ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
На реализацию Госпрограммы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» планируется выделить более 5 трлн рублей

Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов принял участие в заседании Комитета Государственной Думы Российской Федерации по промышленности и торговле, который возглавляет депутат Госдумы Владимир Гутенев. На заседании также присутствовали представители ФОИВ, госкорпораций и других Комитетов Госдумы. Заседание Комитета было посвящено обсуждению проекта федерального бюд...

По итогам января-сентября 2024 года рынок новых автомобилей в России превысил 1 млн 341 тыс. шт.

По итогам января-сентября 2024 года на территории Российской Федерации реализовано 1 341 549 новых автомобилей (до 3-х лет), что на 48% больше показателей аналогичного периода прошлого года (906 293 шт.)*. При этом рынок новых автомобилей отечественного производства превысил 585 тыс. шт., что на 29% больше показателей января-сентября 2023 года. Объём рынка в сегменте легковых автомобилей состав...

Денис Мантуров провел заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции

Заседание Государственной комиссии по противодействию незаконному обороту промышленной продукции прошло под председательством первого Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Дениса Мантурова. В мероприятии приняли участие Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов, представители Минпромторга России, других федеральных органов исполнительной власти, а ...

Правительство утвердило долгосрочную шкалу индексации утилизационного сбора на автомобильную и специализированную технику

Утверждена долгосрочная шкала индексации утилизационного сбора до 2030 года для легковых, лёгких коммерческих, грузовых автомобилей, автобусов, прицепов и полуприцепов, а также для некоторых видов дорожно-строительной техники. Постановление Правительства Российской Федерации вступит в силу с 1 октября 2024 года. Напомним, что ранее Минпромторгом России были собраны и проанализированы предложени...

Минпромторгом России утверждены изменения в Перечене продукции для параллельного импорта

Минпромторг России внес очередные изменения в перечень товаров, в отношении которых не применяются требования о защите интеллектуальных прав со стороны правообладателей (патентообладателей), и, которые были введены в оборот за пределами территории Российской Федерации. Механизм параллельного импорта действует уже более двух лет и за это время доказал свою эффективность, позволив обеспечить потр...

Строительство малой атомной станции в Якутии включено в новый президентский нацпроект

Проект строительства малой атомной станции в Усть-Янском районе Якутии стал частью национального проекта в области технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии». Атомная станция малой мощности (АСММ) с реакторной установкой Ритм-200Н, расположенная рядом с поселком Усть-Куйга, будет играть ключевую роль в развитии Арктической зоны Якутии. Завершение строительства планирует...

24 Июня 2011

Лазер: чудесный луч набирает силу

Лазер: чудесный луч набирает силу

Лазерная oбрабoтка металла cтала практичеcким вoплoщением дocтижений академичеcкoй физики. И хoтя иcхoдная идея, а также пoдхoды и принципы здеcь были и ocтаютcя oбщими, cтанкocтрoительные фирмы вcеми cилами cтремятcя выпуcкать oригинальную технику, чтoбы не oчутитьcя в cамoм хвocте cтремительнo набирающего cкорость поезда. Чуть замешкаешься, и он безжалостно сбросит со своей подножки аутсайдеров такого весьма привлекательного и перспективного сегмента рынка, как металлообработка.

Небольшой экскурс в историю. Открытый во II половине XX в. квантовый генератор, или лазер, является источником монохроматического когерентного света и представляет собой воистину удивительный оптический прибор. Как гласит теория, он лавинообразно генерирует фотоны, с одинаковой энергией, направленностью движения и поляризацией испуская узконаправленный световой луч высокой мощности.

Это открытие физиков по достоинству оценили инженеры. Что называется, еще и след не простыл после испытания первого лабораторного квантового генератора, как почти сразу, в 1962 г., были изготовлены и предложены рынку коммерческие лазеры фирмы «Спектра физикс» (США). За тем далеким теперь уже событием последовала настоящая революция в технологии. Было создано и ныне успешно применяется великое множество модификаций и типов лазеров. От самых маленьких, размером буквально в несколько микрон, до гиганта «Нова» в Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в США, (длина 137 м, а суммарная мощность – 1 014 Вт). Лазерная техника постепенно, но верно освоила практически все научные и производственные области. Но наиболее востребованной она оказалась в металлообработке.

