Главная Нагревательные кабели, системы антиобледенения и снеготаяния.
+7 495 774-12-86
Продукция Новости Статьи Контакты Гарантия

Выбор скоростей реза в технологиях лазерного раскроя листовых металлов.

11.06.14

   При выборе станка лазерного раскроя, оценке и расчетах окупаемости инвестиций в новое оборудование, очень важно видеть и понимать, насколько быстро окупятся сделанные вложения или привлеченные средства, кредиты. Не менее важно, понимать и знать, на изготовлении каких деталей и узлов можно получить наивысший эффект от лазерного раскроя, и какие именно заказы стоит брать со стороны, чтобы комплекс раскроя окупил себя как можно быстрее и приносил максимальную прибыль. Для таких расчетов и прогнозирования надо оперировать как минимум тремя такими факторами:

    - рабочие и максимальные толщины раскроя

    - скорости реза

    - себестоимость реза.

Все эти три показателя взаимосвязаны между собой и определяются, главным образом, типом и мощностью лазерного источника (резонатора), конструкцией приводов координатного стола и возможностями технологии раскроя, заложенными в станке (комплексе) раскроя производителем. При этом условно принимается, что операторы и инженеры, работающие с оборудованием, обучены достаточно, опытны и работают на высоком профессиональном уровне.

 

   ТОЛЩИНА РАСКРОЯ – первая важная величина в характеристиках станков лазерной резки, которая определяется мощностью лазерного резонатора, и только этой мощностью. Чем мощнее лазерный источник станка, тем толще может быть лист для реза. Станки лазерного раскроя АРАМИС оснащаются оптоволоконными резонаторами IPG Photonics мощностью (от 500 до 5000) Вт. В данном случае можно кроить листы и заготовки из углеродистой стали толщиной:

                           ◦ до 6 мм - при мощности резонатора 500 Вт
                           ◦ до 7 мм - при мощности резонатора 700 Вт
                           ◦ до 10 мм - при мощности резонатора 1000 Вт
                           ◦ до 14 мм – при мощности резонатора 2000 Вт
                           ◦ до 16 мм - при мощности резонатора 3000 Вт
                           ◦ до 19 мм - при мощности резонатора 4000 Вт
                           ◦ до 22 мм - при мощности резонатора 5000 Вт

Если речь идет о раскрое листов из нержавеющей стали или цветных металлов, то в довольно грубом приближении можно принимать максимальные толщины раскроя примерно в два раза меньше максимальной толщины листов из черной стали.

Если говорить о раскрое углеродистой стали толщиной более 22 мм, то рекомендуется рассматривать другие технологии раскроя, например гидроабразивная или плазменная резка.

 

СКОРОСТЬ РЕЗА - вторая важная величина в общих технических данных, которая определяет производительность (быстроту) раскроя и, соответственно, возможности выполнения своих производственных планов, целесообразность загрузки заказами со стороны, окупаемость комплексов раскроя как основных средств производства предприятия. Скорость реза при лазерном раскрое металла определяется несколькими факторами. Главными из них являются следующие три :

        ◦ тип и мощность лазерного источника
        ◦ конструкция и характеристики приводов координатного стола
        ◦ возможности, заложенные производителем в технологии и программном обеспечении.

Чем мощнее лазерный источник, установленный на станке лазерной резки, тем больше max толщина листов под раскрой и тем выше может быть скорость реза при определенной толщине листа. Так, например, для оптоволоконных резонаторов IPG max контурная скорость реза черной стали толщиной 1 мм может достигать:

        9 м/мин при лазерном источнике мощностью 500 Вт
        12 м/мин при лазерном источнике мощностью 1000 Вт
        20 м/мин при лазерном источнике мощностью 2000 Вт.

В данном случае речь идет о т.н. «контурной» скорости реза. Имеется в виду, что раскрой идет по прямой линии или же по простому геометрическому контуру (крупный квадрат, прямоугольник, шестигранник и т.д.). Здесь необходимо понимать, что скорости раскроя мелких деталей или заготовок сложной геометрической формы будут всегда ниже контурных скоростей. В связи с тем, что скорости раскроя каждой отельной детали сугубо индивидуальны, технологи оперируют контурными скоростями реза и применяют к ним понижающий коэффициент на каждую определенную деталь. Очень часто специалисты по продажам комплексов лазерного раскроя, завышают в характеристиках контурные скорости реза. Поэтому всегда правильно сделать тестовый (пробный) раскрой на станках производителя, чтобы узнать реальное время на изготовление одной детали и соотв. среднюю скорость реза. Процесс этот можно раскроя заснять на видео и переслать заказчику или инвестору по интернету, как и чертежи деталей.

