Болатты лазермен кесу туралы толық ақпарат: Қалыңдық шектері, құны және жиектің сапасы ашылады

Болатты лазермен кесу металға шынымен не істейді

Каркастардан бастап өнеркәсіптік машиналарға дейінгі барлық нәрседе кездесетін дәлме-дәл болат бөлшектерді өндірушілер қалай жасайды деп ойландыңыз ба? Жауабы — болатты лазермен кесу процесінде. Бұл процесте жоғары тығыздықтағы лазер сәулесі болат бетіне түсіп, материалды сәуле түскен жерден балқытады және өте жоғары дәлдікпен ерекше бөлшектерді қияды.

Лазерлік кесу дегеніміз нақты не? Негізінде, бұл — жылулық бөлу процесі. Шоғырланған жоғары қуатты лазерлік жарық сәулесі —диаметрі бірнеше миллиметрден аспайтын нүктеге шоғырланады— бағдарламаланған жолмен жылжып, болатты балқытады, күйдіреді немесе будандырады. Содан кейін көмекші газ балқыған материалды үрлеп тастайды, сонда таза, дәл кесілген шет қалады. Кішкентай допустар мен күрделі геометриялық пішіндерді қажет ететін металл кесу операциялары үшін бұл лазерлік металл кесу әдісі алтын стандартқа айналды.

Жинақталған жарық қатты болатты қалай түрлендіреді

Қызған пышақ сияқты майда майға тез кесіп өту үшін энергияның бір нүктеге жиналуын елестетіңіз. Бұл негізінен кесу процесі кезінде не болып жатқанының мәні. Лазер сәулесі микроскопиялық аймаққа қатты жылу энергиясын береді, осылайша болат температурасын есептеуіш уақыт ішінде балқу нүктесінен жоғары көтереді.

Мұнда әрекет қызықты болып келеді. Жалпыланған металл кесу әдістерінен өзгеше, лазер арқылы металл кесу болаттың экстремалды жылуда қалай әрекет ететінін түсіндіруді талап етеді. Бұл процесс негізінен үш механизм арқылы жүзеге асады:

• Балқыту арқылы кесу: Лазер болатты ериді, ал инертті газ (әдетте азот) балқыған материалды әлжіреп жояды
• Жалын арқылы кесу: Оттегі лазерге көмектесіп, күйдіру қуатын арттыратын экзотермиялық реакция тудырады
• Булану арқылы кесу: Өте жұқа материалдар үшін лазер болатты тікелей буландырады

Осы әдістердің біреуін таңдау сіздің болатыңыздың түріне, қалыңдығына және қажетті жиектің сапасына байланысты — осы факторларды бұл нұсқаулықта мұқият қарастырамыз.

Жылулық бөліну физикасы

Неліктен болат алюминий немесе мысқа қарағанда ерекше назар аудартады? Бұл металлды ерекше қиындататын үш маңызды қасиетке байланысты.

Біріншіден, болаттың салыстырмалы төмен жылу өткізгіштігі сіздің пайданыңызға ие. жылуды материал бойынша тез тарататын алюминийге қарама-қарсы болат кесу аймағында жылу энергиясын жергілікті ұстайды. Бұл күрделі дизайндар немесе жұқа парақтармен жұмыс істегенде минималды жылу әсеріне ұшыраған аймақтармен дәл кесуге мүмкіндік береді.

Болаттың тығыз құрылымы мен көміртегінің жоғары мөлшері лазерлік жабдықтарды дәл баптауды талап етеді. Жергілікті қыздыру таза кесулерді қамтамасыз етеді, бірақ өндірушілер үлкен бөлшектерде бүліну немесе деформацияны болдырмау үшін кесу жылдамдығын және салқындату әдістерін мұқият бақылауы керек.

Екіншіден, болаттың балқу температурасының жоғары болуы толық тесіп шығу үшін жеткілікті лазерлік қуатты қажет етеді. 1000 Вт талшықты лазер шамамен 10 мм көміртегілі болат арқылы кесіп өте алады, бірақ осындай қалыңдықтағы пайдалы қоспалы болатты кесу қоспа элементтеріне байланысты әлдеқайда көп қуатты талап етеді.

Үшіншіден, оттегімен кесу кезінде болат тот қабатын түзеді. Көміртегілі болат үшін көмекші газ ретінде оттегіні қолданған кезде экзотермиялық реакция пайда болады, бұл шын мәнінде кесу процесіне көмектеседі, бірақ сонымен қатар шетінің химиялық құрамына әсер етеді. Пайдалы қоспалы болат үшін, әдетте, коррозияға төзімділік қасиеттерін сақтау үшін азот қажет болады.

Бұл негізгі түсініктерді меңгеру тек академиялық маңызы бар болып табылмайды. Олар сіздің лазер түрін, қуат параметрлерін, көмекші газдарды және кесу жылдамдығын таңдауыңызға тікелей әсер етеді — соның арқасында болатты лазермен кесу жобаңыз орындалады немесе орындалмайды.

Болат қолданбалары үшін Талшықты лазер мен CO2 лазер

Енді сіз болаттың лазерлік энергияға қалай жауап беретінін түсінесіз, келесі сұрақ туындайды: сіз қай лазер түрін таңдауыңыз керек? Егер сіз металды кесуге арналған лазерлік қондырғыны зерттеген болсаңыз, мүмкін екі басым технологияға кездестіңіз — талшықты лазерлер мен CO2 лазерлер . Екеуі де болатты кese алады, бірақ олар нәтижесінде сіздің жылдамдығыңызға, шығындарыңызға және соңғы нәтижеге әсер ететін принципиалды түрде әр түрлі тәсілдермен жасайды.

Шындық мынада: талшықты лазерлер 2025 жылға таман металдарды лазерлік кесу нарығының шамамен 60% иемденді, әлемдегі болат өңдеу кәсіпорындарында СО2 жүйелерін негізінен ығыстырды. Бұл СО2 жүйелерінің ескіргенін білдіреді ме? Мүлдем емес. Екі технологияның да жұмысын неге анықтайды және сіздің нақты болатты кесу қажеттіліктеріңіз үшін қайсысы басым болатынын талқылайық.

Талшықты лазерлер мен олардың болатты кесудегі артықшылықтары

Талшықты лазерлерді металдарды лазерлік кесу әлеміндегі дәлме-дәл спортшылар деп ойлаңыз. Оптикалық талшықтарға иттербий сияқты сирек жер элементтері қосылған бұл қатты денелі жүйелер шамамен 1064 нм (1,07 мкм) толқын ұзындығында жарық шығарады. Болат үшін бұл неге маңызды? Себебі металдар бұл қысқа толқын ұзындығын СО2-дің ұзын толқынына қарағанда әлдеқайда тиімді жұтады.

Көміртегілі болат пен цинктелген болатқа 1 мкм сәуле түскен кезде, жұтылу деңгейі СО2 лазерімен салыстырғанда әлдеқайда жоғары болады. Бұл тікелей кесу жылдамдығын арттырады — жиі екіден бес есе дейін тез эквивалентті қуатты CO2 жүйелерімен салыстырғанда жұқа немесе орташа болат парақтарына.

Артықшылықтар тез жинақталады:

• Жоғары тиімділік: Қазіргі заманғы талшықты лазерлер 30-50% дайындықтан өндірілетін тиімділікке ие, яғни электр энергиясын лазерлік қуатқа аз ғана шығынмен түрлендіреді. 6 кВт талшықты жүйе электр энергиясының шамамен 22 кВт пайдаланады — CO2 машинасының 6 кВт үшін 65 кВт-мен салыстырғанда.
• Ең аз техникалық қызмет көрсету: Айналар, герметикті газдық түтіктер немесе күрделі оптикалық жолдар болмағандықтан, талшықты жүйелер жылына $200-400 құрайтын қызмет көрсетуге ғана мұқтаж — CO2 жабдықтары үшін $1000-2000 сомасына қарсы.
• Ұзақ қызмет ету мерзімі: Талшықты лазерлердегі диодтық сорғылар CO2 лазерлік бөлшектеріне қарағанда шамамен 10 есе ұзақ — 100 000 сағаттан астам жұмыс істейді.
• Ерекше сәуле сапасы: Дифракцияға жақын шектелген сәулелер өте кішкентай фокустық дақтар тудырады, осылайша тарырақ кесілген жиектерді (kerfs), қатаңырақ дәлдікті (±0,05 - ±0,20 мм) және таза қырларды қамтамасыз етеді.

Негізінен көміртегілі болат, ерітпелі болат және 20 мм қалыңдықтан аспайтын алюминий парақтарын өңдейтін өңдеу цехтары үшін талшықты лазерлер тартымды пайда әкеледі. Салалық талдау көрсетіп отыр cO2 жүйелерімен салыстырғанда, 12-18 айлық төлем мерзімі және бес жыл ішінде меншіктің жалпы құны бойынша 520 000 доллардан астам үнемдеу.

Болат үшін CO2 лазерлері әлі де маңызды болған жағдайлар

Талшықтық доминанттықтың бар болуы сіздің CO2 лазерлік кесу машинаңыз музейге тиесілі екенін білдіреді ме? Міндетті емес. 10,6 мкм толқын ұзындығында жұмыс істейтін CO2 лазерлері белгілі бір болат қолданыстары үшін өзекті болып табылатын нақты артықшылықтарға ие.

Жуан пластиналарды өңдеуді қарастырыңыз. Талшықты лазерлер көптеген жоғары қуатты жүйелерде көміртегілі болатты 100 мм дейін кесе алады, бірақ 25 мм асып түсетін бөліктерде CO2 лазерлері жиектің сапасы жағынан жоғары болады. Ұзын толқын құрылымды болат дайындау кезінде кейбір операторлар ұнататын басқа термиялық динамикалық жағдайлар туғызады.

CO2 жүйелері сіздің жұмыс үдерісіңізде металл емес материалдар пайдаланылған кезде де жақсы жұмыс істейді. Егер сіз болатпен жұмыс істеумен қатар акрил, ағаш, тері немесе пластиктерді кесетін болсаңыз, кесу машиналарына арналған CO2 лазері таза өңдеуге қиындық туғызатын сәулелік лазерлерге қарағанда көбірек көпфункционалдылық ұсынады. 10,6 мкм толқын ұзындығы органикалық материалдармен тиімді әрекеттеседі.

Сонымен қатар, CO2 жабдықтарының бастапқы құны — кейде сәйкес сәулелік жүйелерден 5-10 есе арзан — оларды шағын цехтарға немесе кесу жылдамдығынан гөрі жиектің өңделу сапасы маңызды болатын жұқа табақты қолдану үшін қолжетімді етеді.

Болатты кесуге арналған толық технологиялық салыстыру

Болатты лазерлік кесудегі әрбір критерий бойынша осы технологиялар қалай салыстырылатынын көргіңіз келе ме? Бұл толық салыстыру өндірістің сапасы мен пайдасына тікелей әсер ететін факторларды қамтиды:

Параметр	Талшықты лазер	Co2 лазер
Толқын ұзындығы	1064 нм (1,07 мкм)	10 600 нм (10,6 мкм)
Болаттың сәуле сіңіру коэффициенті	Жоғары — металдар 1 мкм жарықты тиімді сіңіреді	Төменірек — ұзын толқынды сәуле металдық беттерден көбірек шағылады
Кесу жылдамдығы (Жұқа болат <6мм)	эквивалентті CO2 қуатынан 3-5 есе тезірек	Негізгі жылдамдық
Кесу жылдамдығы (Қалың болат >20мм)	Салыстырмалы, жылдамдық артықшылықтары азаяды	Бәсекеге қабілетті, жиектің сапасы үшін жиі ұсынылады
Болаттың ең жоғарғы қалыңдығы	Жоғары қуатты жүйелермен 100 мм-ге дейін (көміртегілі болат)	оттегі көмегімен 100 мм астам
Жиектің сапасы (Жұқа материалдар)	Өте жақсы — тар керф, минималды конустылық	Жақсы — сәл кеңірек керф
Қиылатын шеттердің сапасы (Жуан материалдар)	Жақсы	25 мм және одан жоғары бөліктерде жиі жақсырақ
Электрлік тиімділік	қуат желісінде 30-50% ПӘК	10-15% пайдалы әсер коэффициенті
Қуаттың тұтынуы (6 кВт шығысы)	шамамен 22 кВт электрлік тартылуы	шамамен 65 кВт электрлік тартылуы
Жылдық Қызмет Көрсету Құны	$200-400	$1,000-2,000
Компоненттің қызмет ету мерзімі	100 000+ сағат (диодты сорғыштар)	шамамен 10 000-25 000 сағат
Бастапқы жабдық құны	баламалы СО2 деңгейінен 5-10 есе жоғары	Алғашқы сатыдағы инвестиция төменірек
Шағылдырушы металл кесу мүмкіндігі	Өте жақсы — алюминий, мыс, қола өңдеуге бейім	Қиын — осы металлдарда шағылу мәселелері
Типтік ROI кезеңі	12-18 ай	24-30 ай

Металл кесуге арналған лазерлік машиналардың көпшілігі үшін деректер түсінікті тарихты көрсетеді: 20 мм-ге дейінгі қалыңдықтағы болат өңдеуде одан әрі талап етілетін жылдамдық, төмен жұмыс шығыны және жоғары дәлдікпен сәулелік лазерлер басымдық танытады. Дегенмен, шешім әрқашан түсінікті бола бермейді.