Как выяснилось, сконцентрированный квантовый луч способен быть высокоэффективным инструментом в станках, чему споспешествуют его уникальные свойства. На локальный участок обработки низвергается высокая мощность излучения (до 108–109 Вт/см2 в непрерывном режиме и до 1 016–1 017 Вт/см2 в импульсном). Прицельно бьет и тут же уходит дальше. Это позволяет практически мгновенно нагревать (прожигать) и столь же моментально охлаждать металл, не подвергая тепловой деформации всю заготовку.

В сварке, наплавке, маркировке, закалке, а также резке металлов лазер активно используется начиная с 80-х гг. XX в. А после появления кинематически сложных роботов-манипуляторов и гибких оптоэлектронных лучепроводов лазерная обработка металлов, как говорится, обрела «второе дыхание». Благодаря тому, что лазерный луч легко управляем, он органично вписывается в автоматизированные системы. Под его воздействием можно с завидной легкостью обрабатывать пространственные металлоизделия, что для других технологий элементарно недоступно.

Но мы собирались поговорить конкретно о станках. Вот к ним и перейдем, взяв за пример продукцию лидеров рынка, чье оборудование обрело наиболее обширное на сегодня распространение. А начнем с немецкой фирмы Trumpf, обретшей популярность своими станками Trumatic 600L и Trumatic L3030, на которых применен принцип «летающей оптики». Вот если существует до сего времени немецкий педантизм, то здесь он проявил себя во всей красе. Причем, в хорошем смысле выражения: на этом оборудовании все безупречно.

Диапазон обработки

TRUMATIC L 3030

3 000 × 1 500 мм

Макс. толщина обрабатываемого листа

20 мм (сталь)


15 мм (нержавейка)


8 мм (алюминий)

Мощность CO2-лазера

4 000 Вт


На самом высоком уровне качество резки обеспечивают CO2-лазеры фирмы FANUC (Германия). Координатный стол снабжен направляющими, выполненными с филигранной точностью. Привод представляет собой одномоментные пошаговые двигатели и зубчатые ремни передачи. Прибавим сюда лазерные датчики контроля положения. А в совокупности все это, словно преданная королевская свита с полной отдачей служит одной звезде, – лазерной головке, обеспечивая ей практически идеальное позиционирование. Автоматизированную подачу и выгрузку стальных листов осуществляет пневматика, управляемая при помощи компьютера.

Лазерная обработка металлаНа универсальность выполняемых задач были изначально сориентированы, по заявлению производителя, технологические комплексы лазерной резки от итальянской компании Tecnology Italiano FPL TRADE. В соответствии с этим тезисом, они вооружаются лазером мощностью 1 000, 2 000 или 4 000 Вт, в зависимости от комплектации. Однако, в противовес большинству технических аналогов, построенных по принципу «летающей оптики», излучатели в итальянских станках установлены абсолютно неподвижно. Получается стабильное генерированное излучение, но его статичность не в лучшую сторону влияет на безупречность в качестве разреза.

Вместе с заготовкой координатный стол, крепящийся на специальной (без остаточных напряжений в конструкции) массивной раме, приобретает еще более внушительный вес. Не потому ли задачу по управлению всем этим сооружением конструкторам пришлось возложить на мощные и довольно сложные приводы? Глядя на них, приходишь к выводу, что на практике о большой универсальности речь все-таки не идет. Данное оборудование, скорее всего, неплохо подходит для растровой гравировки или раскроя единичных или небольших партий особо сложных изделий. Но и не более того.

Технические характеристики Tecnology Italiano FPL TRADE

Модель

С 1000

С 2000

С 4000

Принцип

Быстрый газовый поток, возбужденный при радиочастоте 2 МГц, приобретение энергии в твердом теле

Номинальная мощность

1 000 В

2 000 В

4 000 В

Максимальная мощность при пиковом пульсе

1 000 В

2 700 В

5 000 В

Стабильность мощности

±1%

±1%

±2%

Длина волны

10,6

10,6

10,6

Характеристики лазерного луча

Заказ в минимальной конфигурации: гарантирует лучший результат резки

Расходимость излучения

менее 2 мрад

Состав газовой смеси

CO2 5%

He 40%

N2 55% (± 5%)

Расход газовой смеси

10 л/ч

Расход охлаждающей жидкости (вода)

