V preteklosti je povečanje moči laserja veljalo za najbolj neposreden in učinkovit način za izboljšanje učinkovitosti obdelave, toda po izdaji 60,000 vatov laserskega rezalnega stroja je industrija sprožila razpravo o tem, ali je moč za vrh. Predsednik Pentium laserja Wu naj se dobro zamisli: 60,000 vatov že lahko v celoti nadomesti plazemsko, plamensko rezanje, nato pa višja moč pri učinkovitosti rezanja in zmožnosti rezanja, ki prispeva k rezanju, ni bilo tako očitno, vendar bo dodatno povečalo stroške uporabnika, vendar bo tudi dodatno povečalo porabo energije. Toda iskanje učinkovitosti na industrijskem področju je neskončno. Če je moč dosegla zgornjo mejo, kateri drugi načini za izboljšanje učinkovitosti obdelave?
Predstavljamo nosilce iz ogljikovih vlaken za dvojno pospeševanje
Avtorja ta problem ni dolgo mučil. Nedolgo nazaj je avtor obiskal laser Feiyue in skozi laser Feiyue do postelje izboljšanja nekaterih spoznanj.
Feiyue laser je visokotehnološko podjetje, specializirano za razvoj visokonatančnih aplikacij laserske tehnologije, za visokonatančno lasersko rezanje, varjenje, označevanje in druge laserske aplikacije. Generalni direktor Feiyue laserja, g. Liu, je predstavil lansko leto z uvedbo žarka iz ogljikovih vlaken, ta žarek s površine z visoko trdnostjo, brez deformacij, lahkimi lastnostmi, v praktičnih aplikacijah pa lahko igra tudi zelo očiten učinek zmanjšanja hitrosti.
Kot vsi vemo, je prečni nosilec eden ključnih sestavnih delov portalnega obdelovalnega stroja, statične in dinamične značilnosti samega prečnega nosilca določajo celotno zmogljivost portalnega obdelovalnega stroja, saj imajo učinkovitost, natančnost in stabilnost obdelovalnega stroja pomemben vpliv. Trenutno je prečni nosilec obdelovalnega stroja izdelan iz kovine, predvsem iz litega jekla in aluminijeve zlitine.
Jeklene lite prečke nudijo prednosti dobre stabilnosti in visoke natančnosti, vendar se zaradi svoje velike teže običajno uporabljajo v strojih, ki ne zahtevajo visokih vrtljajev. Za doseganje visokih hitrosti in velikega pospeška je treba motorje uskladiti z visoko močjo in navorom. Ko se dinamične lastnosti uskladijo preko svojih meja, nadaljnje izboljšave niso možne. Da bi zmanjšali težo žarka, so ljudje začeli uporabljati žarek iz aluminijeve zlitine, vendar je teža aluminijastega žarka še vedno velika, povečanje hitrosti in pospeška je omejeno, modul materiala iz aluminijeve zlitine pa je nizek, mehak, enostaven za uporabo deformira, koeficient toplotnega raztezanja je velik, natančnost je dovzetna za temperaturne spremembe. Zato je treba aluminijaste tramove pogosto ponovno umeriti v 3-6 mesecih.
Teža nosilca iz ogljikovih vlaken je 1/4 ~ 1/5 jekla, 1/2 ~ 1/3 aluminijeve zlitine, ta lahek material omogoča nadaljnje povečanje hitrosti in pospeška obdelovalnega stroja. Po besedah g. Liuja je ekipa laserskih raziskav in razvoja Feiyue po uvedbi žarkov iz ogljikovih vlaken po veliko truda pretekla natančna rezalna orodja na splošno 0.8g-1g pospešek do 2g, pri podvojenem pospešku, hkrati pa je natančnost tudi od pretekle ravni svile do stopnje μ.
Prečni nosilci iz ogljikovih vlaken še znižujejo stroške?