Егер сіздің жобаларыңыз 25 мм-ден жоғары құрылымдық болатты қамтуы мүмкін болса, онда жиектің сапасы жылдамдықтан маңыздырақ болады немесе сіз металдар емес материалдарды өңдесеңіз, CO2 технологиясы нақты құндылықты сақтайды. Металл лазерлік кесу нарығы сәулелік лазерлерге қарай дамыды, бірақ ақылды фабрикаторлар өндіріс түрлеріне сәйкес технология таңдауын сәйкестендіреді.

Бұл айырмашылықтарды түсіну сізді негізделген шешімдер қабылдауға дайындайды — бірақ лазер түрі бір ғана айнымалы. Сіз кесіп жатқан болат маркасы нәтижелеріңізді тікелей әсер ететін өзіндік қиындықтар мен ескертулер жиынтығын енгізеді.

Лазерлік кесуге қандай болат маркалары ең жақсы сәйкес келеді

Сіз лазер түрін таңдадыңыз — бірақ көптеген өндірушілер кесу үстеліңізде орналасқан болат маркасын өз құрылғысындай ғана маңызды екенін ұмытады. Барлық болаттар лазерлік энергияға бірдей жауап бермейді. Кейбіреулер параметрлерді аз ғана реттеу арқылы таза кесіледі, ал басқалары арнайы әдістерді талап етеді немесе сапа мәселелерін туғызады.

Бұл неге болады? Бұл химиялық құрамға байланысты. Көміртегі мөлшері, қоспалар мен бетінің күйі лазер сәулесінің материалға қаншалықты тиімді түрде өтуі мен бөлінуіне әсер етеді. TWI-ның зерттеуі материалдың құрамы лазерлік кесудің жалпы сапасына лазерлік кесу қондырғысы мен оператордың әсерінен гөрі көбірек әсер ететінін растайды — әртүрлі материалдардың құрамындағы кесу сапасының ауқымы бір материалды әртүрлі машиналарда әртүрлі операторлар өңдеген кездегіден екі есе көп болды.

Қандай маркалар оптималды нәтиже беретінін және қандай маркаларға арнайы қарау қажет екенін нақты талдау жасайық.

Май сияқты кесетін болат қорытпалары

Аз шиеленісті, бірақ жоғары сапалы кесулер алуға ұмтыласыз ба, онда осы болат түрлеріңіздің бірін таңдау — дұрыс шешім. Олар лазерлік жүйелерге ұнайтын жылулық қасиеттердің, құрамының біркелкілігі мен бетінің сипаттамаларының идеалды үйлесімін ұсынады.

Көміртегісі аз және әлсіз болат болатты лазермен кесудің алтын стандарты болып табылады. S275 және S355 сияқты, құрылымдық болаттың жиі қолданылатын маркалары — әдетте 0,25%-дан төмен көміртегісі бар, бұл өңдеу үшін икемді жағдай жасайды. Олардың болжанатын жылулық мінез-құлқы дұрыс бапталған жабдықтармен 0,5 мм-ден бастап 30 мм-ге дейінгі қалыңдықтағы таза кесулерді алуға мүмкіндік береді.

Бұл маркалар неге қолайлы? Олардың салыстырмалы біркелкі құрамы кесуде аздаған күтпеген жағдайлар туындатады. Темір-көміртегі матрицасы лазерлік энергияны тұрақты сіңіреді, бұл ыдырап кету газымен тиімді түрде жойылатын тұрақты балқыған аймақтар пайда болуына әкеледі. Параметрлер дұрыс орнатылғанда, шетінде ең аз мөлшерде шлак түзілуімен бірге тегіс кесілген жиектерді байқайсыз.

Жұқа қабықты қолданулар үшін CR4 (Суықтан Тартылған 4-ші Марка) болаты ерекше атап өтуге тұрады. Бұл суықтан тартылған материал мынандай өте тегіс беттік қабықшамен сипатталады, бұл кесілген жиектің сапасын арттырады — әсіресе автомобиль корпус панельдері мен көрінетін бөлшектерде, онда эстетика функционалдық сияқты маңызды.

Болат Маркасының Қолданылуына Арналған Нұсқаулық

Әртүрлі болат түрлері лазерлік өңдеуге қалай сай келетінін көргіңіз келе ме? Бұл толық шолу лазерлік кесу мінез-құлқы бойынша жиі кездесетін маркаларды топтастырады:

Категория	Болат Түрлері	Карбон міндеттілігі	Лазерлік кесу мінез-құлығы	Ұсынылатын Қалыңдық Ауқымы
Идеалдық	Қарапайым болат (S275, S355), Төменгі көміртегілі болат, CR4	<0.25%	Таза кесілген жиектер, кең өңдеу терезесі, болжанатын нәтижелер	0,5 мм - 30 мм
Идеалдық	Лазерлік класқа арналған болат (оптималды құрам)	0.09-0.14%	Қиық шет сапасы жақсартылған, жоғары қию жылдамдығы мүмкін	3 мм - 30 мм
Қабылдауға болады	304 Стейнлисс Болат (Аустенитті)	<0.08%	Жақсы қиылады, бірақ коррозияға төзімділік үшін азотты көмекші орта қажет	0,5 мм - 30 мм
Қабылдауға болады	316 Стейнлесс болат (аустенитті)	<0.08%	304-ке ұқсас, молибден мөлшері жылулық қасиеттерге сәл әсер етеді	0,5 мм - 25 мм
Қабылдауға болады	430 Стейнлесс болат (ферритті)	<0.12%	Жақсы қиылады, бірақ шеті қатайуға бейім	0,5 мм - 20 мм
Қабылдауға болады	Zintec (цинкпен қапталған суық тартылған)	Төмен	Жақсы нәтижелер, мырыш қаптамасы кесу кезінде коррозиядан қорғайды	0.7мм - 3мм
Қабылдауға болады	Гальванайлы жұмыртқа	Төмен	Түтінді шығару қажет, мырыш қабаты қиыршықтың химиялық құрамына әсер етеді	0,7 мм - 5 мм
Қиындық туғызатын	Жоғары кремнийлі болаттар (>0,4% Si)	Айранылады	Бетінің тегістігі жақсарды, бірақ қиыршықтың тік бұрыштылығы төмендеді	Параметрлерді реттеу қажет
Қиындық туғызатын	Қалың қапталған/боялған болаттар	Айранылады	Қаптамалар түтін шығарады, кесілген қиыршықтарды ластайды, сапаны төмендетеді	Бетін дайындау қажет
Қиындық туғызатын	Ұсақ құммен тазартылған беттер	Айранылады	Милл-масштабты немесе механикалық өңделген беттермен салыстырғанда қиылған жиектері тегіс емес	Сапа айырмашылығын қабылдау немесе бетті дайындау

Белгілердің айырмашылықтарын түсіну: Лазерлік қиғыш болаттан

Лазерлік қиғыш болаттан — металдарды өңдеудегі ең кең тараған және кейде ең түсініксіз қолданыстардың бірі. Иә, сіз лазердің көмегімен болатты өте жақсы нәтижемен қиып алуыңызға болады, бірақ барлық маркалар бірдей мінез-құлық білдірмейді.

304 нұсқаға ие сталь (шамамен 18% хром мен 8% никельден тұрады) — болатты лазермен қиюдың негізгі материалдарының бірі. Оның аустениттік құрылымы жақсы қиылатындығын қамтамасыз етеді, ал оның кең таралуы оны тамақ өнеркәсібі құрал-жабдықтары, архитектуралық элементтер мен жалпы өңдеу үшін негізгі таңдауға айналдырады. Сізге коррозияға төзімді қолданбалар үшін болатты лазермен қию қажет болған кезде, 304 әдетте тиімділік пен құнының ең жақсы тепе-теңдігін ұсынады.

316 Тот баспайтын болат қоспаның құрамына молибден қосылады (әдетте 2-3%), бұл коррозияға төзімділікті, әсіресе хлоридтерге және теңіз ортасына қарсы төзімділікті арттырады. Сомынан кесу үшін 316 маркалы болат 304 сияқты әрекет етеді, бірақ молибден құрамына байланысты жылулық сипаттамалары жағынан сәл өзгеше болады. Көмектесуші газ ретінде азотты пайдаланғанда кесу сапасы шамама бірдей болады.

Сомынан кесу үшін маңызды фактор — көмектесуші газды таңдау. Оттегі көміртек болатын кезде экзотермиялық реакция арқылы кесуді жақсартса да, сомынан болат үшін хром оксидті қабатын сақтау үшін әдетте азот қажет. Оттегімен кесу материалдың қорғаныш қасиетін бұзатын тотыққан шеттер қалдырады.

Қиындық туғызатын болат маркалары және олармен жұмыс істеу әдістері

Кейбір болаттар кедергі жасайды. Қандай себептермен белгілі бір маркалар қиындық тудыратынын және қандай түзетулердің көмектесетінін түсіну сізді жарамсыз бөлшектер мен шикізаттың кетуінен сақтайды.

Силиций мөлшері қызықты сауданың бір түрін көрсетеді. TWI-дің зерттеуі лазерлік кесу шетінің сапасына әсер ететін ең маңызды элемент ретінде кремнийді анықтады. Мұнда мынадай жағдай бар: кремнийдің мөлшерін арттыру бет бетінің тегістігін жақсартады (тегіс кесу), бірақ шетінің тік бұрыштылығына теріс әсер етеді. Егер сіздің болатыңызда 0,4% астам кремний болса, параметрлеріңізді түзетуіңіз немесе өлшемдік дәлдіктегі белгілі бір компромисті қабылдауыңыз керек.

Қалың қапталған немесе боялған болаттар бірнеше проблемалар туғызады. Кесу кезінде қаптама буланып, кесу шеті мен оптикалық элементтерге ластану тудыратын түтін шығарады. Бояу мен ұнтақтық қаптамалар жиі лазерлік энергиямен болжамсыз реакцияға түсетін қосылыстардан тұрады. Таза нәтиже алу үшін өңдеуден бұрын кесу жолынан қаптаманы алып тастаңыз.

Цинкпен қапталған және гальванизацияланған материалдар ұқыпты жұмыс істеуді талап етеді. Zintec пен цинкпен капталған болатты кесуге болады (әдетте 0,7 мм-ден 5 мм-ге дейінгі аралықта), бірақ цинк қабаты болат негізіне қарағанда төмен температурада буланады. Бұл цинк буын шығарып, оның үстіне қажетті сорғыш жүйелерді қажет етеді және шетінің химиялық құрамына әсер етуі мүмкін. Нәтижелер көбінесе қолданыста қабылданатын болса да, сауда-саттықтағы айырмашылықтарды түсіну керек.

Алюминийді лазермен кесу мен басқа да жарқырағыш материалдар туралы не айтуға болады? Бұл нұсқау негізінен болатқа бағытталған болса да, мысалы алюминий сияқты материалдар толығымен басқа талаптар қоятынын атап өту құнды. Сіз алюминийді талшықты лазерлермен (CO2-ге қарағанда жарқырағыш металдармен жақсырақ жұмыс істейтін) тиімді түрде кесе аласыз, бірақ өңдеу параметрлері болат қолданысынан әлдеқайда ерекшеленеді.

