PortuguêsHistoricamente, aumentar a potência do laser tem sido visto como o método mais simples e potente para melhorar a eficiência dos processos de usinagem. No entanto, com o advento dos cortadores a laser de 60.000 watts, um debate surgiu dentro da indústria sobre se nós' atingiu o limite superior das capacidades de energia do laser. Wu Rangda, presidente da Penta Laser, afirma que esse nível de energia é suficiente para substituir totalmente as tecnologias de corte a plasma e chama. Ele sugere que empurrar além deste limiar ganhou' t produzir ganhos substanciais na eficiência ou capacidade de corte, mas sim escalar custos e uso de energia para os usuários.
No entanto, a busca por uma maior eficiência no setor industrial é perpétua. Se nós' Na verdade, atingimos o auge do que a potência do laser pode oferecer, que caminhos ainda restam para nós explorar em nossa busca de eficiência de usinagem melhorada? Let' s mergulhar em estratégias alternativas que podem otimizar o desempenho sem depender do aumento da potência do laser.
Duplicando a aceleração: a integração inovadora de vigas de fibra de carbono
O desafio de melhorar o desempenho da máquina-ferramenta sem revisar a tecnologia principal fez' Não manter o escritor acordado à noite por muito tempo. Sua recente visita à Feiyue Laser forneceu uma centelha de inspiração, particularmente através de sua abordagem inovadora para o design da base de máquinas.
Feiyue Laser, uma empresa líder de alta tecnologia, fez avanços significativos na aplicação e desenvolvimento da tecnologia laser de precisão. Sua experiência abrange várias aplicações a laser, incluindo corte, soldagem e marcação, com um forte histórico de sucesso. Liu, gerente geral da Feiyue Laser, compartilhou que eles iniciaram uma mudança de jogo no ano passado, integrando feixes de fibra de carbono em suas máquinas. Estas vigas oferecem uma combinação convincente de alta resistência, resistência à deformação e design leve, o que não só aumenta a eficiência do processamento, mas também contribui para a redução de custos em aplicações práticas.
A viga é um elemento fundamental nas máquinas-ferramentas de pórtico, com suas propriedades estáticas e dinâmicas ditando o desempenho geral da máquina. Isso, por sua vez, influencia significativamente a máquina' s eficiência de processamento, precisão e estabilidade. Tradicionalmente, as máquinas-ferramentas empregaram vigas metálicas, predominantemente feitas de aço e liga de alumínio.
Vigas fundidas de aço são reverenciadas por sua estabilidade e precisão, mas seu peso substancial normalmente restringe seu uso a aplicações que não exigem operações de alta velocidade. Para alcançar capacidades de alta velocidade e alta aceleração, essas máquinas exigem motores potentes com torque substancial, o que pode ser um fator limitante quando o desempenho dinâmico atinge seu pico. Para contrariar isso, a indústria começou a explorar vigas de liga de alumínio para reduzir o peso. No entanto, apesar de sua natureza mais leve, as vigas de alumínio ainda impõem limitações nas melhorias de velocidade e aceleração. O material' s baixo módulo torna-o mais macio e mais propenso à deformação, e seu alto coeficiente de expansão térmica pode afetar adversamente a máquina' s precisão. Como resultado, a recalibração de vigas de liga de alumínio é muitas vezes necessária a cada 3 a 6 meses para manter a precisão.
O feixe de fibra de carbono é notavelmente mais leve, inclinando as balanças em apenas 1/5 a 1/4 do peso do aço, e 1/3 a 1/2 do peso da liga de alumínio. Esta redução substancial de peso é uma mudança de jogo, permitindo-nos aumentar significativamente as capacidades de velocidade e aceleração de nossas máquinas-ferramentas. Liu, de Feiyue Laser' s equipe de P&D, compartilhou que desde a incorporação do feixe de fibra de carbono, eles' Conseguimos dar passos impressionantes.
A equipe não só duplicou a aceleração de suas máquinas de corte de precisão da gama anterior de 0,8G a 1G para um impressionante 2G, mas eles' Também alcançou um salto notável na precisão. A precisão foi muito elevada ao nível mícron, um testemunho do impacto transformador da tecnologia de fibra de carbono em suas máquinas. Esta inovação não se resume apenas à velocidade; it' é sobre precisão e eficiência, estabelecendo um novo padrão na indústria.
Vigas de fibra de carbono: uma inovação econômica na eficiência de máquinas-ferramenta
Liu destacou não apenas os benefícios de velocidade dos feixes de fibra de carbono na Feiyue Laser, mas também seu potencial de economia de custos. Aproveitando a leveza natural da fibra de carbono, essas vigas têm inércia mínima de movimento, o que reduz significativamente as demandas sobre a maquinaria' s rack e sistemas de motor e também reduz o peso total da base da máquina. Tradicionalmente, alcançar desempenho de alta velocidade e alta aceleração com vigas de aço ou liga de alumínio exigia o uso de motores potentes e de alto torque. No entanto, com feixes de fibra de carbono, Feiyue Laser conseguiu manter o mesmo nível de desempenho, reduzindo efetivamente os custos associados à base da máquina, rack e motor. Mesmo com motores padrão, eles agora podem alcançar uma aceleração de 1G, com uma notável melhoria na precisão.
