دستگاه برش لیزری در ساخت تجهیزات هوشمند ضروری است و همچنین یکی از نقش های کلیدی صنعت تولید برای حرکت به سمت سطح بالا و هوشمند است. در مقایسه با تجهیزات پردازش سنتی، برش لیزری دارای ظرفیت پردازش قوی تر، دقت بالاتر و راندمان پردازش بهبود یافته است.
سیستم کنترل برش لیزری
1. نرخ رشد مرکب صنعت لیزر به بیش از 20% در سال 3 بعدی.
صنعت لیزر دارای طیف گسترده ای از کاربردهای پایین دستی است. اندازه کلی بازار صنعت 144 میلیارد است و انتظار می رود نرخ رشد مرکب به آن برسد 20% در سال 3 بعدی.
الف) زنجیره صنعت لیزر شامل قطعات و مواد بالادستی، لیزرها و تجهیزات میان‌دستی و خدمات کاربرد لیزر پایین‌دستی است. خدمات کاربرد پایین‌دستی زنجیره صنعتی شامل برش لیزری، جوشکاری، علامت‌گذاری، حفاری، درمان پزشکی، لوازم آرایشی، نمایشگر، تولید افزایشی است که برش لیزری یکی از کاربردهای لیزر است که می‌تواند به طور گسترده در پردازش مواد فلزی و غیرفلزی مورد استفاده قرار گیرد.
ب) اندازه بازار صنعت لیزر در سال 2018 به 144 میلیارد رسید که نسبت به سال قبل 22.14 درصد افزایش داشت. در این میان، اندازه بازار قطعات لیزر 28.8 میلیارد بود که نسبت به سال قبل 22.03 درصد افزایش داشت، اندازه بازار کاربرد لیزر 54.7 میلیارد بود که نسبت به سال قبل 22.1 درصد افزایش داشت و اندازه بازار تجهیزات لیزر 60.5 میلیارد، افزایش 22.22 درصدی نسبت به سال قبل. انتظار می رود اندازه کلی بازار به 248.9 میلیارد اینچ برسد 2024با نرخ رشد مرکب 20% در سال 3 بعدی.
2. تکرار تجربه موفق برش کم توان در زمینه توان بالا بزرگترین درایو در آینده است.
لیزر یکی از مهمترین اختراعات قرن گذشته است. در 20 سال گذشته، کاربرد آن در زمینه صنعتی به رشد خود ادامه داده و به موفقیت‌های بزرگی دست یافته است. فناوری برش لیزری بخش مهمی از فناوری پردازش لیزری است. دستگاه برش لیزری باید در جهت ... توسعه یابد. دستگاه برش لیزری CNC مطابق با الزامات سرعت بالا و دقت بالا. به منظور برآوردن نیازهای دستگاه برش لیزری جدید و توسعه یک سیستم CNC برش لیزری با راندمان بالا و دقت بالا، این موضوع از یک سیستم اسکن گالوانومتر دوگانه و یک میز کار موتور خطی 2 بعدی برای تحقق ترکیب حرکت اسکن گالوانومتر و حرکت میز استفاده می کند. سرعت و دقت برش بهبود می یابد و مشکل محدوده برش گالوانومتر کوچک حل می شود و پردازش در مقیاس بزرگ محقق می شود.
3. انتظار می رود نرخ رشد فروش سیستم کنترل برش لیزری بیش از حد باشد 30% در سال 3 بعدی.