Санат бойынша бетін дайындау талаптары

Сіздің болатыңыздың беткі жағдайы кесу сапасына тікелей әсер етеді — кейде сіз күтетініңізден де көбірек. Мұның әрбір санаты нені талап етеді:

Идеалды болат маркалары үшін (жеңіл болат, төменгі көміртегілі):

• Таспалар орнында қалуы мүмкін — зерттеулер таспа қабатын кесіп алу лазерлік кесудің сапасына елеулі әсер етпейтінін көрсетеді
• Материалдың жазық болуын және құрамында мәнді тат немесе ауыр ластану болмауын қамтамасыз етіңіз
• Оттегімен қолдау көрсетілетін кесуге жеңіл беттік тоттану рұқсат етіледі
• Ылғалдың жиналуын және шамадан тыс коррозияны болдырмау үшін материалдарды дұрыс сақтаңыз

Қабылданатын маркалар үшін (гильзиялық болат, қапталған болаттар):

• Түтін және шетінің ластануын болдырмау үшін кесуден бұрын қорғау пленкасын алып тастаңыз
• Гильзиялық болат үшін бетінің май немесе сұйықтық құрамдарынан таза болуын қамтамасыз етіңіз
• Цинкпен қапталған материалдарға жеткілікті желдету мен түтінді шығару қажет
• Цинкпен қапталған болаттағы цинк қаптамасының салмағын тексеріңіз — ауыр қаптамалар түтінді көбірек тудырады
• Қапталған және қапталмаған материалдарды таңдаған кезде шетінің сапасына қойылатын талаптарды ескеріңіз

Қиын деңгейдегі маркалар үшін:

• Лазерлік кесуден бұрын бетін дәріден тазартуды болдырмаңыз — TWI зерттеуі бойынша дәріден тазартылған беттерге қарағанда валцталған немесе өңделген беттерде лазерлік кесу жиектері тегісірек болады
• Кесу аймақтарынан бояу, ұнтақтық қаптама және ауыр қаптамаларды алып тастаңыз
• Жоғары кремнийлі болаттар үшін өндірісті бастамас бұрын оптималды параметрлерді анықтау мақсатында сынама кесу жасаңыз
• Қиын материалдармен жұмыс істеу кезінде кейінгі пайдалану үшін сәтті параметрлерді тіркеңіз

Қай болат маркалары таза кесілетінін және қосымша назар талап ететіндерін білу сәттілікке жетуге мүмкіндік береді. Бірақ марканы таңдау — теңдеудің тек бір бөлігі ғана. Сіздің болатыңыздың қалыңдығы лазерлік қуат деңгейлері мен кесу стратегияларының қайсысы жұмыс істейтінін тікелей анықтайтын тағы бір маңызды айнымалы енгізеді.

Болат қалыңдығының шектері мен лазерлік қуат талаптары

Сіз болат маркасыңыз бен лазер түрін таңдадыңыз, бірақ жобаңыздың сәттілігі немесе сәтсіздігі осы сұраққа байланысты: сіздің лазеріңіз шынымен де материал қалыңдығын кесе ала ма? Бұл тек қарапайым теориялық мәселе емес. Зауыттар жиі нарықтастыру брошюраларындағы «максималды қалыңдық» деген көрсеткіштің тек шындықтың бір бөлігін ғана көрсететінін біледі.

Тәжірибелі өндірушілердің білетіні: түсіну керек болатын үш түрлі қалыңдық деңгейі бар абсолютті максимум (мүмкін, бірақ практикалық емес), сапалы максимум (қабырға шетінің қабылданатын сапасы) және өндірістік максимум (сіз тұрақты нәтижелермен пайда табатын деңгей). Пайдалы қаңыл металды лазермен кесу операцияларының көбі осы үшінші санатқа бағытталады.

Лазерлі қаңыл металл кескішіңіздің нақты қабілетін анықтайық — сонымен қатар қашан альтернативтерді қарастыру қажет екенін түсінейік.

Лазерлі қуат бойынша максималды кесу қалыңдығы

Талшықты лазер қанша қалыңдыққа дейін кесе алады? Шынайы жауап лазерлік қуатқа, материал түріне, кесу газына және сізге қажет болатын сапа деңгейіне байланысты. Бірақ жобаларыңызды жоспарлау үшін нақты сандар қажет. Металл парақтарды лазермен кесудің қуат деңгейлері бойынша шынайы қалыңдық мүмкіндіктерін көрсететін осы толық кесте:

Лазердің күші	Көміртегі болаты (O₂ көмегімен)	Пайдалы болаты (N₂ көмегімен)	Алюминий (N₂ көмегімен)	Негізгі қолдану бағыты
1-2 кВт	10 мм-ге дейін	5 мм-ге дейін	4 мм дейін	Жұқа парақ өндірісі, жоғары жылдамдықты өңдеу
3 КВт	16 мм дейін	8 мм дейін	6 мм дейін	Көптеген цехтар үшін алғашқы "нақты" өнеркәсіптік лазер
6 Квт	22 мм дейін	12 мм-ге дейін	10 мм-ге дейін	Жалпы өңдеу үшін ең жақсы ұзақ мерзімді ROI
10-12 кВт	30 мм дейін	20мм-ге дейін	16 мм дейін	Негізгі қызметі - қалың тақталар, кездейсоқ жұмыстар емес
15-20 кВт	50 мм дейін	30 мм дейін	25 мм-ге дейін	Ауыр құрылымды болат, мамандандырылған қалың тақталы жұмыс
30 кВт+	100 мм дейін	50 мм дейін	40 мм дейін	Ерекше өте қалың пластиналарды қолдану

Маңызды нәрсені байқадыңыз ба? Бірдей қуат деңгейінде көміртегі болаты әрқашан таза болат немесе алюминийге қарағанда қалыңдығы жағынан жоғары болады. Неліктен? Оттегі көмекші газ ретінде пайдаланылатын кезде көміртегі болатын кесу кезінде экзотермиялық реакция жүреді — оттегі материал арқылы «жануға» көмектеседі. Сондай-ақ саланың талдауы болатты кесуде оттегі жұмыстың шамамен 60% орындайды, сондықтан қалыңдық шектерін едәуір асыра түсуге болады.

Таза болат пен алюминий азотты көмекші газ (оксидтенуін болдырмау үшін қолданылатын қорғау газы) ретінде пайдаланады, яғни лазер жұмысты жеке орындауы керек. Сондықтан бірдей қуат деңгейлері материалдар бойынша әртүрлі максималды қалыңдық нәтижелерін береді.

Көмекші газды таңдау сіздің қалыңдық мүмкіндіктеріңізге қалай әсер етеді

Оттегі мен азотты таңдау тек шетінің түріне ғана емес, сонымен қатар қандай қалыңдықта кесуге болатынына тікелей әсер етеді. Осы өзара байланысты түсіну сіздің жапырақ металды лазерлі кесу қондырғысының мүмкіндіктерін жоба талаптарыңызбен сәйкестендіруге көмектеседі.

Оттегімен қиғыш (көміртегі болаты):

• Бірдей материалда азотқа қарағанда 30-50% қалыңырақ қию мүмкіндігін береді
• Қию энергиясын қосатын экзотермиялық реакция тудырады
• Қиылған жиектерде тот басқан қабат пайда болады — көптеген құрылымдық қолданыстар үшін қабылданады
• Газдың тұтынуы азотқа қарағанда 10-15 есе төмен, бұл жұмыс шығындарын азайтады
• Жылдамдық лазерлік қуат емес, жану процесімен шектеледі (1500 Вт және 6000 Вт лазерлер оттегімен жұқа болатты ұқсас жылдамдықпен қияды)

Азотпен қиғыш (сирқұлақ болат, алюминий немесе жоғары сортты көміртегі болат жиектері):

• Екінші операцияларсыз дәнекерлеуге немесе ұнтақпен жабуға дайын тоттанбайтын жиектер алуға мүмкіндік береді
• Қию жылдамдығы лазерлік қуатпен тура пропорционалды — ватт көп болса, өңдеу тезірек болады
• Көміртегі болатта оттегіге қарағанда максималды қалыңдық азаяды
• Газдың жоғары тұтынуы қалыңдығы артқан сайын жұмыс шығындарын көбейтеді
• Коррозияға төзімді болаттың кесілген жерлерін сақтау үшін маңызды

Жұқа болаттарда лазер операторы өңдеу жылдамдығын арттырып, бөлшектерді бірдей немесе сәл жоғары шығынмен жасай отырып, сапасын жақсарта алса, көмекші газ ретінде азотты қолдану қарастырылуы керек.

Практикалық салдары? Егер сіз 6 мм дейінгі болат парақтарды лазермен кесіп, бояуға дайын шеттерге ие болуға мұқтаж болсаңыз, газ шығыны жоғары болса да, азотты қолдану тиімді. Түрлері аз маңызды болатын құрылымдық көміртегілі болат үшін оттегі максималды мүмкіндікті едәуір кеңейтеді.

Сіздің болатыңыз лазер үшін тым қалың болғанда

Маркетингтік буклеттер сізге айтпайтын шындық: белгілі бір қалыңдықты лазермен кесуге болады деп, оның бола алады кесе беретінін білдірмейді тапсырма . Қалыңдық шектеріне жеткенде өндірісте нақты салдарлар туындайды.

Кез келген лазерлік кесу операциясында максималды қалыңдыққа жақындаған кезде мынадай ауытқуларды күту керек:

• Әлдеқайда баяу кесу жылдамдығы: Қалыңдық әрқашан жылдамдықты тұрақтылыққа ауыстырады — өндіру уақыты оптималды қалыңдық диапазонына қарағанда 5-10 есе артуы мүмкін
• Шетінің кедір-бұдырылығы артады: Түйіршіктер, жолақтар және беттің бұзылуы барынша көрінетін болады
• Газдың шығыны артады: Жұқа пластиналарға қарағанда көмекші газ қысымы мен ағыны жоғары болуы қажет
• Жылу әсерінен зоналар ұлғаяды: Көбірек жылу энергиясы кіруі бұрмалану немесе металлургиялық өзгерістердің пайда болу ықтималдығын арттырады
• Тұрақсыздық артады: Шекті мәндерде параметрлердегі кіші өзгерістер сапада үлкен тербелістерге әкеледі

Лазерлік кесу қашан мағынасын жоғалтады? Келесі жағдайларда басқа нұсқаларды қарастырыңыз:

• Сіздің көміртегі болатыңыз 30-35 мм асады және өндірістік деңгейдегі өткізу қабілеті қажет
• Максималды қалыңдыққа жақын материалдарда жиектің сапасына қойылатын талаптар маңызды
• Қалың пластиналармен жұмыс істеу кезінде дәлдіктен гөрі кесу жылдамдығы маңызды
• Сіздің лазерлік кесу қондырғыңыздың жаппақ металдан кесу мүмкіндігі қажетті қалыңдыққа жетпейді

Мұндай жағдайлар үшін плазмалық кесу (қалың пластиналарды тиімді кеседі), су қысымымен кесу (жылу әсер ететін аймақ болмайды) немесе оттегілі-отынды кесу (өте қалың көміртегі болат үшін қолжетімді баға) жақсырақ нәтиже беруі мүмкін. Ақылды өндірушілер бір ғана технологияны мәжбүрлеп емес, әрбір жұмысқа сәйкес процесті таңдайды.

Жобаны жоспарлауға қолданыстағы әсерлер

Нақты жобаларыңызға осы қалыңдық параметрлерін қолдануға дайынсыз ба? Жұмыс шешімдеріңіз үшін осы сандардың мағынасы мынадай:

• Күнделікті өндірісте максималды қалыңдықтың 80%-ына назар аударыңыз: Егер сіздің 6 кВт лазеріңіз максимум 22 мм көміртегі болатты кессе, тұрақты сапа мен жылдамдық үшін 16-18 мм шегінде өндірісті жоспарлаңыз
• Қуатты типтік жұмыс көлеміңізге сәйкестендіріңіз: Көптеген зауыттар 3-12 мм аралығында тәулігіне ең жақсы ROI-ге ие болады — қалың тақталарды кейде өңдеу үшін 20 кВт қуатты қондырғы сатып алу көбінесе төменгі пайда береді
• Қосымша газ шығынына бюджет жасау: нақты баға Азоттың тұтынуы қалыңдықпен бірге айтарлықтай өседі — оны бөлшек бөліктердің бағасына ескеріңіз
• Шектерге жеткенде екінші деңгейлі операцияларды жоспарлау: Максимумға жақын қалыңдықта кесу жинақтау алдында фрезерлеуді, тегістеуді немесе басқа да соңғы өңдеуді талап етуі мүмкін
• Ең жоғары қалыңдықты сыртқа орындатуды қарастырыңыз: 30 мм+ тақтаны кейде кесіп жатырсыз ба? Оны үшін қондырғы сатып алуға қарағанда сыртқа орындату арзан болуы мүмкін

Бұл қалыңдық шектерін түсіну сізді нақты талаптарды анықтауға және дұрыс жабдықты таңдауға дайындайды. Бірақ қалыңдық — барлық факторларды ескергенде кесудің теңдеуіндегі бір ғана айнымалы; лазерлік технология плазма, су қоймасы және механикалық әдістермен салыстырғанда қалай салыстырылады?

