設備科学普及丨レーザー切断機と伝統設備の技術比較

板金業界では、重要なプロセスとして金属切断があります。従来の加工方式には火炎切断やプラズマ切断などがあるが、レーザー切断機が普及して以来、レーザー切断機を選ぶ板金メーカーが増えているが、レーザー切断機は火炎切断やプラズマ切断に比べてどのような利点があるのだろうか。

火炎切断は最初の伝統的な切断方式であり、その投資が低いため、過去に加工品質に対する要求が高くなく、要求が高すぎる場合に機械加工の工程を加えることで解決でき、市場保有量は非常に大きい。現在では、主に40 mmを超える厚鋼板を切断するために使用されています。その欠点は、切断時に熱変形が大きすぎ、割目が広すぎ、材料を浪費し、加工速度が遅く、粗加工にしか適していないことです。

プラズマ切断と微細プラズマ切断は火炎切断と類似しており、熱影響領域は大きいが、精度は火炎切断よりはるかに高く、速度も一定の向上があり、中板加工の主力軍となっている。国内トップクラスのデジタル制御精密プラズマ切断機の実際の切断精度の上線はレーザー切断の下限に達し、22 mm炭素鋼板を切断する際には2メートル以上の毎分の速度に達し、しかも切断端面は滑らかで平らで、傾きが最も良いのは1.5度以内に制御でき、欠点は薄い鋼板を切断する際に熱変形が大きすぎ、傾きも大きく、消耗品は高価である。

レーザーカッターは板金加工のプロセス革命であり、板金加工の「プロセスセンター」である。レーザー切断の柔軟性化の程度が高く、切断速度が速く、生産効率が高く、製品の生産周期が短く、顧客のために幅広い市場を勝ち取った。レーザー切断には切削力がなく、加工に変形がなく、刃物の摩耗がなく、材料の適応性がよく、簡単でも複雑な部品でも、精密で迅速に成形切断することができる。その切れ目が狭く、切断品質が良く、自動化度が高く、操作が簡便で、労働強度が低く、汚染がない、切断自動サンプリング、セット材料を実現でき、材料の利用率を高め、生産コストが低く、経済効果が良い。この技術の有効寿命は長く、現在海外では2ミリを超える板材のほとんどがレーザー切断を採用しており、多くの専門家は今後の30-40年がレーザー加工技術の発展の黄金期だと考えている。

次に、華工レーザー切断機による一般設備との比較データを例に、具体的に2種類の設備の鉄骨工場内での技術比較を見てみましょう。

一、効率：

従来のプロセス（火炎とプラズマ切断機）：

1.切断下料：ストレートピース分離、

2.端材：板切り機の下材、時間をかけて工数を消費し、効果が低い、

3.ドリル：ラジアルボール盤とNCドリル加工、時間消費、

4.開先切断：手動で子カメを使用して開先し、時間を消費する。

既存のプロセス（レーザーカッター）：

レーザー切断、大型部品の組版、内部制御と外形及び開先の一括加工成形は、複数回の工程回転の時間コストを免除し、人を節約し、時間と効率を節約する。（効率が50%～80%向上）

二、加工中：

従来のプロセス（火炎とプラズマ切断機）：

1.図面番号：手作業で記入すると、記入ミスの恐れがあり、損失をもたらしやすい、

2.位置決め標線：リベット工が線を引く、効果が低く、コストが高い、

3.部品変形量：部品は熱変形が大きく、矯正コストが高い、

4.寸法精度：切断誤差が2 mm以上であり、リベット溶接工程の矯正作業量が巨大である；

5.切断損失：5 mm以上を切断し、切断スラグとなり、価値が低く、ドリル廃棄物はドリル屑であり、価値が低い、

6.材料利用率：直線または小片の単一切断モードは材料の余剰が多く、利用率が低い。余材の変形が大きく、二次利用率が低い、

既存のプロセス（レーザーカッター）：

1.図面番号：数値制御モジュールのマーキング、正確で効率的；（精度100%）

2.位置決めマーキング：レーザーマーキング機能により正確な位置決めマーキングを実現する、（比較結果：省労働60%）

3.部品変形量：レーザー割目が狭く、変形量が軽い、（省労働60%）

4.寸法精度：精度が0.2 mmに達し、後続リベット溶接工程の誤差を下げ、同時に日生産量を増加する、（省労働40%）

5.切断損失：切断損失1 mm以内、材料を節約し、内孔を全粒廃棄物にカットし、価値が高い、（ロスを90%削減）

6.材料利用率：大小部品は1枚組み版し、共辺切断は材料を節約し、余分な端材は耳止めアーク板筋板などの標準部品をセットして並べることができる。（材料利用率が3%以上向上）

三、コスト及びその他：

従来のプロセス（火炎とプラズマ切断機）：

1.敷地面積：単産ライン下材料ヤードの敷地面積は2500平前後、

2.人員安定性：操作が複雑で、切断品質は人工経験に依存する、

3.ソフトウェアのインテリジェント化：汎用性ソフトウェア、機能性単一、

4.プロセスフロー：切断切断切断プレートの開先穴あけスクライブ——5つのプロセス。

5.人員コスト：多工程1つのグループに10人以上必要、

6.煤塵汚染：煤塵は巨大で制御不能である。

既存のプロセス（レーザーカッター）：

1.敷地面積：1台の敷地は炎と同じであるが、生産量は3-5台の炎切の生産量に代わることができる、（敷地面積60%削減）

2.人員安定性：標準プロセスライブラリ、切断品質が安定している。操作が簡便で、人員の流動性が小さい、（流失率がさらに低い）

3.ソフトウェアインテリジェント化：専用ソフトウェアを搭載し、Teklaモデルが番号、標識線、開先、穴を含む図面を変換することをサポートし、切断プログラムを直接導出することができる、（よりインテリジェント化）

4.プロセスフロー：5つの工程で一次成形、（時間をかけて80%削減）

5.人員コスト：1つのグループ4人で、生産量はさらに5倍に上昇した、（人件費を60%削減）

6.煤塵汚染：カートリッジ式集塵、現場にはほとんど煤塵がない。（環境度100%向上）

華工レーザーについて：国家重点ハイテク企業、国際標準制定参加単位、国家標準制定の先頭組織と負担単位。会社は企業技術センター、レーザー先進製造技術省級重点実験室を持っている。