No setor industrial, a busca incessante por velocidades e aceleração mais altas muitas vezes vem à custa da precisão, e vice-versa. Melhorar ambos simultaneamente normalmente requer um investimento substancial em motores e racks mais robustos, o que nem sempre pode ser justificado pelo valor que agrega para o usuário. Liu ressaltou que as pequenas e micro empresas não podem pagar investimentos de alto risco que podem não ser aceitos por seus clientes. No entanto, os feixes de fibra de carbono aumentaram a probabilidade de melhorias de aceleração bem-sucedidas em uma fração do custo dos feixes de metal tradicionais, levando Feiyue Laser a eliminar completamente feixes de metal em favor da fibra de carbono.
Para os usuários finais, a adoção de vigas de fibra de carbono se traduz em economias substanciais de custos. Com a aceleração das máquinas-ferramentas duplicando de 1G para 2G, os usuários agora podem obter a saída de duas máquinas com o investimento de uma, aumentando significativamente o valor de suas máquinas. Além disso, as vigas mais leves reduzem o desgaste nos trilhos guia e racks que suportam a carga de movimento principal, prolongando a vida útil desses componentes e do equipamento como um todo.
It' é importante notar que o processo de fabricação de vigas metálicas envolve trabalho a quente, que pode introduzir tensões residuais que levam à flexão e deformação ao longo do tempo, afetando a máquina' s precisão. Mesmo com tratamentos térmicos de envelhecimento repetidos, essas tensões não podem ser totalmente eliminadas. As vigas de liga de alumínio, sendo mais macias, são propensas a deformações e exigem recalibração frequente para garantir precisão, aumentando os custos de serviço pós-venda e causando potencial tempo de inatividade para manutenção.
Em contraste, a fibra de carbono, sendo um material inorgânico e quebradiço, não sofre deformação plástica. Seu alongamento mínimo na ruptura e resistência à fluência e fadiga significam que ele pode manter alta precisão sem a necessidade de recalibração frequente. O peso mais leve das vigas de fibra de carbono também reduz o estresse no motor, minimizando a geração de calor e o risco associado de burnout do motor. Isso não só ajuda as empresas a economizar em custos pós-venda, mas também poupa aos usuários o inconveniente de paradas de manutenção frequentes.
Feixes de fibra de carbono: Um ajuste natural para máquinas de corte a laser de alta potência?
Uma vez que Feiyue Laser fabrica principalmente equipamentos a laser de precisão, que podem inicialmente não se alinhar com as necessidades das máquinas de corte a laser de alta potência, como mencionado anteriormente, o escritor buscou uma resposta mais adequada à pergunta original. Através da introdução de Liu, o gerente geral da Feiyue Laser, o escritor entrou em contato com Beijing Hithunder Composite Materials Technology Co., Ltd., o único fabricante de feixes de fibra de carbono na China.
O Sr. Li, presidente da Hithunder, explicou que sua empresa forneceu suporte a um fabricante doméstico de máquinas de corte a laser de ultra-alta potência com classificações de potência acima de 10.000 watts, e recebeu um número substancial de pedidos. Embora essas máquinas priorizem velocidade e aceleração, especialmente quando a potência está em seu pico, seus requisitos de precisão podem não ser tão rigorosos quanto aqueles para equipamentos de precisão.
O escritor reconhece que depois de aumentar a potência do laser, muitas vezes há uma limitação na velocidade ao cortar padrões complexos ou pequenos. Apenas linhas retas ou arcos mais longos podem realmente aproveitar os benefícios de velocidade da alta potência. Com o avanço do design industrial, os objetos processados por máquinas-ferramentas estão se tornando cada vez mais curvos, refinados e intrincados, o que significa que a alta potência por si só não pode melhorar de forma abrangente a eficiência do processamento. A chave reside na aceleração e velocidade do eixo de movimento, particularmente na aceleração do feixe.
Atualmente, as vigas de aço são muito pesadas, e seus motores de acionamento carecem de potência e torque suficientes, levando a vibrações que restringem a melhoria do desempenho. Embora as vigas de alumínio sejam mais leves, sua suavidade e falta de rigidez resultam em vibrações durante a aceleração, o que também limita o aprimoramento do desempenho. As vigas de fibra de carbono, por outro lado, são leves e oferecem rigidez superior em relação ao alumínio, aproximando-se da do aço. Além disso, o próprio material possui excelentes propriedades de amortecimento para a propagação de vibrações, auxiliando na redução de vibrações induzidas por movimento. Portanto, vigas de fibra de carbono podem melhorar significativamente o desempenho dinâmico de máquinas de corte de alta potência.
Li também discutiu o feixe de fibra de carbono' a resistência a danos acidentais. Vigas de pórtico normalmente usam acionamentos de sincronização de controle numérico motor bilateral, que podem perder a sincronização em caso de falha do sistema de controle ou colisões externas, potencialmente fazendo com que o feixe fique preso ou severamente torcido e deformado. Materiais metálicos, propensos à deformação plástica, podem sofrer deformação permanente exigindo substituição do feixe. A fibra de carbono, no entanto, não sofre deformação plástica e pode reverter à sua forma original após deformação significativa, desde que não haja danos internos. Esta característica torna a fibra de carbono superior aos materiais metálicos e adequada para uso em componentes elásticos como placas de mola de mesa de vibração, onde mantém a elasticidade estável sem decaimento.
Hithunder participará da Exposição Laser no Centro Internacional de Convenções e Exposições de Shenzhen (Bao' an New Hall) de 27 a 29 de junho, onde eles se envolverão em trocas aprofundadas com colegas da indústria no estande C112 no Hall 9.
