In der Vergangenheit wurde die Erhöhung der Laserleistung als der direkteste und effektivste Weg zur Verbesserung der Bearbeitungseffizienz angesehen, aber nach der Veröffentlichung einer 60-Watt-Laserschneidmaschine begann in der Branche eine Diskussion darüber, ob die Leistung zunimmt die Spitze. Pentium-Laserpräsident Wu ließ große Überlegungen anstellen: 60,000 Watt haben bereits die Fähigkeit, das Plasma- und Brennschneiden vollständig zu ersetzen, und dann war es weniger offensichtlich, dass eine höhere Leistung zur Schneideffizienz und Schneidfähigkeit beitrug. Dies wird jedoch die Kosten für den Benutzer weiter erhöhen, aber auch den Energieverbrauch weiter erhöhen. Aber das Streben nach Effizienz im industriellen Bereich ist endlos. Wenn die Leistung die Obergrenze erreicht hat, welche anderen Möglichkeiten gibt es, die Verarbeitungseffizienz zu verbessern?
Einführung von Kohlefaserträgern für doppelte Beschleunigung
Dieses Problem beschäftigte den Autor nicht allzu lange. Vor nicht allzu langer Zeit besuchte der Autor den Feiyue-Laser und gelangte durch den Feiyue-Laser zum Bett der Verbesserung einiger Erkenntnisse.
Feiyue Laser ist ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf die Entwicklung hochpräziser Lasertechnologieanwendungen, auf hochpräzises Laserschneiden, Schweißen, Markieren und andere Laseranwendungen spezialisiert hat. Herr Liu, General Manager von Feiyue Laser, stellte vor, dass sie letztes Jahr mit der Einführung von Kohlefaserträgern begonnen haben. Dieser Strahl weist von der Oberfläche her eine hohe Festigkeit, keine Verformung und ein geringes Gewicht auf und kann in praktischen Anwendungen auch einen sehr offensichtlichen Geschwindigkeitsreduzierungseffekt haben.
Wie wir alle wissen, ist der Querträger eine der Schlüsselkomponenten der Portal-Werkzeugmaschine. Die statischen und dynamischen Eigenschaften des Querträgers selbst bestimmen die Gesamtleistung der Portal-Werkzeugmaschine, denn die Bearbeitungseffizienz, Präzision und Stabilität der Werkzeugmaschine haben eine große Bedeutung wichtige Auswirkung. Derzeit besteht der Querträger der Werkzeugmaschine aus Metall, hauptsächlich aus Stahl- und Aluminiumlegierungsguss.
Stahlgusstraversen bieten die Vorteile einer guten Stabilität und einer hohen Genauigkeit, werden aber aufgrund ihres hohen Gewichts meist in Maschinen eingesetzt, die keine hohen Geschwindigkeiten erfordern. Um hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zu erreichen, müssen die Motoren über eine hohe Leistung und ein hohes Drehmoment verfügen. Wenn die dynamischen Eigenschaften über ihre Grenzen hinaus angepasst werden, ist keine weitere Verbesserung möglich. Um das Gewicht des Balkens zu reduzieren, begann man, Balken aus Aluminiumlegierung zu verwenden, aber das Gewicht des Aluminiumbalkens ist immer noch groß, die Geschwindigkeits- und Beschleunigungssteigerung ist begrenzt und der Modul des Aluminiumlegierungsmaterials ist niedrig, weich und leicht zu verarbeiten Verformung, der Wärmeausdehnungskoeffizient ist groß, die Genauigkeit ist anfällig für Temperaturänderungen. Daher müssen Aluminiumträger häufig in 3-6 Monaten neu kalibriert werden.
Das Gewicht des Kohlefaserträgers beträgt 1/4 bis 1/5 des Stahls und 1/2 bis 1/3 der Aluminiumlegierung. Dieses leichte Material ermöglicht eine weitere Steigerung der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Werkzeugmaschine. Laut Herrn Liu hat das Feiyue-Laser-Forschungs- und Entwicklungsteam nach der Einführung von Kohlefaserträgern nach großen Anstrengungen die Präzisionsschneidemaschinen der Vergangenheit im Allgemeinen auf eine Beschleunigung von 0,8 g-1g gebracht 2g, bei gleichzeitig verdoppelter Beschleunigung beträgt die Genauigkeit ebenfalls vom vergangenen Seidenniveau auf μ-Niveau.
Kohlefaser-Querträger senken trotzdem die Kosten?