Контурные скорости реза для серии лазерных станков АРАМИС приведены в Таблицах 1 и 2 ниже.

Говоря скоростях реза необходимо отметить, что наряду со скоростью есть еще одна важная характеристика, ускорение, развиваемое приводами координатного стола. Чем выше показатель ускорения приводов, тем быстрее станок лазерной резки может делать мелкие и сложные детали. Ускорения измеряют, отталкиваясь от величины ускорения свободного падения (G = 9,81 м/с2). Линейный электропривод позволяет развивать самые высокие ускорения в сравнении с приводами на реечной или шаро-винтовой парах. Вот некоторые данные ускорений для станков лазерного раскроя АРАМИС:

◦ комплексы LTC75-500 (500 Вт) и LTC75-700 (700 Вт) – рабочие ускорения 1,5 G
◦ комплексы AFL-1000 (1000 Вт), AFL-2000 (2000 Вт) и AFL-3000 (3000 Вт) – рабочие ускорения 2 G
◦ комплексы AFX-2000 (2000 Вт), AFX-3000 (3000 Вт) и AFX-4000 (4000 Вт) – рабочие ускорения 2,5 G

Таблица 1

Толщина листа, мм
(углеродистая сталь)

Максимальная контурная скорость реза для комплекса лазерного раскроя, м/мин:

LTC75-500
(500 Вт)

LTC75-700
(700 Вт)

AFL-1000
(1000 Вт)

AFL-2000
(2000 Вт)

AFX-2000
(2000 Вт)

AFX-3000
(3000 Вт)

AFX-4000
(4000 Вт)

δ = 1 мм

9

10

12

14

20

30

30

δ = 2 мм

4

4,5

6

10

10

12

14

δ = 3 мм

2,2

2,7

3,55
5
6
8

δ = 4 мм

1,4

1,8

2,6
3,5
3,5
4
5

δ = 5 мм

0,9

1,3

2
3
3
3,5
4

δ = 6 мм

0,3

0,9

1,6
2,5
2,5
3
3,5

δ = 7 мм

-

0,7

1,4
2,3
2,3
2,7
3

δ = 8 мм

-

-

1,2
2
2
2,3
2,7

δ = 10 мм

-

-

0,9
1,5
1,5
1,8
2,2

δ = 12 мм

-

-

-
1,1
1,1
1,3
1,7

δ = 14 мм

-

-

-
0,8
0,8
1,2
1,5

δ = 16 мм

-

-

-
-
-
0,7
1

δ = 18 мм

-

-

-
-
-
-
0,6

δ = 19 мм

-

-

-
-
-
-
0,4

 

Мощность лазерного резонатора и конструкция приводов координатного стола определяют порядок скоростей и ускорений реза. Технологии производителя и используемое программное обеспечение накладываются на конструкцию комплекса и определяют не столько величины самих скоростей реза, сколько удобство в работе операторов и технологов. Это тоже важно, т.к. при хорошей технологии и программах раскроя специалисты экономят рабочее время и металл при настройках, тестовых операциях, раскладке деталей на листе и даже при обслуживании станков лазерной резки.

Таблица 2

Толщина листа, мм
(нержавеющая сталь)

Максимальная контурная скорость реза для комплекса лазерного раскроя, м/мин:

LTC75-500
(500 Вт)

LTC75-700
(700 Вт)

AFL-1000
(1000 Вт)

AFL-2000
(2000 Вт)

AFX-2000
(2000 Вт)

AFX-3000
(3000 Вт)

AFX-4000
(4000 Вт)

δ = 1 мм

5

7

11

14

19

25

25

δ = 2 мм

2,5

3

5

8

8

11

12,5

δ = 3 мм

-

2

2,84
4
5
6,5

δ = 4 мм

-

-

2,2
3
3
3,7
4,3

δ = 5 мм

-

-

1,5
2,5
2,5
3,2
3,7

δ = 6 мм

-

-

-
1,8
1,8
2,5
2,8

δ = 7 мм

-

-

-
-
-
1,7
1,8

δ = 8 мм

-

-

-
-
-
-
1,2

 

Подбирая скорости реза, в каждом отдельном случае необходимо обязательно оперировать фактором качества реза.

