eagle.

При резке листов и пластин сам волоконный лазер не является ограничением. Потрясающая мощность волоконного лазера существует уже много лет и используется в специализированной сварке, военной и других областях. Ограничением был сам станок для лазерной резки, в частности, лазерная режущая головка.

Режущая головка стала ахиллесовой пятой сверхмощной лазерной резки. Станок может иметь прочную раму, линейные приводы и очень высокие скорости резания, но все эти преимущества улетучиваются, если в магазине продолжают дуть режущие головки. И это обычно не из-за отсутствия обслуживания. Чрезвычайно мощные лазерные лучи нуждаются в чрезвычайно чистой оптике. Малейшие дефекты — например, бесконечно малые обломки, выпадающие из движущегося компонента внутри головы — могут привести к неконтролируемому нагреву. Аналогичным образом, постоянная замена защитного стекла не улучшает чистоту и производительность; защитные очки не бесплатны.