در 3 سال آینده، نرخ رشد ترکیبی تقاضای تجهیزات برش لیزری با توان کم و متوسط به 17.99٪ و نرخ رشد ترکیبی تقاضای پرقدرت به 38.49٪ خواهد رسید. توسعه سریع صنعت تولید و به روز رسانی و ارتقاء فناوری های سنتی تولید صنعتی باعث فروش تجهیزات برش لیزری شده است. در سال 2017، تعداد فروش تجهیزات برش لیزری با توان کم و متوسط به 22,500 دستگاه رسید که تقریباً افزایش یافته است. 60% در مقایسه با سال 2016. در سال 2018، به دلیل تأثیر رکود اقتصاد کلان، فروش به 26,000 دستگاه رسید که نسبت به سال قبل 15.6 درصد افزایش داشت. در حالی که تعداد فروش تجهیزات برش لیزر پرقدرت در سال 2018، فروش به 6,250 دستگاه افزایش خواهد یافت که نسبت به سال گذشته 30.2 درصد افزایش خواهد داشت. با در نظر گرفتن نرخ رشد مرکب کلی صنعت تا 20% و با توجه به نرخ رشد تاریخی دستگاه‌های کم‌توان و متوسط و پرتوان، انتظار می‌رود که با رشد طبیعی بازار و جایگزینی موجودی، فروش تجهیزات برش لیزری کم‌توان و متوسط در سال ۲۰۱۹-2024 با نرخ رشد مرکب سالانه 31200 درصد به ترتیب 36816 / 42707/17.99 واحد خواهد بود. حجم فروش دستگاه برش لیزر پرقدرت 9100/12700/16600 واحد با نرخ رشد مرکب سالانه 38.49 درصد است.
روند برش لیزری CNC
در آینده، فناوری برش لیزری در انتخاب ژنراتورها متنوع تر خواهد بود، انواع منبع تغذیه ژنراتورها متنوع تر، خروجی انرژی پایدارتر خواهد بود و ساختار دارای ویژگی های خاصی خواهد بود. هزینه استفاده از دستگاه های برش لیزر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. آسیب به بدن انسان نیز به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
زمینه های کاربردی فناوری برش لیزری CNC در حال افزایش است. فناوری برش سه بعدی، فوکوس خودکار و مسیر نوری ثابت به تدریج به بلوغ می رسد. عملیات فنی استفاده از لیزر داخلی برای برش صفحات ضخیم با فرمت بزرگ توسط پرتوهای متحرک نیز به تدریج بهبود خواهد یافت.
1. تجزیه و تحلیل مفهوم فناوری برش لیزری CNC.
به طور کلی، اصل کار برش لیزری استفاده از یک آینه برای پردازش پرتو لیزر برای پردازش مواد مورد نظر است. لیزر یک پرتو لیزر را در یک موقعیت خاص از آینه ساطع می کند. پس از شکست آینه، پرتو لیزر توسط یک عدسی خاص متمرکز و متمرکز می شود.
در فرآیند برش لیزر، گاز کمکی از نازل پاشیده شده و به پرتو تمرکز لیزر اضافه می شود و در نهایت یک ابزار برش حاوی انرژی قوی تشکیل می شود. قدرت برش لیزری تحت تأثیر سرعت حرکت نازل است. فرآیند برش بر روی ماده مورد برش باید با مراجعه به مسیر حرکت پلت فرم ماشین ابزار محقق شود. برش لیزر CNC عمدتا برای برش فلز استفاده می شود. علاوه بر برش این ماده با سختی بالا، فناوری های مختلف لیزر می تواند برش سه بعدی، برش کاغذ چرم چوب و برش شیشه سرامیک و غیره را تکمیل کند و فناوری نوشتن مستقیم لیزر نیز می تواند درمان پزشکی را کامل کند. فعالیت های عملیاتی
در کنترل سیستم کیفیت برش لیزری، تکنسین ها باید به طور منطقی موقعیت لنزهای فوکوس مختلف را تنظیم کنند، از کارت کنترل حرکت چند محوره برای کنترل مسیر فیلتر استفاده کنند و CCD پرتو در فعالیت های کنترل لیزر CNC، تکنسین ها باید سرعت موقعیت یابی حرکت پرتو لیزر (محور X / Y) را با توجه به پارامترهای سیستم CNC که می تواند اندازه صفحه پردازش شده را تحمل کند، تنظیم کنند. حداکثر سرعت پردازش را با توجه به طول موثر برش تعیین کنید. در پردازش جهت پرتو لیزر، دقت موقعیت برش اشتباه است
2. روند توسعه فناوری برش لیزری CNC.