При назначении оператором реза скорости выше оптимального значения, возможно снижение качества реза. При заниженных же скоростях раскроя теряется требуемая производительность работы станка. Поэтому в программном обеспечении комплексов раскроя ARAMIS предусмотрены таблицы подбора скоростей в режимах диалога с оператором. Специалисты, непосредственно ведущие раскрой, могут выбрать оптимальные скорости для каждой толщины металла с учетом сложности контура изготавливаемой детали. Если технологов не устроят выбранные по программе оптимальные скорости реза, он может вручную подкорректировать рабочую скорость реза, оценив предварительно качество реза по тестовым образцам. В данном случае опыт операторов и технологов по раскрою очень важен и необходим. Профессионалы говорят, что такой опыт и нужные навыки приходят к специалистам только в процессе работы, поле 8 … 10 км реза.

 

СЕБЕСТОИМОСТЬ РЕЗА - третья важная характеристика, без которой невозможно вести экономические расчеты и формировать цены для предоставления услуг сторонним заказчикам. Этот показатель весьма важно знать при оснащения современного производства дорогостоящим технологическим оборудованием. По расчетам специалистов компании «АРАМИС» средняя себестоимость одного метра реза деталей толщиной (от 1 до 8)мм составляет 2,2 руб. РФ, включая НДС (т.е. не более 0,063 $/м). В себестоимость включены расходные материалы: сопло, защитное стекло, технологический газ (кислород) и электроэнергия. Не включены: стоимость аренды, зарплаты оператора и технолога, амортизация оборудования и остальные расходы, которые идентичны для всех лазерных станков и комплексов.

Приведенные данные подтверждены опытом эксплуатации 2-х лазерных комплексов, установленных в компании «АРАМИС», и согласуются с данными наших заказчиков, эксплуатирующих комплексы серии LTC75 в Украине и России. Себестоимость может варьироваться в зависимости от фактических сроков службы защитных сопел и стекол, которые, в свою очередь, зависят от качества используемого газа, опыта персонала, эксплуатирующего лазерные станки.

Затронув фактор себестоимости реза, дополнительно можно рассмотреть такой близкий к ней экономический показатель как почасовая стоимость работы станка лазерной резки. Для примера приводим две цифры:

       - почасовая стоимость раскроя листа из черной стали толщиной 3 мм и в кислороде на станке лазерной резки LTC75-500-3015 (500 Вт) составляет около 72 руб/ч, вкл. НДС (т.е. чуть менее 2,1 $/ч)

       - почасовая стоимость раскроя листа из черной стали толщиной 3 мм и в кислороде на станке лазерной резки AFL-1000-3015 (1000 Вт) составляет около 77 руб/ч, вкл. НДС (т.е. около 2,2 $/ч)

 

И еще один более подробный и наглядный пример из практики раскроя мелких деталей (пряжек для ремней безопасности). На одном листе черной стали размером (3000 х 1500) мм и толщиной 3 мм умещается порядка 900 шт. таких деталей. Раскрой проводился на двух упомянутых выше лазерных станках:

       - станок LTC75-500-3015 (500 Вт) – раскрой 900 шт. деталей идет 25 часов, общая стоимость за это время составляет около 1800,00 руб. При этом стоимость одной такой детали получается 2,0 руб./шт.

       - станок AFL-1000-3015 (1000 Вт) – раскрой 900 шт. деталей идет 16 часов, общая стоимость за это время составляет около 1232,00 руб. При этом стоимость одной такой детали получается 1,37 руб./шт.

Т.о. из этого примера видно, что более мощные и дорогие лазерные комплексы могут выдать более экономные режимы реза за счет скоростного реза с сохранением хорошего качества раскроя. В данном случае вложения средств могут окупаться быстрее, т.к. быстрее изготавливаются детали. Но это работает только при правильной загрузке и организации работы производственного участка раскроя.

 

Специалисты экономических служб наших потенциальных заказчиков всегда могут обратиться к нашим технологам с вопросами о цифрах по себестоимости реза, почасовой стоимости работы оборудования раскроя ARAMIS, а также запросить расчет цены изготовления той или иной детали, прислав ее рабочий чертеж. И как уже упоминалось выше, самое правильное все же увидеть на практике, как идет раскрой в пространстве и во времени. Более того, в данном случае можно увидеть реальное качество реза, т.е. шероховатость того торца детали, по которому прошел сам рез.

Для получения развернутой информации по выбору станка лазерной резки металла для ваших конкретных условий и задач, вы всегда можете проконсультироваться со специалистами нашей компании по телефону (495) 220-73-43 или отправить ваш запрос на адрес электронной почты lazeraramis@mail.ru



Разделы / Выбор станка лазерной резки.
Как по правилам играть в интернет лотерею кено, на сколько пополнить счет?