40 л/м

75 л/м

160 л/м

Рукомендуемый охлаждающий выход

10 000 ккал/ч

19 000 ккал/ч

38 000 ккал/ч

Потребляемая мощность

18 кВт

33 кВт

55 кВт

Обработка по оси Х

360...3 050 мм

360...3 050 мм

360...3 050 мм

Обработка по оси Y

–10...1 510 мм

–10...1 510 мм

–10...1 510 мм

Ход головки по оси Z

180 мм

180 мм

180 мм

Максимальная скорость перемещения листа

по оси Х

100 м/мин

100 м/мин

100 м/мин

по оси Y

65 м/мин

65 м/мин

65 м/мин

X+Y

120 м/мин

120 м/мин

120 м/мин

Повторяемость

±0,03 мм

±0,03 мм

±0,03 мм


Поскольку в металлообработке японские станкостроители традиционно занимают лидирующее положение и не намерены его в дальнейшем никому уступать, здесь мы тоже упомянем станки фирмы Ymazaki Mazak. Они буквально отточены под лазерную резку объемных конструкций – труб различного диаметра, сложных коробов и т.д. Причем это могут быть конструкции с различной толщиной стенок – вплоть до 25 мм. А благодаря тому, что японское оборудование в обязательном порядке обеспечивается системами автоматической подачи и выгрузки изделий, оно прекрасно вписывается в любой обрабатывающий конвейер.

Нельзя не сказать в том же плане и об автоматизированном комплексе, производимом Fabric Gear. Его специализацией является лазерная резка профилей различного сечений: круглого, квадратного, прямоугольного, треугольного и т.д. Данный комплекс можно по праву причислить к металлообрабатывающим центрам последнего поколения. Как всегда, японцы расстарались чисто в своем ключе: автоматом, умеющим именно в таком режиме, т.е. без участия человека, обрабатывать особо сложные объемные изделия, управляет система искусственного интеллекта. Неслучайно компания-производитель выпускает такого рода станки сразу на шести своих заводах – в Японии, США, Англии и Сингапуре. Причем, новое оборудование расходится, если выразиться по-русски, как блины на масленицу.

Технические характеристики основной рабочей части машины 3D Fabri Gear 150 / 300

Наименование модели

FABRI GEAR 150

FABRI GEAR 300

Тип

Гибридного типа (резка по осям X и Y обеспечивается перемещением лазерного луча)

Максимальный размер обрабатываемой детали

Круглой формы: d 20–150 мм Прямоугольной формы: сторона 20–152,4 мм

Круглой формы: d 20–267 мм Прямоугольной формы: сторона 20–203,2 мм

Максимальная толщина реза

2,5 кВт – 19 мм; 4,0 кВт – 22 мм

Высота до центра вращения детали (от уровня пола)

950 мм

1 100 мм

Ход по осям

Ось X

8 995 мм

8 750 мм

Ocь U

8 779 мм

9 100 мм

Ocь V

2 315 мм

2 315 мм

Ось Y

985 мм

1 270 мм

Ocь Z

370 мм

370 мм

Ось A

±99999,999°

±99999,999°

Ось B

±135°

±135°

Скорость перемещения, макс.

X, U, V: 100 м/мин; Y: 36 м/мин; Z: 30 м/мин;

А: 9 600°/мин; В: 9 600°/мин; С: 20 000°/мин

X, U, V: 30 м/мин; Y: 24 м/мин; Z: 24 м/мин;

А: 9 600°/мин; В: 9 600°/мин; С: 6 000°/мин

Максимальная скорость подачи при обработке

10 м/мин

Лазерная режущая головка

Оборудована линзой с фокусным расстоянием 7'5'' и d 2''; (рассчитана на давление 1 МПа (10 кгс/смг))

Профилировщик по оси Z

Бесконтактного типа (электростатический)

Переключатель подачи вспомогательных газов

Возможен выбор трех типов газа. Рабочий диапазон давления: 0,05–0,6 МПа (7,25–87,02 фунт/дюйм2). Давление на входе: 0,8 МПа (116,03 фунт/дюйм2)

Программное управление давлением вспомогательных газов

Давление вспомогательного газа управляется программно. Максимально устанавливаемое значение: 0,6 МПа (6,0 кг/см2)


Среди других фирм, тоже представляющих определенный интерес в этой области, назовем Bystronic (Швейцарская машиностроительная группа), AMADA (Япония), SALVAGNINI (Италия), LVD (Бельгия).

В числе наиболее продвинутых отечественных производителей лазерного оборудования заслуживает внимания ЗАО ТехноЛазер (Московская область, г. Шатура). Уже по названию можно судить, что эта российская фирма весьма своевременно почувствовала запросы и конъюнктуру рынка. Ее продуктом являются очень даже неплохие станки для лазерной резки листового металла на базе технологических СО2-лазеров мощностью от 700 до 5 000 Вт. Она самостоятельно производит также и 2-координатные столы, оснащенные уже в типовом своем варианте довольно надежной палеттой. Это устройство загрузки, которое доставляет заготовку в технологическое пространство лазерной резки. Только вот ручное управление палеттой остается явным недостатком данного оборудования, отголоском вчерашнего дня. Здесь инженерам фирмы, что называется, еще есть над чем поработать.