Neben der Geschwindigkeitsverbesserung erwähnte Herr Liu auch die Kostensenkungsvorteile, die Kohlefaserträger für Feiyue Laser mit sich bringen. Aufgrund des Vorteils des geringen Gewichts verfügt der Kohlefaserträger über eine geringe Bewegungsträgheit, was den Bedarf an Zahnstange und Motor erheblich reduziert und gleichzeitig eine Gewichtsreduzierung des Bettes ermöglicht. Wie bereits erwähnt, müssen die Motoren über eine hohe Leistung und ein hohes Drehmoment verfügen, damit Stahl- und Aluminiumträger hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erreichen können. Und wenn die Beschleunigungsleistung unverändert bleibt, können Kohlefaserträger die Kosten für Bett, Zahnstange und Motor effektiv senken. Mit gewöhnlichen Motoren kann auch eine Beschleunigung von 1 g erreicht und die Genauigkeit erheblich verbessert werden.
Darüber hinaus sind höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen das ewige Streben der Industrie. Wenn bei der Verwendung von Stahlträgern oder Aluminiumträgern die Beschleunigung oft der Verbesserung der Genauigkeit geopfert wird, während die Verbesserung der Genauigkeit oft der Beschleunigung geopfert wird, ist es schwierig, beides zu erreichen. Wenn Sie synchronisieren möchten, um die Genauigkeit und Beschleunigung zu verbessern, müssen Sie enorme Mehrkosten für den Kauf eines stärkeren Motors, einer stärkeren Zahnstange und eines stärkeren Ritzels zahlen, und selbst diese erhöhten Kosten werden höher sein als der Wert, den die Ausrüstung für den Benutzer schafft werde es nicht bezahlen. Liu sagte, dass kleine private Unternehmen nicht mit einer niedrigen Erfolgsquote arbeiten können und der Benutzer die Eingabe möglicherweise nicht erkennt, was für das Unternehmen ein zu hohes Risiko darstellt, aber der Kohlefaserstrahl verbessert die Beschleunigung der Erfolgswahrscheinlichkeit erheblich , und die Realisierung der Kosten ist auch im Vergleich zu Stahlträgern, Aluminiumträgern stark reduziert, so dass Feiyue-Laser umfassend Kohlefaserträger übernommen haben und die Metallträger vollständig aufgeben.
Für den Endverbraucher können Kohlefaserträger auch einen erheblichen Kostensenkungseffekt haben. Wenn die Beschleunigung der Maschine von 1 g auf 2 g erhöht wird, bedeutet dies, dass der Benutzer nur noch etwas mehr Geld als in der Vergangenheit für den Kauf einer Maschine ausgeben muss, um den Effekt des früheren Kaufs von zwei Maschinen zu erzielen, was eine erhebliche Verbesserung darstellt der Wert der gesamten Maschine. Gleichzeitig bedeutet der leichtere Träger auch, dass der Verschleiß der Führungsschienen und Zahnstangen, die die Hauptbewegungslast tragen, geringer ist, was die Lebensdauer der Führungsschienen und Zahnstangen erheblich verbessern und die Lebensdauer verlängern kann Lebensdauer der Ausrüstung.
Es ist erwähnenswert, dass, da es sich beim Formungsprozess des Metallträgers um eine thermische Bearbeitung handelt, eine große Anzahl von Schneidvorgängen Restspannungen im Metall bilden und diese Restspannungen im Laufe der Zeit allmählich abgebaut werden, was zur Folge hat Biegung und Verformung des Trägers, was sich auf die Genauigkeit der Ausrüstung auswirkt. Selbst durch wiederholte Alterungswärmebehandlung kann es immer noch nicht beseitigt werden. Träger aus Aluminiumlegierung sind weich und lassen sich leicht verformen, sodass häufige Anpassungen durch das Kundendienstpersonal erforderlich sind, um die Genauigkeit der Ausrüstung sicherzustellen. Und der schwerere Balken kann bei Langzeitbetrieb leicht dazu führen, dass sich der Motor erwärmt (oder sogar durchbrennt), was für das Unternehmen enorme After-Sales-Kosten mit sich bringt und auch dazu führt, dass der Benutzer die Produktion stoppt und auf Wartung wartet .
Der Hauptbestandteil von Kohlenstofffasern ist Kohlenstoff, der zu den anorganischen spröden Materialien gehört, keine plastische Verformung, die Bruchdehnung beträgt nur etwa 2 %. Sobald das Kohlefaser-Verbundmaterial geformt ist, gibt es bei Langzeitgebrauch kein Kriechen, keine Ermüdung und es kann lange Zeit eine hohe Präzision aufrechterhalten, ohne dass wiederholte Anpassungen durch das Kundendienstpersonal erforderlich sind. Und das Gewicht des Kohlefaserträgers ist geringer, der Verlust des Motors ist geringer und tritt bei Motorerwärmung fast nicht auf. Daher können Kohlefaserträger Unternehmen dabei helfen, After-Sales-Kosten zu sparen, aber auch Benutzern dabei helfen, häufige Ausfallzeiten zu vermeiden.