Болатты кесу үшін лазер, плазма және су қоймасы

Сізде кесуге тиіс болат бар, бірақ лазерлік технологияның ғана емес, плазмалық кесу немесе гидроабразивті қырқу қызметтерін іздеу арқылы сіз жобаңыздың сапасына, уақытына және бюджетіне әсер ететін шешім қабылдауыңыз керек. Негізгі қиындық — көбінесе болат қолданбалары үшін маңызды болып табылатын нақты айырмашылықтар қарастырылмайды.

Тәжірибелі өндірушілердің түсінетіні: әрбір кесу әдісі әртүрлі жағдайларда жақсы жұмыс істейді. CNC плазмалық кескіш жылдамдық дәлдіктен жоғары болатын құрылымдық қалың болатта үстемдік етеді. Жылулық зақымдану қабылданбайтын жағдайларда гидроабразивті қырқу материал қасиеттерін сақтайды. Кейбір қолданбалар үшін механикалық әдістер әлі де қолданыс табады. Ал лазерлік кесу? Ол жиі, бірақ әрқашан емес, болат жобалары үшін ең жақсы тепе-теңдікті ұсынатын оңтайлы нүктені алады.

Болатты кесу кезінде бұл технологиялар қалай жұмыс істейтінін нақты талқылайық, сонда сіз өзіңіздің нақты талаптарыңызға сәйкес келетін дұрыс әдісті таңдай аласыз.

Төрт кесу технологиясы болат бойынша бәсекелеседі

Күрделі болып көрінеді ме? Міндетті емес. Әрбір технология болатты кесуде болжанатын артықшылықтар мен шектеулерге ие болатын негізгі тұрғыдан өзгеше принциптерде жұмыс істейді.

Лазерлік кесу бағдарламаланған жол бойынша болатты балқыту немесе будау үшін интенсивті жарық энергиясын шоғырландырады. Бұл нұсқауда біз зерттегендей, бұл жылу процесі аз қалыңдықтағы мен орташа болат парақтарында өте жоғары дәлдікті және өндірістік көлемдер үшін экономикалық тұрғыдан тартымды болатын кесу жылдамдықтарын қамтамасыз етеді.

Плазмалық кесу электр доғасы мен қысылған газды пайдаланып суперқыздырылған плазма ағынын құрады — 30 000°F (16 649°C) астам температураға жетеді — бұл өткізгіш металдарды балқытады. Плазма кескішті жұқа болат үшін емес, қалың болат пластиналар үшін арнайы жасалған ыстық пышақ деп елестетіңіз. Қазіргі заманғы CNC плазма үстел жүйелері бұл табиғи кесу қуатын компьютерлік басқарумен ұштастырып, өндіріске дайын нәтижелер алады.

Су жеткізушісі арқылы қияу ол толығымен басқа тәсілді қолданады: жоғары қысымды су абразивтік бөлшектермен қосылып, жылу пайда болмай-ақ материалдарды кеседі. Бұл суық кесу процесі материал қасиеттері өзгермеуі керек болғанда маңызды болып табылатын жылу әсерінен туындайтын аймақтарды мүлде жояды. Су арқаны нарығының 2034 жылға дейін 2,39 миллиардтан астам долларға жетуі болжануда, бұл жылу пайда болмайтын кесу мүмкіндіктеріне деген сұраныстың өсуін көрсетеді.

Механикалық кесу (қыршылау, тестерелеу, тесу) материалды бөлу үшін физикалық күшке сүйенеді. Жылулық немесе абразивтік әдістерге қарағанда азырақ күрделі болса да, механикалық тәсілдер қарапайым кесулер, жоғары көлемді босату операциялары және шетінің өңделуі өткізу қабілетіне қарағанда аз маңызды болатын жағдайларда қолданыста қолданылады.

Болат қолданбалары үшін толық технологиялық салыстыру

Осы әдістердің әрбір маңызды фактор бойынша қалай салыстырылатынын көргіңіз келе ме? Бұл толық салыстыру нақты түрде болатты кесу тиімділігіне бағытталған:

Фактор	Лазерлік кесу	Плазмалық кесу	Су жеткізушісі арқылы қияу	Механикалық кесу
Қыр сапасы	Өте жақсы — ең аз қосымша өңдеу қажет болатын тегіс шеттер	Жақсы — дұрыс бапталған жүйелерде ең аз шлакпен салыстырмалы түрде тегіс	Өте жақсы — жұмыс беті қалың материалдарда да тегіс болады	Айнымалы — әдіске байланысты; кессу таза шеттер қалдырады, ал алқанмен кесу тегіс емес бет қалдырады
Қыздыру аймағы	Ең аз — шоғырланған сәуле мен жылдам кесу нәтижесінде жылу әсерінің аймағы (HAZ) аз	Орташа немесе үлкен — жоғары температура көрінетін HAZ аймағын құрайды	Жоқ — суық кесу процесі материал қасиеттерін толығымен сақтайды	Жоқ — кесу кезінде жылу әсері болмайды
Болат Қалыңдығының Ауқымы	0,5 мм-ден 50 мм+ дейін (қуатқа байланысты); жұқа мен орташа парақтар үшін оптимальды	3 мм-ден 150 мм+ дейін; қалың өткізгіш металдарда жақсы жұмыс істейді	0,5 мм-ден 300 мм+ дейін; тәжірибесіз қалыңдықты өңдей алады	Құрал-жабдықпен шектеледі; көбінесе 25 мм-ге дейінгі амалдар үшін
Нақтылық шектеулері	±0,05 дан ±0,20 мм дейін — күрделі пішіндер үшін өте жоғары дәлдік	±0,5 дан ±1,5 мм дейін — құрылымдық жұмыстар үшін жақсы, лазерге қарағанда азырақ дәл	±0,1 дан ±0,25 мм дейін — лазермен салыстырмалы жоғары дәлдік	±0,25 дан ±1,0 мм дейін — құрал-жабдықтың күйі мен материалға байланысты
Кесу жылдамдығы (жұқа болат)	Өте жылдам — 10 мм-ге дейінгі материалдарда талшықты лазерлер ерекше	Жылдам — жұқа материалдарда бәсекеге қабілетті, бірақ оптимизацияланған лазерден баяу	Баяу — дәлдік жылдамдықтың есебінен қол жеткізіледі	Өте жылдам — кесу мен тесу өте тез
Кесу жылдамдығы (Қалың болат)	Орташа—қалыңдық артқан сайын едәуір баяулайды	Өте жылдам—1" болатта гидроабразивтікпен салыстырғанда 3-4 есе тез	Баяу—бірақ қалыңдықтан қатты тәуелсіз тұрақты сапа	Жылдам—үлкен қалыңдықтағы плиталарды тез кестіреді
Күрделі пішіндер мүмкіндігі	Өте жақсы—күрделі дизайндар, кішкентай тесіктер, дәл бұрыштармен жұмыс істейді	Жақсы—өте нәзік детальдар немесе кішкентай элементтерде шектеулі	Өте жақсы—құрал-жабдықты ауыстырмай кез келген пішінді кеседі	Шектеулі—қарапайым геометрияға ғана шектеледі
Құрал-жабдықтардың құны	Жоғары — сәулелік лазерлік жүйелер көп қаржы салымын қажет етеді	Орташа — толық жүйе үшін шамамен 90 000 доллар	Жоғары — салыстырмалы жүйе үшін шамамен 195 000 доллар	Төменнен орташаға дейін — жабдық түріне қарай әртүрлі болады
Метрге шаққандағы жұмыс шығыны	Төменнен орташаға дейін — электр энергиясын тиімді пайдалану, газ бағасы әртүрлі болуы мүмкін	Төмен — тұтынатын материалдар мен электр энергиясы арзан	Орташадан жоғарыға дейін — абразивтік материалдар тұрақты шығын қосады	Төмен — көпшілік операциялар үшін минималды тұтынатын материалдар қажет
Материалдық шектеулер	Металдар және кейбір бейметалдар; шағылдырушы металдарға волокондық лазерлер қажет	Тек қана өткізгіш металдар — ағаш, пластик немесе шыны кесуге болмайды	Кез келген материал — металдар, тас, шыны, композиттер	Құрал-жабдыққа байланысты; негізінен металдар мен кейбір пластиктер

Плазманың лазерге қарағанда болат үшін тиімді болатын жағдайлар

Егер сіз құрылымдық болаттың қалың қабатын кесіп, ең тиімді тәсілді іздестіріп жатсаңыз, плазмалық кесу үстелі лазерге қарағанда дәлдіктің артықшылықтарына қарамастан жақсырақ құндылық береді.

Сандарға назар аударыңыз: тексеру нәтижесінде 1 дюймдік болатты плазмамен кесу су әсерімен салыстырғанда шамамен 3-4 есе тезірек жүреді, ал жұмыс шығындары футына шаққанда шамамен екі есе аз болады. Осындай қалыңдықтағы лазермен салыстырғанда плазма жылдамдықтың артықшылықтарын сақтап, жабдыққа инвестицияны әлдеқайда азайтады.

Қолдан жүргізілетін плазмалық кескіш немесе CNC плазмалық жүйе мыналай мағына береді:

• Сіздің болатыңыздың қалыңдығы тұрақты түрде 12 мм (½ дюйм) асады
• Қолданыңызға ±0,5 мм немесе одан жоғары шектік ауытқулар қабылданады
• Дәлдікті пішіндеуден гөрі жылдамдық пен өткізу қабілеті маңыздырақ
• Құрылғы мен жұмыс шығындары төмен болған жағдай бюджеттік шектеулерге қолайлы
• Сіз негізінен құрылымдық болат, ауыр жабдық бөлшектері немесе өнеркәсіптік жинақтау бұйымдарын кесіп жатырсыз

Көптеген жинақтау цехтары соңында екі технологияны да пайдаланады. Плазма қалың тақтай мен құрылымдық жұмыстарды тиімді орындайды, ал лазер күрделі бөлшектер, жұқа қаңыл металдар үшін қажет дәлдікті және шет сапасы маңызды қолданыстарды қамтамасыз етеді.

Сіздің болат жобеңіз үшін дұрыс әдісті таңдау

Бұл технологияларды нақты жобеңіздің талаптарына қатысты бағалайтын болсаңыз, анық шешім үлгілері пайда болады. Мұның әр әдісі идеалды қолданыстарымен қалай сәйкес келетіні мына төмендегідей:

Лазерлік кесуді таңдаңыз, егер:

• 20 мм-ден аспайтын болат парақтармен жұмыс істеу, мұнда дәлдік маңызды
• Сіздің бөлшектеріңізге екінші реттік пішіндеу болмауы немесе минималды болуы қажет таза шеттер қажет
• Конструкциялар күрделі пішіндерді, кішкентай тесіктерді немесе үлкен бұрыш радиустарын қамтиды
• ±0,1 мм немесе одан да дәлірек шектік ауытқулар көрсетілген
• Өндіру көлемі жылдамдық пен тұрақтылық арқылы жабдыққа инвестиция салуды оправдациялайды
• Электроника корпусынан бастап автомобиль бөлшектеріне дейінгі күрделі бөлшектерді кесу қажет

Плазмалық кесуді таңдаңыз, егер:

• 12 мм-ден асатын болат, алюминий, нержавейка секілді өткізгіш қалың металдарды өңдеу
• Жоғары дәл шекара талаптарына қарамастан, жылдамдық пен құнының тиімділігі маңыздырақ
• Құрылыс болатын, кеме құрылысы бөлшектерін немесе ауыр жабдықтарды жасау
• Қаражат шектеулері жабдыққа аз инвестиция салуды талап етеді
• CNC плазмалық кескіштің дәлсіздік диапазоны (±0,5 дан ±1,5 мм дейін) сіздің техникалық шарттарыңызға сай келеді

Келесі жағдайларда су қысымымен кесуді таңдаңыз:

• Жылу әсерінен зоналар толығымен қабылданбайды — әуежай компоненттері, термоөңделген материалдар
• Кесуден кейін материал қасиеттері мүлдем өзгермей сақталуы тиіс
• Болатпен қатар тасты, шыныны, композиттерді, керамикалық материалдарды кесу
• Лазерлік сапа төмендейтін өте қалың материалдарда дәлдік маңызды
• Жылуға сезімтал қорытпалар немесе арнайы болаттармен жұмыс істеу

Механикалық кесуді төмендегі жағдайларда таңдаңыз:

• Жұмысыңызды қарапайым түзу кесулер немесе негізгі пішіндер басым көрсетеді
• Үлкен көлемді дайындамаларды кесу максималды жылдамдықты талап етеді
• Материалдың қалыңдығы мен геометриясы құрал-жабдық мүмкіндіктеріне сәйкес келеді
• Шетінің сапасына қойылатын талаптар аз және бәрібір соңғы өңдеу жүргізілетін болады
• Бір кесуге кететін құны негізгі шешім факторы болып табылады

Бірден-бір "ең жақсы" кесу технологиясы жоқ — әрқайсысының өз орны бар. Көптеген жасалым цехтары үшін осы технологиялардың кем дегенде екеуіне қол жеткізу кез келген кесу тапсырмасын тиімді және экономикалық түрде орындау мүмкіндігін береді.