В оборудовании применен стандартный принцип передвижения лазерной головки – он относится к портальному типу. «Полет» самой царицы технологии осуществляется перемещением двух продольных ферм, соединенных поперечными балками. А исполнительными механизмами служат двигатель, редуктор и ведущая шестерня.

Координатный стол на лазерных станках ТехноЛазер

Лазер

Модель станка

ТЛВ-700 (0,7 кВт)

LMC-3000-0.7

ТЛВ-1000 (1,0 кВт)

LMC-6000-1.0

ТЛВ-1500(1,5 кВт)

LMC-6000-1.5

ТЛ-3 (3,0 кВт)

LMC-6000-3.0

ТЛ-5М (5,0 кВт)

LMC-6000-5.0

ТЛ-6 (ТАНДЕМ) (6,0 кВт)

LMC-6000-6.0

Характеристики стола

Модель станка

LMC-1200-X.X

LMC-2500-X.X

LMC-6000-X.X

размеры рабочей зоны

x

1 200 мм

2 500 мм

6 000 мм

y

840 мм

1 500 мм

1 500 мм

z

100 мм

скорость перемещения

x, y

50 м/мин

z

1 м/мин

скорость резки

x, y

до 20 м/мин

точность обработки

x, y

0,1 мм

точность позиционирования

z

0,1 мм


Давайте учтем то неоспоримое обстоятельство, что лазерные технологии (в т.ч. и резка металла), даже с учетом явно проявившихся успехов, находятся практически в самом начале своего пути, который в дальнейшем будет только триумфальным, в чем ни у кого нет сомнений. Во всяком случае, уже сегодня ясно, за счет они будут далее совершенствоваться. В частности, тому должно поспособствовать внедрение новых экономичных и сверхмощных лазеров, светопроводов, схем доставки к заготовке. И здесь, безусловно, для станкостроителей, да и для нас с вами, будет интересна любая инновационная разработка.

Лазерная обработка металлаНедавно в прессе прошла информация о том, что престижнейшей международной премии Prism Award в номинации «Промышленные лазеры» удостоено НТО «ИРЭ Полюс» – за создание волоконного лазера YLR-150/1500-QCW-AC. Этот квазинепрерывный источник излучения открыл собой принципиально новый класс промышленных волоконных лазеров, нацеленных на то, чтобы быстрее и качественнее исполнять функции, которые обычно возлагались на классические твердотельные лазеры с ламповой накачкой.

Новый «гиперболоид», выпускаемый в 19” Rack корпусе с воздушным охлаждением, превзошел предшественников по всем основным показателям. К тому же он оказался надежнее и проще в применении. Так, его КПД составляет 30% против 3% у твердотельного лазера. На выходе волоконного лазера, когда он работает в квазинепрерывном режиме, получается 150 Вт средней мощности и 1,5 кВт пиковой мощности при энергии в импульсе 15 Дж.

Особо подчеркнем, что именно НТО «ИРЭ Полюс» стало основателем и ядром транснациональной научно-технической Группы IPG Photonics Corporation, которая сегодня располагает научными центрами и производствами в США, Германии, Италии, Японии, Индии, и Китае. В области волоконных лазеров и усилителей, а также приборов и систем на их основе эта Группа вырвалась в недосягаемые лидеры мирового рынка. Достаточно сказать, что вплоть до настоящего момента она остается единственным в мире производителем промышленных волоконных лазеров мультикиловаттного диапазона (до 50 кВт) для резки, сварки и термообработки. Причем, объем производства таких установок постоянно увеличивается, вытесняя из промышленности лазеры других типов. А в том, что рано или поздно окончательно вытеснят, не дают усомниться накопленный IPG уникальный портфель технологий и развернутые ею производственные мощности.

Оставаясь чисто российской компанией, НТО «ИРЭ-Полюс» активно участвует в различных программах по научно-техническому и промышленному развитию г. Фрязино и Московского региона. Одновременно фирма успешно распространяет инновационные разработки (более 600 передовых продуктов, многие из которых не имеют аналогов на мировом рынке высоких технологий) в области лазерной техники на рынках России и СНГ. Здесь она весьма решительно подвинула доминировавшие до недавнего времени западные и японские компании.


Валерий Лебедев

Кол-во просмотров: 15204
Яндекс.Метрика