تکنولوژی برش لیزری به طور گسترده استفاده می شود. این یک فناوری دقیق در تولید ماشین ابزار CNC است. حالت ها و ویژگی های بسیار متفاوتی دارد. انواع مختلف لیزر حالت‌های کاری متفاوتی دارند و تفاوت در توان لیزر و قطبش پرتو مشخص می‌کند که لیزر در طول فرآیند برش دارای پایداری حالت متفاوتی است.
فناوری‌های جدید پردازش لیزر عمدتاً شامل اچ سه بعدی لیزری، تولید ریزساختار لیزری، پردازش کامپوزیت لیزر-SPM و حکاکی ماسک اکسایمر می‌شود. زمینه های پردازش و تولید صنعتی توجه بیشتری به فناوری لیزر CNC دارند و پرسنل فنی تحقیق و توسعه باید به دقت ویژگی ها و وضعیت کاربرد فناوری برش لیزر CNC را تجزیه و تحلیل کنند و حالت کاربرد فناوری برش CNC را بهینه کنند. تکنولوژی برش لیزری CNC در جهت سرعت بالا و درجات آزادی چندگانه توسعه خواهد یافت. با توجه به روند رشد آشکار بازار دستگاه های برش لیزر پرقدرت CNC در سال های اخیر، کل تقاضا برای دستگاه های برش لیزر در زمینه تولید صنعتی همچنان در حال افزایش است.
به منظور پاسخگویی به توسعه تقاضای بازار، در زمینه تولید و ساخت دستگاه لیزر CNC، دستگاه برش لیزری با سرعت بالا، دستگاه برش لیزری 3 بعدی، دستگاه برش لیزری صفحه ضخیم با فرمت بزرگ و سایر تجهیزات ویژه دستگاه برش لیزر وجود خواهد داشت. ظرفیت برش دستگاه های برش لیزری به تدریج افزایش می یابد و سازگاری و آزادی فناوری برش همچنان افزایش می یابد. دستگاه برش لیزری افقی از فناوری پردازش مسیر نوری متحرک دروازه ای برای تکمیل تشخیص ابر پلاسما و سایر عملیات در حین برش استفاده می کند. 2.5D جدید و 3D دستگاه برش لیزری با سیستم برش لیزری دوگانه می تواند الزامات برش با سرعت بالا را در زمینه تولید صنعتی برآورده کند و نیازهای پردازش قطعات دشوار را برآورده کند. استفاده از تجهیزات دستگاه برش لیزر فیبر همچنین می تواند مواد با سختی بالا را برش دهد و سطح زخم پس از برش مرتب است که برای عملیات پردازش پوشش بعدی مفید است.
3. تحلیل کاربرد تکنولوژی برش لیزری CNC.
A. تجزیه و تحلیل استاندارد عمومی تکنولوژی برش لیزری CNC.
در حال حاضر استاندارد کلی پارامترهای صنعت دستگاه برش لیزر عمدتاً دستگاه برش لیزر آلمان است. روند توسعه فناوری برش لیزر CNC جهتی است که کمترین انرژی را مصرف می کند و نوع گاز کاری موجود برای عملیات لیزر سازگارتر است. در حال حاضر 2 دستگاه برش لیزر رایج در زمینه فناوری لیزر CNC لیزر SLAB-D025 (2500W) و لیزر جریان سریع محوری (3000W). این 2 فناوری برش لیزری محتوای اصلی توسعه در زمینه تولید صنعتی فعلی را نشان می دهد.
اصل ساختار لیزر SLAB-D025 تخلیه صفحه، خنک کننده انتشار است، هیچ دستگاه جریان گاز ثابتی ندارد، گاز نیازی به جریان ندارد، بنابراین دستگاه برق گاز وجود ندارد. مشخصات پرتو این لیزر حالت TEM00، زاویه واگرایی پرتو 0 است.15mراد، عمر لنز پنجره خروجی لیزر حدود 40,000 ساعت است، فرکانس پالس 5000 هرتز است و فقط عملکرد پالس دروازه است. دستگاه برش لیزری SLAB-D025 دارای انواع گازهای کاری است، عمدتاً مونوکسید کربن، هلیوم، نیتروژن، دی اکسید کربن و غیره. این دستگاه برش همچنین می تواند از گاز مخلوط مخصوص آلمانی استفاده کند، کل مونوکسید کربن گاز مخلوط 6٪ است، بقیه 94٪ است.