Бұл салыстыру сізге лазерлік кесу сіздің болат жобңыз үшін дұрыс таңдау бола ма, әлде плазмалық, су қысымы немесе механикалық әдістер сіздің талаптарыңызға жақырақ па соны бағалауға көмектеседі. Бірақ лазерлік кесуді таңдағаннан кейін жобаның сәтті орындалуын анықтайтын тағы бір маңызды фактор бар: кесу процесіне арналған дизайн файлдарыңызды қалай дайындауыңыз.

Болатты лазермен кесуге арналған дизайн файлдарын дайындау

Сіз лазерлі кесуді әдіс ретінде таңдадыңыз, болат маркасын таңдадыңыз және материалдың қалыңдығы сәйкестігін растадыңыз — бірақ мұнда көптеген жобалар тыныштықпен ұшырап кетеді. Сіз тапсырыс берген дизайн файлыңыз детальдардың алғашқы рет таза кесілуі немесе лазер жұмыс істемей-ақ детальдардың қабылданбауын анықтайды.

Ойланып көріңіз: cnc лазерлі кесу жүйесі сіздің файл нұсқаулықтарыңызға дәл сәйкес жұмыс істейді. Сызық, өлшем, кішкентай егжей-тегжейі машина қозғалысына аударылады. Егер сіздің CAD файлыңызда қателіктер болса — элементтер материал үшін тым кішкентай, дұрыс емес аралық, кесу аймағын дұрыс ескермеу — машина осы қателіктерді болатта дәлме-дәл қайталайды.

Сіз лазерлі кесу cnc машинасын өз цехыңызда пайдалансаңыз да немесе лазерлі өңдеу қызметіне файлдарды тапсырсаңыз да, сәйкес файлдарды дайындау сәтті жобалар мен қымбатқа түсетін ұшыраулардың арасындағы айырмашылықты жасайды. Файлдарыңыз өндіріске дайын нәтиже алу үшін нақты қандай талаптарды қанағаттандыруы керектігін қарастырайық.

Таза кесуге дайындалған CAD файлдарыңызды дайындау

Сіздің DXF немесе DWG файлыңыз - бұл дайын бөлшектің сіздің дизайн мақсатыңызға сәйкес келетініне берілетін уәде. Бірақ cnc кесу жүйелері осы уәдені дұрыс түсіну үшін нақты файл сипаттамаларын талап етеді. Сіздің файлдарыңызда мыналар болуы керек:

Негізгі DXF/DWG сипаттамалары:

• Беттеспейтін тұйық контурлар: Әрбір кесу жолы толық, тұйық цикл түрінде болуы керек. Ашық жолдар немесе беттесетін сызықтар кесу бағдарламасын шатастырады және қателер туғызады
• Таза геометрия: Экспорттау алдында қосарланған сызықтарды, жалған нүктелерді және құрылыс геометриясын алып тастаңыз
• Дұрыс масштаб: Миллиметр мен дюймдар арасындағы шатастыру өте жиі кездесетіндіктен, дұрыс бірліктер көрсетілген 1:1 масштабында экспорттаңыз
• Қабаттарды ұйымдастыру: Операторлармен анық байланыс орнату үшін кесу сызықтарын, әлсірету/гравировка белгілерін және анықтама геометрияны жеке-жеке қабаттарға бөліңіз
• Сплайндар мен күрделі қисықтар болмауы керек: CNC жүйелері сенімді түсінетін полилайндарға немесе доғаларға сплайндарды түрлендіріңіз

Болат қалыңдығы бойынша минималды сипаттамалар:

Кесу сәулесімен кесілген материалдың ені — лазерлік кесудегі кесу ені — сипаттамалардың қаншалықты кішкентай болуына тікелей әсер етеді. жасау нұсқаулықтары бойынша, кесу енінен кіші сипаттамалар кесу кезінде түгел жоғалады. Болатты лазермен кесу үшін мына минимумдарды сақтаңыз:

Металл толықтығы	Типтік Керф Ені	Ең кіші тесік диаметрі	Ең кіші саңылау ені	Минималды көпір/веб
3 мм-ден төмен	0,15-0,25 мм	≥ материал қалыңдығы	≥ 1,5× кесу ені	≥ 1,5× материал қалыңдығы
3 мм - 6 мм	0,20-0,30 мм	≥ материал қалыңдығы	≥ материал қалыңдығы	≥ 2× материал қалыңдығы
6мм - 12мм	0,25-0,40 мм	қалыңдықтың кемінде 50%	≥ материал қалыңдығы	≥ 2× материал қалыңдығы
12 мм астам	0,30-0,50 мм	қалыңдықтың ≥ 50%	≥ 1,2× материал қалыңдығы	≥ 2,5× материал қалыңдығы

Кесу Түзетуін Есептеу:

Сіз өңдеу файлыңызда кесу аймағын компенсациялауға тиістісіз бе, әлде оны зауыт орындай ма? Бұл қарапайым сұрақ көптеген қателіктерге әкеледі. Сала бойынша ең жақсы тәжірибе сіздің DXF файлыңыз номиналды болатынын (олар компенсацияны қолданады) немесе алдын-ала ығыстырылған болатынын шешу үшін цехыңызбен бірлесіп шешуді ұсынады.

• Тесіктер үшін: Қатты болаттағы талшықты лазердің кесу аймағы қалыңдығы мен шланганың орнатылуына байланысты әдетте 0,15-0,30 мм аралығында болады. Кіші ішкі элементтер бұл кесу еніне сәйкес «жиналады»
• Сыртқы өлшемдер үшін: Үлкен сыртқы пішіндер кесу сызығының ішкі жағынан материал алынып тасталғандықтан сәл «кеңейеді»
• Практикалық компенсация: M6 бос тесік (6,6 мм) үшін 6,6-6,8 мм сызу кесу мен өңдеуден кейін тығыз отыру қаупін азайтады
• Тістеуіш пен ойық сәйкестігі: 3,0 мм болаттағы 3,0 мм тістеуіш үшін жиі 3,3-3,6 мм ойық қажет — лазеріңізге және өңдеу талаптарыңызға байланысты оны қатайту немесе жеңілдету керек

Қымбатқа түсетін файлды дайындау қателерінен аулақ болу

Файлдар дұрыс дайындалмаған кезде нақты не болады? Салдарлар ұстамсыздықтан басталып, қымбатқа созылады:

Тапсырыстардың қабылданбауы: Көптеген CNC жасалым қызметтері автоматтандырылған файл тексерулерін жүргізеді. Сызықтардың беттесуі, контурлардың ашық болуы немесе минималды өлшемнен кіші элементтердің болуы түсімнің дер кезінде тоқтатылуына әкеледі — жобаңыз басталар бұрын уақытыңыз кешігеді.

Сапа сәтсіздігі: Автоматтандырылған тексеруден өткен файлдар да нашар нәтиже беруі мүмкін. Материал қалыңдығы үшін тым кіші болып келген элементтер анық емес пішіндерге айналады. Кесулер арасындағы арақашықтықтың жеткіліксіздігі жылу жиналуына байланысты бөлшектердің бүлінуіне әкеледі. Дәлдіктің дұрыс болмауы бөлшектердің құрастыруға сай келмеуіне әкеледі.

Күтпеген шығындар: Кейбір цехтар шағын файл қателерін түзетеді — бірақ инженерлік уақыт үшін ақы төлетеді. Басқалары сіз жібергендей кеседі, ал сізге пайдалануға болмайтын бөлшектер мен бірге бір қалай есеп береді.

Жобаларды жоятын орын алатын жиі кездесетін қателер:

• Қиюлар арасындағы жеткіліксіз арақашықтық: Тесіктер мен ұзынша тесіктерді бүгу сызықтарынан материалдың қалыңдығының ең кемі 1,5 есе плюс ішкі радиус мөлшеріне дейін сақтаңыз. Шеттерге жақын кіші тесіктерді топтастыру жылулық деформацияны арттырады
• Материал үшін өте кішкентай элементтер: Тесіктің өлшемі материал қалыңдығының 50% төмен болған сайын сапа мен дәлдік айтарлықтай нашарлайды. Сынақ бөлшектері бұл фактіні растайды — қалың пластинадағы өте кішкентай элементтер жұмыс істемейді
• Қате сызық түрлері: Ашық қабат конвенцияларынсыз әртүрлі сызық салмақтарын, түстерін немесе стилдерін қолдану операторларды қашан кесу, қашан гравировка жасау немесе елемеу керектігі жөнінде шатастырады
• Көрсетілмеген сипаттамалар: Материал түрін, қалыңдығын, маңызды дәлдік шектерін және өңдеу талаптарын көрсетпеген жағдайда цехтардың болжауға немесе тоқтап сұрауға мәжбүр болады
• Қате докинг нүктелері: Жабдықтың жұмыс істеу нұсқауы қате докинг нүктесі параметрлері лазерлік басының қауіпсіз шектерден тыс қозғалуына әкелуі мүмкін деген ескертеді
• Бүгілу мөлшерлерін елемеу: Егер лазермен кесілетін бөлшектеріңіз иілетін болса, жазық үлгіңізге дұрыс бүгілу азайтулары енгізілуі қажет. Торма операторы қолданатын нұсқауға сәйкес келетін тұрақты K-факторларды (болат үшін жиі 0,30-0,50) қолданыңыз

Бетінің күйіне қойылатын талаптар:

Сіздің файлыңыз мүмкін жетілдірілген болуы мүмкін, бірақ материалдың күйі де нәтижеге әсер етеді. Кесуден бұрын:

• Тат және қабыршақ: Көміртегілі болатта оттегімен көмектесу арқылы кесу кезінде жеңіл беттік тоттану қабылданады. Ауыр тат немесе қабыршақ тұрақты кесістерге кедергі жасауы мүмкін — ауыр коррозияланған аймақтарды тазалаңыз
• Милл скейл: Зерттеулер станокта шоттанудың лазерлік кесу сапасына маңызды әсері жоқ екенін растайды — оны алып тастауға керексіз уақытты жұмсамаңыз
• Қаптамалар мен бояу: Кесу аймақтарынан қорғау пленкаларын, бояуды және ұнтақты қаптамаларды алып тастаңыз. Бұл заттар кесу кезінде будың түрінде буланады да, шеттер мен оптикалық элементтерді ластанады
• Майлағыштар мен майлар: Таза болат беттерін ластануға қарсы өңдеңіз, әйтпесе кесу сапасы мен жиектің сыртқы түрі зақымданады
• Өзеншілік: Кесу аймағында фокустық арақашықтық біркелкі болу үшін материал жеткілікті дәрежеде жазық болуы керек — бұрымырланған парақтар нәтижесінде сапа біркелкі болмайды

Әрбір DXF файлы алынған бөлшектің мақсатқа сай болуының кепілдігі болып табылады. Допусстар осы уәденің қаншалықты дәл болуы керектігін анықтайды — ал дұрыс файл дайындау осы уәдені орындаудың кілті болып табылады

Файлдарды дұрыс дайындау уақытын кетіреді, бірақ бұл рәсімсіз бас тартылған тапсырыстар, сапа мәселелері мен күтпеген қосымша шығындар циклін болдырмауға көмектеседі. Алайда, тіпті ең жетілдірілген файлдар да кесу параметрлеріңізге және материалдық таңдауыңызға байланысты өзгеріп отыратын жиек сапасы мен бетінің өңделуі сияқты ерекшеліктері бар бөлшектерді шығарады, оларды түсіну қажет

Жиек Сапасы мен Бетінің Өңделуіне Қойылатын Талаптар

Сіздің дизайн файлдарыңыз дайын, болат кесу столында тұр — бірақ соңғы бөлшектеріңіздің нақты түрі қандай болады? Бұл сұраққа жиі бөлшектер келгенше жауап берілмейді, нәтижесінде өндірушілер күткендеріне сай келмейтін шеттерден таң қалады.