Poleg izboljšanja hitrosti je gospod Liu omenil tudi prednosti zmanjšanja stroškov, ki jih žarki iz ogljikovih vlaken prinašajo Feiyue Laserju. Na podlagi prednosti majhne teže ima nosilec iz ogljikovih vlaken majhno vztrajnost gibanja, kar močno zmanjša potrebo po stojalu in motorju, hkrati pa omogoča, da postelja doseže zmanjšanje teže. Kot smo že omenili, je treba za jeklene in aluminijaste nosilce doseči visoke hitrosti in velike pospeške, motorjem je treba zagotoviti veliko moči in navora. In v primeru ohranjanja zmogljivosti pospeševanja ostane nespremenjena, lahko žarki iz ogljikovih vlaken učinkovito zmanjšajo stroške postelje, stojala in motorja, z navadnimi motorji lahko dosežejo tudi 1g pospeška, natančnost pa se lahko močno izboljša.
Poleg tega je višja hitrost in pospešek večno zasledovanje industrijskega področja. Če se uporaba jeklenih nosilcev, aluminijastih nosilcev, pospešek pogosto žrtvuje za izboljšanje natančnosti, medtem ko se izboljšanje natančnosti pogosto žrtvuje pospeševanju, je težko narediti oboje. Če želite sinhronizacijo izboljšati natančnost in pospešek, morate plačati ogromne dodatne stroške za nakup zmogljivejšega motorja, zobate letve in zobnika, in celo ti povečani stroški bodo višji od vrednosti, ki jo oprema ustvari uporabniku, uporabniku ne bo plačal za to. Liu je dejal, da mala zasebna podjetja ne morejo narediti nizke stopnje uspešnosti in uporabnik morda ne bo prepoznal vnosa, ki je previsok za tveganje podjetja, vendar je žarek iz ogljikovih vlaken za izboljšanje pospeška verjetnosti uspeha močno povečan. , in uresničitev stroškov je tudi v primerjavi z jeklenimi tramovi, aluminijasti tramovi so močno zmanjšani, zato je laser Feiyue celovito sprejel tramove iz ogljikovih vlaken, popolnoma opusti kovinske tramove.
Za končnega uporabnika imajo lahko nosilci iz ogljikovih vlaken tudi zelo pomemben učinek znižanja stroškov. Ko se pospešek stroja poveča z 1g na 2g, to pomeni, da mora uporabnik porabiti le malo več denarja kot v preteklosti za nakup enega stroja, da doseže učinek preteklosti nakup dveh strojev, kar močno izboljša vrednost celotnega stroja. Hkrati lažji nosilec pomeni tudi, da bo obraba vodilnih tirnic in stojal, ki nosijo glavno gibalno obremenitev, manjša, kar lahko močno izboljša življenjsko dobo vodilnih tirnic in stojal ter podaljša storitev življenjsko dobo opreme.
Omeniti velja, da ker je postopek oblikovanja kovinskega žarka termična obdelava, bo veliko število rezalnih postopkov ustvarilo preostale napetosti v kovini, s časom pa se preostale napetosti postopoma sprostijo, kar bo povzročilo upogibanje in deformacija žarka, kar vpliva na natančnost opreme. Tudi s ponavljajočo se toplotno obdelavo staranja je še vedno ni mogoče odpraviti. Nosilci iz aluminijeve zlitine so mehki in jih je enostavno deformirati, kar zahteva pogoste nastavitve s strani poprodajnega osebja, da se zagotovi natančnost opreme. In težji žarek zlahka povzroči, da se motor segreje (ali celo zažge) pri dolgotrajnem delu, kar bo podjetju prineslo velike poprodajne stroške, poleg tega pa bo povzročilo, da uporabnik ustavi proizvodnjo in počaka na vzdrževanje .
Glavna sestavina ogljikovih vlaken je ogljik, ki spada med anorganske krhke materiale, brez plastične deformacije, raztezek pri pretrganju je le približno 2%. Ko je kompozitni material iz ogljikovih vlaken oblikovan, pri dolgotrajni uporabi ni lezenja, ni utrujenosti in lahko dolgo časa ohranja visoko natančnost brez ponavljajočih se prilagoditev s strani poprodajnega osebja. In teža žarka iz ogljikovih vlaken je lažja, izguba motorja je manjša, skoraj ne pride v primeru ogrevanja motorja. Zato lahko nosilci iz ogljikovih vlaken pomagajo podjetjem prihraniti poprodajne stroške, hkrati pa pomagajo uporabnikom, da se izognejo pogostim izpadom.