این دستگاه برش لیزری کمترین میزان گاز را مصرف می کند، تنها 0.2 لیتر در ساعت. در حال حاضر، یکی دیگر از دستگاه های برش لیزری اصلی، یک دستگاه جریان سریع محوری است. اصل ساختاری آن ویژگی های حرکت تخلیه جریان محوری سریع است. توربین یک دستگاه جریان گاز است. مصرف هوای این دستگاه برش لیزری نسبتاً زیاد است، تا 35 لیتر در ساعت، اما راندمان برش آن بالاترین است. فرکانس پالس دستگاه برش لیزر CNC با جریان سریع محور قابل تنظیم است. دارای عملکردهای متعدد سوپر پالس و سوپر پالس اضافی است و می تواند 2.5 برابر توان نامی تولید کند. (یعنی الف 3000W خروجی لیزر 7500W قدرت)، و قابلیت سوراخ و برش آن نسبتا قوی است.
ب. تجزیه و تحلیل چشم انداز توسعه فناوری برش لیزری.
بازار جدید فناوری برش لیزر به سمت حوزه عملیات با دقت فوق العاده بالا در حال توسعه است و دقت کنترلی برش لیزری مانند عرض و باریکی برش و زبری سطح برش بالاتر است. انواع مواد پردازش شده در بازار برش لیزری گسترده تر است و زمینه های توسعه جدید در بازار برش مواد وارد ماشین آلات نساجی، ماشین آلات مواد غذایی، ماشین آلات پزشکی، دکوراسیون روشنایی، صنعت بسته بندی، کشتیرانی، خودرو، هوانوردی و صنایع فولاد خواهد شد. بازارهای جدید برای توسعه پردازش لیزر شامل بازار تجهیزات پردازش تراش کنترل عددی لیزری و زمینه‌های کاربردی شامل ساینده‌ها، دستگاه‌ها، ماشین‌آلات، کشتی‌ها، خودروها، هوافضا و صنعت فولاد است.
از کنترل کننده حرکت برای کنترل سروو محور I و کنترل سروو محور N استفاده می شود تا جهت ورودی و خروجی ورودی/خروجی را تنظیم کند تا اطمینان حاصل شود که سطح برش ماده برش داده شده صاف تر است و سایش پشم گوشه ناشی از آن را کاهش می دهد. برش لیزری با توجه به ساختار سخت افزاری سیستم CNC، یک ممیزی ساده از سیستم کنترل انجام می شود و از برد اصلی (گذرگاه PC) برای کنترل کل سیستم پردازش لیزر استفاده می شود. در توسعه فناوری برش لیزری، تمرکز بر بهینه سازی و ارتقاء عملکرد صفحه کنترل نرم افزار است.
نتیجه
فناوری برش لیزر CNC در زمینه های جدید توسعه خواهد یافت. تقاضا برای محصولات پردازش لیزری در تولیدات صنعتی، تکنسین ها را به توسعه مداوم بازارهای جدید می طلبد. به منظور بهبود کارایی فناوری برش لیزر CNC، تکنسین ها باید صفحه کنترل سیستم لیزر CNC را بهینه کنند. در میان آنها، در ماژول مدیریت سیستم برش لیزر CNC، تکنسین ها باید مدیریت پایگاه داده سیستم را به خوبی انجام دهند. با توجه به استانداردهای مدیریت کتابخانه فرآیند استاندارد، حالت برش لیزری در زمان واقعی نظارت می‌شود، پارامترهای فرآیند پردازش فعلی مطابق با الزامات روش‌های پردازش رایج آزمایش می‌شوند و پارامترهای استاندارد فرآیند صنعت برای اصلاح اطلاعات آماده‌سازی فرآیند غیرمنطقی تجزیه و تحلیل می‌شوند.