Шындығына оралсақ: лазерлік болат шеттері кесу параметрлеріне, материал түріне және қалыңдығына байланысты едәуір өзгеше болады. Нені күту керектігін және нәтижеге әсер ететін факторларды түсіну сізге нақты талаптар қоюға және жобаңызға қосымша операциялар қажет болуы мүмкіндігін жоспарлауға көмектеседі.

Сіздің кесілген шеттеріңіздің нақты түрі қандай болады

Сіз гильотинамен қаңыл металл парақты кескен кезде, аяқталған шет белгілі бір материалмен кесу процесі қалай әрекеттестігін түсіндіреді. Сіз не көріп, сезетініңізді анықтайтын бірнеше ерекшеліктер бар:

Шлактың пайда болуы: Кесілген жиектің төменгі шетінде жабысып тұрған балқыған металдың қалдығы? Бұл — көмекші газбен толық шығарылмаған балқыған материал, яғни шлак. Дұрыс бапталған жүйелерде шлак ең аз деңгейде болады және оңай алынып тасталады. Алайда сіз қалыңдық шектерін асыра тиелткенде немесе оптималды емес параметрлерді пайдаланғанда, шлак көбірек пайда болады және қосымша шлифовкалау немесе зачистка талап етуі мүмкін.

Оттек қабаттары: Оттек көмекші газ ретінде болатты кесу кезінде экзотермиялық реакция кесілген жиекте қараңғы оттек қабатын түзеді. Бұл тот басқан беті көптеген құрылымдық қолданыстар үшін мүлдем қолданыста болады — бірақ бояу жабысуына және пісіру сапасына әсер етеді. Азотпен кесу кабырға немесе біріктіру үшін қосымша дайындықсыз таза, оттексіз жиектер береді.

Қабаттамалар: Лазерлік кесу шетіне мұқият қарап отырыңыз, сіз кесу процесінің импульстік сипатынан пайда болатын тік сызықтар - стриацияларды байқайсыз. Оптимизацияланған параметрлермен жұқа материалдарда олар көзге шамама көрінбейді. Ал материалдың қалыңдығы артқан сайын стриациялар білінерек болып, бетінің текстурасы тегіс емес болады.

Кесу конусы: Сәуле енгізілетін жерде кесу тесігі түбіне қарағанда сәл кеңірек болады. Жоғары сапалы дәл лазерлік кесуде бұл конус тәрізді болуы минималды болады, бірақ әрқашан да белгілі бір дәрежеде болады — әсіресе қалың материалдарда, онда сәуле шыққанға дейін кеңірек таралады.

Шетінің сапасына әсер ететін факторлар

Шетінің сапасы кездейсоқ емес — бұл сіздің бақылауыңыздағы нақты айнымалылардың болжанатын нәтижесі. саланың нұсқауы бірнеше фактор кесу процесіне әсер етеді және тікелей шетінің сапасына әсер етеді. Оларды түсіну тазарақ, тегісірек шеттер алуға көмектеседі:

• Кесу жылдамдығы: Тым жылдам болса, көптеген шлактармен қатар тегіс емес шеттер пайда болады; ал тым баяу болса, артық жылу жиналады, кесу орны кеңейеді және бүлінуі мүмкін. Тиімді жылдамдық материал мен қалыңдығына байланысты өзгереді
• Көмекші газ қысымы: Төмен қысым балқыған материалдарды тиімді түрде алып тастай алмайды және тегіс емес шеттерге әкеледі. Дұрыс қысым кесудің таза болуы үшін суытуды және ластануын жақсартады
• Фокустау орны: Фокустық нүкте материал қалыңдығына қатысты дәл орнатылуы керек. Фокус дұрыс болмағанда кесу сапасы біркелкі болмайды және артық конустылық пайда болады
• Материалдың күйі: Бетіндегі тат, қабыршақ, майлар және қаптамалар лазердің болатпен әрекеттесуіне біркелкі әсер етеді. Таза, жазық бетті материалдар болжанатын нәтижелер береді
• Материалдың қалыңдығы: Жұқа материалдар әдетте тазарақ шеттер береді және соңынан өңдеу аз қажет болады. Ал қалыңдық артқан сайын шет сапасы табиғи түрде нашарлайды
• Темір сипаттамасы: Көміртегі мөлшері, қоспалар және бет өңдеу кесу кезіндегі жылулық әлуетке әсер етеді — кейбір маркалар тазалау кесіледі

Жылу Әсер Ету Аймақтары және Оларды Азайту Тәсілдері

Әрбір жылулық кесу процесі материал қасиеттері жылуға ұшырау салдарынан өзгерген кесуден кейінгі аймақта жылу әсер ететін аймақты (ЖӘА) тудырады. Лазерлік кесуге және гравировкага қолдану үшін ЖӘА-ны түсіну құрылымдық беріктік пен сыртқы түрге әсерін тигізеді.

Жақсы жағы неде? Плазмалық немесе оттегілі-отынды кесуге қарағанда лазерлік кесу салыстырмалы түрде кішігірім жылу әсер ететін аймақтарды қалдырады. Шоғырланған сәуле мен жылдам кесу жылдамдығы кесу шеті бойынша тар жолаққа жылу беруді шектейді. Алайда, ЖӘА әлі де әсер етеді:

• Микроқұрылымдық өзгерістер: Кесуден тікелей соңғы болат жылдам қызады және суыйды, нәтижесінде қаттырақ, сынғышырақ аймақтар пайда болуы мүмкін
• Түсінің өзгеруі: Жылу кесу шетіне жақын болаттың кейбір түрлерінде көзге көрінетін түс өзгерістерін (көгілдер, қоңырлар, сары түстер) туғызады
• Қалдық кернеу: Жылу циклдары өлшемді тұрақтылыққа әсер ететін кернеулерді туғызуы мүмкін, әсіресе жұқа немесе күрделі бөлшектерде

ЖӘА әсерін азайту:

• Сапа шектерінде жоғары кесу жылдамдығын қолданыңыз — температурада аз уақыт болуы жылу әсер ету аймағының (HAZ) кіші болуын білдіреді
• Максималды шығысқа әдеттеніп қалуға тиіс емес, материалға сәйкес лазерлік қуатты оптимизациялаңыз
• Кесу жылдамдығына қарағанда материал қасиеттерін сақтау маңызды болған кезде көмекші газ ретінде азотты қолданыңыз
• Топталған элементтерде жылудың жиналуын болдырмау үшін кесулер арасында жеткілікті орын қалдырыңыз
• Жылуға сезімтал қолданулар үшін импульсті кесу режимдерін қарастырыңыз

Қосымша өңдеу қашан қажет болады

Әрбір лазермен кесілген бөлшек машинасынан дереу пайдалануға дайын шыға бермейді. Қандай жағдайларда қосымша операциялар қажет екенін және қашан оларды өткізіп жіберуге болатынын білу уақыт пен ақшаны үнемдейді:

Әдетте дереу пайдалануға дайын болатын шеттер:

• Азот көмегімен кесілген жұқа көміртегілі болат (6 мм-ден төмен) — пайдалануға, дәнекерлеуге немесе ұнтақтық қаптамаға қолайлы таза, тоттанбаған шеттер
• Азотпен кесілген цинктелген болат — коррозияға төзімділікті сақтайды, түсінің аздап өзгеруі
• Құрастыру кезінде шетінің пішіні көрінбейтін бөлшектер
• Отын қабаты функцияға әсер етпейтін конструкциялық компоненттер

Қосымша операцияларды қажет ететін жиектер:

• Бояуға арналған оттегімен қолданылатын көміртегі болатының кесілуі — тот қабаты жабысуға әсер етуі мүмкін
• Сыртқы талаптарға сай келмейтін көрінетін жолақтары бар қалың пластиналардың кесілуі
• Жинау немесе дәлме-дәл отыруға кедергі жасайтын доғаның болуы
• Туындату немесе подшипниктік қолданыстар үшін нақты тегіссіздік мәндерін қажет ететін маңызды беттер
• Пайдалану құндылығы маңызды болатын дайын өнімдерде көрінетін жиектер

Лазерлік кесу нәтижесі нашар болған кезде

Ашықтық сенім қалыптастырады — сондықтан лазерлік кесудің шектеулері туралы шынайы кеңестер береміз. Келесі жағдайларда басқа әдістерді қарастырыңыз:

• Материалдың қалыңдығы шектеулерден асып түседі: Шектік қалыңдыққа жақын, шетінің сапасы едәуір төмендейді. Өте қалың пластиналар үшін плазмалық немесе су ұшқышы кесу жақсырақ нәтиже бере алады
• ЖЫА-ның нөлдік мәні міндетті: Әуе-космостық салада, закалкаланған материалдарда немесе металлургиялық өзгерістерге рұқсат берілмейтін қолдануларда — судың ұшқышымен кесу жылу әсерлерін толығымен жояды
• Жоғары дәрежеде шағылатын қорытпалар: Кейбір мыс қорытпалары мен арнайы материалдар әлі де заманауи талшықты лазерлерге қиындық туғызады
• Бөлшек бірлігіне шаққандағы құны қарапайым пішіндерде маңызды: Қарапайым геометриялық пішіндерді үлкен көлемде өндіруде күйенте немесе тесу әлдеқайда тиімді болуы мүмкін

Лазерлік кесудегі шет сапасы ғылым мен дәл баптаудың үйлесімі болып табылады. Сіздің материалдарыңызды түсіну, станок параметрлерін оптимизациялау және жабдықтарды ұстау арқылы сіз әрбір кесуде тазарақ, жұмсақырақ шеттер ала аласыз.

Қиылған жиектеріңіздің қандай болатынын және осы нәтижеге әсер ететін факторларды түсіну сізге нақты күтуді орнатуға және сәйкесінше жоспарлауға мүмкіндік береді. Бірақ жиек сапасы жалпы жобаңыздың құнының бір ғана факторы болып табылады. Болатты лазермен қию қызметтерінің бағасын шынымен не анықтайды және шешім қабылдамас бұрын құнды қалай бағалауға болады?

Болатты лазермен қию бағасының факторлары мен баға белгілеу

Металлды лазермен қию қызметтерін зерттеген әр адамның көңілін қозғайтын мынадай сұрақ: «Бұл шынымен қанша тұрады?» Көптеген қызмет көрсетушілер нақты баға туралы талдаудан қашып, сізді алған сандардың неге негізделгенін түсінбей-ақ ұсыныстарды жіберуге мәжбүр етеді.

Шындығы неде? Лазерлі қию үшін алатын ақы кездейсоқ емес — ол сіздің ықпал ете алатын өлшенетін факторларға негізделген болжанатын формулаға бағынады. Осы формуланы түсіну сізді файлдарды жібермес бұрын құндық тиімділік үшін өз дизайндарыңызды оптимизациялай алатын ақпаратталған сатып алушыға айналдырады.

Жобаңыздың құнын анықтайтын факторларды дәлме-дәл түсініп алайық және осы білімді стратегиялық түрде қалай пайдалануға болатынын қарастырайық.

Болатты лазермен кесудің баға белгілеу факторларын түсіну

Желідегі платформалардан бастап жергілікті цехтарға дейінгі лазерлік кесу қызметін ұсынатын әрбір ұйым бағаны бірдей негізгі тәсілмен есептейді. Оған сәйкес саладағы баға талдауы , формула былайша бөлінеді:

Қорытынды баға = (Материалдар құны + Айнымалы шығындар + Тұрақты шығындар) × (1 + Пайда пайызы)

Бұл қарапайым естіледі. Бірақ көптеген сатып алушыларды қиындататын нәрсе — сіздің құныңыздың негізгі факторы материал ауданы емес, нақты сіздің дизайндаңызды кесуге қажетті машина уақыты. Бір ғана болат парақтан жасалған екі бөлшек құрылымдық күрделілігіне байланысты мүлдем әртүрлі бағамен болуы мүмкін.

Сіздің баға ұсынысыңызды анықтайтын алты айнымалы:

• Материалдың қалыңдығы: Бұл негізгі шығын факторы. Зерттеулер көрсеткендей, материалдың қалыңдығын екі есе арттыру кесу уақыты мен құнын екі еседен де көбірек арттырады, себебі лазерге таза кесім жасау үшін әлдеқайда баяу жылжу қажет. Қалың материалдар энергия тұтынудың көбірек болуын талап етеді және жабдықтың тозуын арттырады
• Темір сипаттамасы: Әртүрлі металдардың негізгі құны мен кесу қиындығы әртүрлі болады. Шойын болатқа қарағанда, цинкпен капталған болаттың шикізаты мен өңдеу уақыты үшін құны жоғарырақ болады. Құн салыстырулары цинкпен капталған болатты кесудің дюйміне $0,15-$1,00 аралығында, ал шойын болат үшін дюйміне $0,10-$0,60 аралығында екенін көрсетеді
• Кесу күрделілігі: Тесік нүктелері көп, қисықтары доғал, бұрыштары сүйір болатын күрделі дизайндар станокты қайта-қайта баяулатуға мәжбүр етеді. 100 кішкентай тесігі бар бөлшек бір үлкен ойықтан қымбатырақ болады, себебі әрбір тесілу уақытты жинақтап қосады
• Саны: Тұрақты орнату құны тапсырыстағы барлық бөлшектерге бөлініп таратылады. Саны көп тапсырыстар бөлшекке шаққандағы бағаны радикалды төмендетеді — жеке бөлшек бағасына қарағанда, партиялық тапсырыс бойынша жеңілдіктер 70% дейін жетуі мүмкін
• Шетінің сапасына қойылатын талаптар: Функционалды қажеттіліктен гөрі дәлірек допусстарды көрсету құнды арттырады. Дәл лазерлік кесу қызметтері үшін дәлдікті талап ететін жұмыстар қымбатырақ болады, себебі станоктар баяуырақ, бақыланатын жылдамдықпен жұмыс істеуі керек
• Жеткізу уақыты: Тез тапсырыстар, әдетте, 20-50% қосымша ақыны құрайды немесе артық уақыт жұмысы қажет болса, одан да жоғары болады. Стандартты жеткізу мерзімдері ең жақсы құндылықты ұсынады

Станок уақыты шын мәнінде сіздің пайдасыңызға қалай әсер етеді

Станок уақыты – бұл сіз негізінен төлейтін қызмет, ол сіздің басқаратын дизайн элементтеріңізге байланысты бірнеше жағынан есептеледі:

• Кесу қашықтығы: Лазердің өтетін жалпы сызықтық жолы. Ұзын жолдар уақыт пен құнын көбейтеді
• Тесік саны: Лазер әр жаңа кесу кезінде материалды бірінші бүркуі керек. Көбірек тесіктер мен ойықтар көбірек бүркулер дегенді білдіреді
• Жұмыс түрі: Материал арқылы кесу – ең баяу және ең қымбат. Скоринг (жартылай кесу) тезірек. Гравировка үшін жиі квадрат дюйм бойынша, ал сызықтық дюйм бойынша емес баға белгіленеді

Әдеттегі станок сағаттық мөлшерлемесі лазерлік қуат пен мүмкіндікке байланысты $60-дан $120-ға дейінгі аралықта болады. 6 кВт талшықты лазер 3 кВт жүйесіне қарағанда пайдалануға қымбат түседі, бірақ материалдарды тезірек кеседі және жиі құнын теңестіреді

Жобаңыздың құнын қалай есептеуге болады

Лазерлік кесудің сомасын есептеу үшін файлдарды жібермейінше дәл сандарды ала алмайсыз, бірақ салыстырмалы құнының факторларын түсіну арқылы шынайы күтімдерді қалыптастыруға болады:

Құн факторы	Төмен құн бағыты	Жоғары құн бағыты	Салыстырмалы әсер
Материалдың қалыңдығы	Жұқа қабаттар (1-3 мм)	Қалың пластина (12 мм+)	Өте жоғары — экспоненциалды өсу
Төмөн калыңдық сталы	Бағалы емес болат, көміртегісі төмен	Ерітпе болат, арнайы құймалар	Орташа — материал мен өңдеудің екеуіне де әсер етеді
Дизайн күрделілігі	Қарапайым пішіндер, аздап ойықтар	Күрделі үлгілер, көптеген кішкентай тесіктер	Жоғары — тікелей машина уақытын арттырады
Тапсырыс саны	Ұсақ тиеп беру (50 немесе одан да көп бұйым)	Жеке бұйымдар немесе ұсақ сериялар	Жоғары — дайындау құнының амортизациясы
Дәлдік талаптары	Стандартты (±0,2 мм)	Дәл (±0,05 мм)	Орташа — баяу өңдеуді талап етеді
Заманауи мезгіл	Стандартты (5-10 күн)	Тездетілген (1-2 күн)	Орташа—әдетте 20-50% қосымша төлем
Екінші операциялар	Тек кесу	Қиыршықтарды алу, бүгу, өңдеу	Қосымша—әрбір амал құнын арттырады

Шынайы баға белгілеу контексті:

Нақты бағалар қызмет көрсетушілер мен орналасқан жерге байланысты өзгеруі мүмкін, санаттық стандарттар пайдалы салыстыру нүктелерін ұсынады:

• Баптау мен калибрлеу әдетте әрбір жұмысқа $6-$30 құрайды
• Күрделі файлдар үшін құрастыру дайындығы: күрделілігіне қарай әр сағатқа $20-$100 немесе одан жоғары
• 2 мм шойын болаттың қарапайым кесілуі үшін машина уақыты: шамамен әр метрге $1-$3
• Тегістеу сияқты қосымша өңдеулер шаршы метріне $5-$20 қосады; бояу шаршы метріне $10-$30 қосады

Сұраныстарды түсіну және қоюға болатын сұрақтар

Лазерлік кесудің бағасын алғанда, сіз жиі оның құрамдас бөліктерін түсінбей, бір ғана санды көресіз. Сіз шынымен неге төлейтініңізді бағалаудың жолы осындай:

Қызмет көрсетушілерге қоюға болатын сұрақтар:

• Дайындау үшін алатын құны есепке алынған ба, әлде бөлек ме? Ол санына қарай қалай өзгереді?
• Материал құны мен өңдеу құны арасындағы бөлу қандай?
• Қателерді түзету керек болса, файлды дайындау үшін қосымша алатын құн бар ма?
• Ұсынылған бағаға қандай дәлдік шектері енгізілген және жоғары дәлдікті жұмыспен салыстырғанда қандай айырмашылық бар?
• Анық болат үшін көмекші газ ретінде азот немесе оттегі есепке алынған ба, әлде бөлек бағалана ма?
• Қосымша операциялар (тегістеу, қырларды өңдеу) қандай енгізілген және қандай қосымша ақылы?
• Әр түрлі сандық үзіліс нүктелерінде баға қалай өзгереді?

Онлайн платформалар мен жергілікті дүкендерді салыстыру:

Сіздің провайдерді таңдауыңыз бағаға да, тәжірибеге де әсер етеді:

• Онлайн автоматтандырылған платформалар: CAD файлдарынан бірден баға берутез прототиптер жасау және бюджетке кері байланыс жасау үшін идеал. Алайда автоматтандырылған жүйелер қымбат жобалау қателерін байқай алмайды, ал сарапшылардың DFM пікірлері көбінесе қосымша шығындармен байланысты
• Дәстүрлі түтікшелерді лазермен кесу қызметі және жергілікті өндірушілер: Құндылықтарды едәуір төмендетуге мүмкіндік беретін тегін "Дизайн үшін өндіріс" нұсқауларымен қолма-қол баға беру. Олар қателерді анықтап, тиімді тәсілдерді ұсынады және клиенттермен жасалған материалдарды икемді түрде пайдаланады. Қайталама? Цитаталарды алу секундтар орнына сағат немесе күнді алады

Автомобиль және дәлдікті өндіру үшін, толық DFM қолдауын ұсынатын өндірушілермен жұмыс жасау кесу басталғанға дейін дизайныңызды оңтайландыруға мүмкіндік береді. Ұсынылатын қызметтер Shaoyi лазерлік кесуді дайындауды өндірістің кеңірек жұмыс үрдісімен байланыстыра отырып, сіздің конструкцияңыздағы шығындарды үнемдеу мүмкіндіктерін анықтауға көмектесетін инженерлік біліктілікпен 12 сағат ішінде тез баға беру

Сіздің шығындарыңызды төмендететін конструкциялық шешімдер

Сіздің соңғы бағалауыңызға сіз ойлағаннан гөрі көбірек бақылау жасайсыз. Функцияны әлсіретпей, шығындарды төмендететін осы стратегиялар:

• Мүмкіндігінше ең жұқа материалды пайдаланыңыз: Бұл - ең тиімді шығындарды төмендету тәсілі. Құрылымдық талаптарыңызға жұқа қабырғалы материал жарамды ма екенін әрқашан тексеріңіз
• Геометрияны ықшамдау: Күрделі қисықтарды азайтыңыз, функционалды тұрғыдан қабылданатын жағдайларда бірнеше кішкентай тесіктерді үлкен саңылауларға біріктіріңіз және жалпы кесу қашықтығын азайтыңыз
• Тесік санын азайтыңыз: Жеке кесіп алу элементтерінің саны аз болса, уақытты көп алатын тесулер де соншалықты аз болады. Бірнеше элементті үздіксіз жолдарға біріктіруге бола ма?
• Файлдарыңызды тазартыңыз: Қосарланған сызықтарды, жасырын объектілерді және құрылымдық геометрияны жойыңыз. Автоматтандырылған жүйелер барлығын кесуге тырысады - екі еселенген сызықтар сол элемент үшін шығынды екі есе арттырады
• Көпше сипаттаңыз: Орнату құнын тарату үшін сирек, бірақ үлкен тапсырыстарды біріктіріңіз
• Қоймада бар материалдарды таңдаңыз: Жеткізушіңіздің қоймасында бар болат маркаларын пайдалану арнайы тапсырыс құнын жояды және әкелу уақытын қысқартады
• Стандарттық дәлдікті қабылдау: Функционалды қажет болған жағдайда ғана дәлдік шектеулерін көрсетіңіз — өте жоғары дәлдікті қажет ететін лазерлік кесу қызметтері үшін қосымша ақы алынады

Ең үлкен үнемдеу баға сұрауын келісу арқылы емес, тиімді өндіруге ыңғайланған бөлшекті құрастыру арқылы қол жеткізіледі.

Бұл құн динамикасын түсіну сізді бюджет шектеулері мен өнімділік талаптарын теңестіре отырып, дұрыс шешімдер қабылдауға дайындайды. Баға анықталғаннан кейін соңғы қадам — болат лазерлік кесу жобасыңызды идеядан дайын бөлшектерге дейін жеткізетін дұрыс тәсіл мен серіктесті таңдау.

Дұрыс болат лазерлік кесу тәсілін таңдау

Сіз техникалық білімді меңгердіңіз — қалыңдық шектері, шет сапасының факторлары, құнының қозғаушы күштері және технологияларды салыстыру. Енді іс жүзіндегі сұрақ туындайды: нақты жобаңыз үшін барлық осы ақпаратты қалай іс-әрекетке айналдыруға болады?

Сіз қандай да болмасын тапсырма орындаушы болып, дайындалатын бөлшектің үлгісін жасаңыз ба немесе өндірістік компоненттерді сатып алушы инженер болыңыз ба, шешім қабылдау негізі бірдей логикаға сүйенеді. Талаптарыңызды дұрыс кесу шешімімен сәйкестендіріңіз, дұрыс дайындалыңыз және мүмкіндіктері сіздің қажеттіліктеріңізге сәйкес келетін серіктесті таңдаңыз.

Осы шешімдерді қалай жүйелі түрде қабылдауға болатынын дәл қарастырайық.

Жобаңызды дұрыс кесу шешіміне сәйкестендіру

Файлдарды жібермес бұрын немесе баға сұрамас бұрын, оптималды тәсілді таңдауға кепілдік беру үшін осы шешім қабылдау негізін қолданыңыз:

1. Болат түріңіз бен қалыңдық талаптарыңызды бағалаңыз: Сіз қандай классты кесіп жатырсыз — болат, ерітінді немесе арнайы құйма? Сіздің қолдануыңыз қандай қалыңдықты талап етеді? Біз қарастырған қалыңдық мүмкіндіктері кестесімен сәйкестендіріңіз. Егер сіздің 25 мм көміртегілі болат пластинаңыз лазердің шекті мүмкіндігінен асса, плазма немесе су құйғыш әдісі жақсырақ нәтиже беруі мүмкін. Егер сіз оттегісіз шеттері бар 3 мм ерітінді болатпен жұмыс істесеңіз, инертті газ (азот) көмегімен талшықты лазер сіздің шешіміңіз.
2. Кесілген шеттің сапасын анықтау: Кесілген шеттер дайын өнімде көрінетін болады ма? Олар алдын-ала дайындықсыз бояу немесе ұнтақтық бояу қабылдауы керек пе? Коррозияға төзімділікті сақтауы қажет пе? Функционалды қажеттілік пен эстетикалық талаптарды ажыратыңыз. Қажеттен гөрі қатаң талаптар қою шығындарды арттырады, бірақ қосымша құн қоспайды.
3. Саны мен уақыт кестесін бағалау: Жеке прототиптер мен мыңдаған өндіріс сериялары әртүрлі тәсілдерді талап етеді. Аз мөлшерде лазерлік кесудің құрылғысыз артықшылығына назар аударыңыз. Қарапайым геометриялық пішіндер үшін көп мөлшерде штамповка немесе перфорацияны қарастыру тиімді болуы мүмкін. Шектеулі уақыт сіздің қызмет көрсетушіңіздің нұсқаларыңызды шектейді және құнды арттырады — мүмкіндігінше алдын ала жоспарлаңыз.
4. Дұрыс дизайн файлдарын дайындаңыз: Тұйық контурлары бар, минималды элемент өлшемдеріне сай және дұрыс спецификацияланған DXF/DWG файлдары тапсырыстардың қабылданбауын және сапа ақауларын болдырмауға көмектеседі. Тапсыру алдында біздің файлдарды дайындау бойынша нұсқауларымызды қарап шығыңыз. Мұнда өткізілген уақыт кейінірек ақша мен қиындықтарды үнемдейді.
5. Сәйкес қызмет көрсетушіні таңдаңыз: Қызмет көрсетушінің мүмкіндіктерін сіздің талаптарыңызбен сәйкестендіріңіз. Қарапайым лазерлік кесілген бөлшектер үшін онлайн платформалар жылдамдық пен ыңғайлылықты ұсынады. Күрделі жобалар үшін жергілікті өндірушілер DFM-ке кеңес және икемділікті ұсынады. Өндіріс көлемін қолдайтын CNC лазерлік кесу қызметтері үшін жабдықтың сыйымдылығын, сапа сертификаттарын және орындау мерзімдерін бағалаңыз.

Прототиптікten өндірістікке

Лазерлік кесудің ең үлкен артықшылықтарының бірі? Прототипіңізді жасау үшін қолданылатын үдеріс өндірістік көлемге тегін масштабталуы мүмкін. Өндіру зерттеулері растайды инженерлік командалардың 63% лазерлік жүйелерді енгізгеннен кейін прототип дайындау уақытын 40-60% қысқартты — бұл дәстүрлі әдістермен салыстырғанда 1-2 циклдан 5-7 циклға дейін жобалау итерацияларын жүргізуге мүмкіндік береді.

Бұл тез итерациялау мүмкіндігі сіздің өнімді әзірлеу тәсіліңізді түбегейлі өзгертеді. Теориялық жобалар негізінде қымбат құрал-жабдықтарға келісу орнына сіз мыналарды істей аласыз:

• CAD файлдарын соңғы рет түзеткеннен кейін сағаттар ішінде функционалды прототиптер жасау
• Әртүрлі жобалау нұсқаларын тез және арзан бағаға сынау
• Өндірістік құрал-жабдықтарға инвестиция салмас бұрын жобалау проблемаларының 86%-ын анықтау және шешу
• Бірдей кесу параметрлерін қолдана отырып, бір ғана бірліктен мыңдаған бірлікке дейін масштабтау

Үй жағдайында жасаушылар мен шағын сериялық жобалар үшін:

Маған жақын лазерлік кесу қызметі немесе маған жақын металл лазерлік кесу қызметін іздеу кезінде мыналарды ұсынатын қызмет көрсетушілерді басымдыққа алған дұрыс:

• Тыйым салынатын минималды сандарсыз шағын тапсырыстарды қабылдау
• Жобалау кезінде бюджет туралы пікірді алу үшін дер мезгілде онлайн баға ұсыныңыз
• Файлды дайындау талаптары бойынша нақты нұсқаулық беріңіз
• Ерекше тапсырыс беруден туындайтын кешіктірулерден құтылу үшін жиі қолданылатын болат маркаларын қоймада сақтаңыз
• Дәлдік шектері мен шеттердің өңделуі талаптары туралы түсінікті хабарлаңыз

Кәсіби өндірістік қолданбалар үшін:

Өндіріс контекстері әртүрлі басымдықтарды талап етеді. Автокөлік, әуе-космостық және өнеркәсіптік қолданбалар мыналарға ие серіктерді қажет етеді:

• Сіздің саланызға сәйкес келетін сапа сертификаттары — автомобильдің шассисі, ілмегі және құрылымдық бөлшектері үшін IATF 16949 сертификатының маңызы зор
• Тапсырыс көлеміңізді тұрақты түрде қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін қуаттылық
• Ұзақ сериялы өндіріске тегін өтуге мүмкіндік беретін жедел прототиптеу мүмкіндіктері
• Кесу басталмас бұрын конструкцияларды оптимизациялайтын толықтай DFM қолдауы
• Жауап беруге дайын коммуникация — мысалы, Shaoyi дәл метал бөлшектер үшін нақты 12 сағат ішінде баға ұсыну және 5 күн ішінде тез прототиптеу мүмкіндігін ұсынады

Лазерлік кесу болат үшін ең тиімді таңдау болған жағдай

Біз қарастырған барлық нәрсенің соңында, қорытынды: лазерлік кесуді келесі жағдайларда таңдаңыз:

• Дәлдік маңызды болған кезде 20-25 мм-ден аспайтын болат қалыңдығы
• Күрделі геометрия, ұйымдастырылған үлгілер немесе қатаң допусстар (±0,1 мм-ге дейін)
• Екінші деңгейлі тазартудың минималды қажеттілігімен таза шеттерді талап ету
• Жеке прототиптерден орташа өндірістік серияларға дейінгі саны
• Тез дизайн өзгерістері мен жылдам жүзеге асыру қажеттілігі
• Орналасуын оптимизациялау арқылы пайда табуға болатын әртүрлі өлшемдегі бөлшектер

Қай уақытта басқа жолдарды қарастыру керек

Лазерлік кесу әрқашан шешім бола бермейді. Келесі жағдайларда басқа әдістерді қарастырыңыз:

• Қалыңдық практикалық шектерден асып кетеді: Өте қалың конструкциялық болатты плазмалық немесе оттегілі-отынды әдіспен кесу жиі әлдеқайда жақсы және тез орындалады
• Жылу әсерінен зиян шегетін аймақтың нөлге тең болуы міндетті: Су қысымымен кесу жылуға сезімтал қолданбалар үшін жылу әсерін толығымен жояды
• Жоғары көлемде қарапайым пішіндер үстемдік етеді: Кесу, соғу немесе штамптау бөлшекке шаққандағы төменірек құнды ұсынуы мүмкін
• Бюджет қатаң шектелген: Плазмалық кесу құрал-жабдықтар мен жұмыс істеу құны төмен болғанда қалың пластиналарда қабылданатын нәтиже береді

Ең жақсы кесу әдісі — сапа талаптарыңызға сай, сонымен қатар екінші реттік операциялар, қалдық деңгейі және уақыт шеңберін қоса алғандағы жалпы құны ең төмен болатын әдіс.

Болатты лазерлі кесу қазіргі заманның металдарды өңдеу саласында негізгі орын алуына белгілі бір себептер бар. Қалыңдық шектеулерін түсініп, қажетті болат маркаларын таңдап, файлдарды дұрыс дайындап және білікті қызмет көрсетушілермен серіктестікке түссеңіз, бұл технология нақтылық, жылдамдық және пайдалылық деңгейін ұсынады, оны басқа әдістер сәйкестендіру қиын. Осы нұсқаулықтағы білімге сүйене отырып, сіз бірінші прототипіңізді кескенде де, өндірісті көлемін кеңейткенде де сенімді шешім қабылдауға дайынсыз.

Болатты лазерлі кесуге қатысты жиі қойылатын сұрақтар

1. Талшықты лазер қанша қалыңдықтағы болатты кese алады?

Талшықты лазердің кесу мүмкіндігі лазерлік қуат пен болат түріне байланысты. 6 кВт-тық талшықты лазер оттегімен 22 мм көміртегілі болатты және азотпен 12 мм ерітіндісіз болатты кесе алады. Жоғарырақ қуатты жүйелер (15-20 кВт) 50 мм дейінгі көміртегілі болатты, ал 30 кВт-тан жоғары лазерлер 100 мм дейінгі болатты кесе алады. Алайда, шетінің сапасы мен кесу жылдамдығын тұрақты сақтау үшін, өндірістің оптимальды нәтижелері максималды қалыңдық мүмкіндігінің 80% деңгейінде жетілдіріледі.

2. Қандай металдарды лазермен кесуге болады?

Лазерлік кесу жұмсақ болат, төменгі көміртегілі болат, ерітіндісіз болат (304, 316, 430 маркалары), алюминий, титан, мырышталған темір және мыс үшін тиімді. Талшықты лазерлер алюминий мен мыс сияқты жарқырағыш металдармен жақсы жұмыс істейді, ал CO2 лазерлері бейметалл материалдармен жұмыс істеуге жарайды. Көміртегінің мөлшері 0,25% төмен болатын болат маркалары ең таза кесілу нәтижесін береді, бірақ көптеп қапталған немесе жоғары кремнийлі болаттар параметрлерді реттеуді немесе бетін дайындауды талап етеді.

3. Болатты кесу үшін талшықты лазер мен CO2 лазерінің айырмашылығы неде?

Талшықты лазерлер 1064 нм толқын ұзындығында жұмыс істейді, болат оны тиімді сіңіреді, бұл 30-50% электрлік тиімділігі бар жұқа материалдарды 2-5 есе тез кесуге мүмкіндік береді. КО2 лазерлері 10,6 мкм толқын ұзындығын қолданады және тек 10-15% тиімділікке ие, бірақ 25 мм астам қалыңдықтағы болат үшін жиектің сапасы жақсы болуы мүмкін. Талшықты жүйелер жылына $200-$400 шығын көрсететін минималды техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, ал КО2 жүйелері үшін бұл көрсеткіш $1000-$2000, компоненттердің жұмыс істеу мерзімі 100000 сағаттан астам болса, КО2 үшін 10000-25000 сағат.

4. Болатты лазермен кесу қанша тұрады?

Болатты лазермен кесу құны материалдың қалыңдығына (негізгі фактор), болат маркасына, кесу күрделілігіне, санына және дайындау уақытына байланысты. Әдеттегі болат үшін бір дюймге шамамен $0,10-$0,60 тұрады, ал тұтқырлы болат үшін $0,15-$1,00. Станоктың сағаттық тарифтері $60-$120 аралығында, дайындау үшін қосымша $6-$30 шығын көрсетіледі, ал партиялық тапсырыстар бөлшектің құнын 70% дейін төмендетуі мүмкін. Дизайнды ықшамдау және жұқа материалдарды қолдану ең үлкен үнемдеуді ұсынады.

5. Мен болатты лазермен кескенде көмекші газ ретінде оттегіні немесе азотты қолдануым керек пе?

Оттегі көміртегі болатында экзотермиялық реакция арқылы 30-50% қалың кесуді қамтамасыз етеді және газдың 10-15 есе азырақ шығынын талап етеді, бірақ кіреуетің шеттерінде тотық қабатын түзеді. Азот пайдалану дәнекерлеуге немесе қаптауға дайын тотықсыз шеттерді береді және коррозияға төзімділікті сақтау үшін нержавейкалық болат үшін маңызды. Бояулауға дайын шеттері бар 6 мм-ден аспайтын жұқа болат үшін азоттың жоғары газ шығынын оправдандырады. Пішіндік көміртегі болатының қалыңдығы үшін, мұндағы сыртқы түрі аз маңызды, оттегі кесу мүмкіндігін максималдайды.