Cắt laser hoàn toàn khớp nối cung cấp các vị trí tính năng chính xác, giảm bớt lo ngại về vật cố định- nhà thép tiền chế

 Mặc dù laser cắt kim loại thép không có gì mới, khả năng của chúng vẫn tiếp tục phát triển, giúp ngành công nghiệp sản xuất có khả năng và năng suất cao hơn bao giờ hết. Được trang bị phần mềm trở nên dễ sử dụng hơn với mỗi thế hệ, bộ tải và bộ dỡ tải di chuyển vật liệu vào và ra một cách nhanh chóng, và bộ phận phân tách các bộ phận, chúng giúp các nhà chế tạo làm việc hiệu quả hơn và đóng góp vào vai trò ngày càng tăng của sản xuất.

Trong chế tạo ống, thị phần máy laser của sư tử cắt ống thẳng. Sử dụng một hệ thống tải tự động, mâm cặp kẹp hai đầu ống để giữ cố định ống hoặc xoay nó, và phần mềm tối ưu hóa đường cắt, loại máy này rất hiệu quả. Tuy nhiên, một số ứng dụng ống đòi hỏi một loại máy khác, trong đó một phần được cắt nằm trên giường. Thông thường loại laser này không xử lý các bộ phận nhanh như các loại khác, vì hai lý do. Đầu tiên, phần được tải bằng tay và kẹp tại chỗ bằng tay. Thứ hai, vì ống không bị kẹp bởi mâm cặp, nên nó không quay. Cắt lỗ, khe và rãnh xung quanh toàn bộ chu vi của ống có nghĩa là phải cắt một vài tính năng và sau đó định vị lại ống để hoàn thành nó.

Mặc dù chúng cực kỳ có khả năng, nhưng chúng không được sử dụng phổ biến như những loại khác. Đây là những máy thích hợp.

Nhiều bộ phận được chế tạo tại Superior Tube Products Inc. không cho vay để cắt laser

ống nội tuyến của công ty. Các cấu hình và rãnh khác thường ở đầu ống rất phù hợp với máy laser 3D của công ty

Hầu hết trong số họ ở khu vực Detroit, chuyên gia chế tạo lâu năm Lisa Wertzbaugher, giám đốc bán hàng của Superior Tube Products Inc. , Davenport, Iowa. Họ đã sử dụng khá nhiều cho công việc tạo mẫu, cô nói. Davenport không ở gần Detroit, Superior không có kinh doanh ô tô và nó không làm được gì nhiều trong việc tạo mẫu, nhưng công ty có ba máy laser như vậy. Những gì cho, bạn yêu cầu? Công ty cần chúng vì nhiều lý do, và nhiều hơn nữa chắc chắn sẽ phát triển trong tương lai.

Kích thước và tính đối xứng
Chúng tôi điều hành hàng chục bộ phận độc đáo thông qua các tia laser này, ông cho biết, ông Nathan Tindall, người ước tính chính và lập trình viên laser, đề cập đến các máy có khả năng cắt 3D. Hầu hết thời gian, chúng tôi có quá nhiều công việc để giữ cho chúng hoạt động gần với công suất, hầu hết thời gian, ông nói thêm.

Hai tiêu chí chính là kích thước và đối xứng. Công ty thực hiện khá nhiều công việc để hỗ trợ kinh doanh thiết bị nông nghiệp và các ngành công nghiệp khác cần các thành phần thực sự lớn. Nó thường chế tạo phôi có đường kính lên tới 24 inch và dài hơn 30 feet. Hai laser ống nội tuyến của Superior có thể xử lý khá nhiều công việc này, chế tạo các vòng tròn có đường kính lên tới 16 in và hình vuông lên tới 12 x 12 in, dài tới 30 ft. Tuy nhiên, vì các máy có công suất lớn hơn của nó không ' Không có tủ bao quanh khu vực cắt, các đơn vị chủ yếu là một phần giường với đầu laser được khớp nối đầy đủ, họ có thể xử lý các ống có đường kính cực lớn với chiều dài cơ bản bất kỳ.

Đối xứng về đường trung tâm của ống là một vấn đề chính khác. Công ty chế tạo các bộ phận được làm từ ống hình chữ D và các cấu hình không phổ biến khác. Trên các laser được thiết kế để cắt ống nội tuyến, các mâm kẹp, ổn định và xoay ống thường được thiết kế để xử lý các hình dạng phổ biến, chẳng hạn như hình tròn, hình vuông và hình chữ nhật. Vì vậy, đối với các ống hình chữ D và các cấu hình khác thường, công ty phụ thuộc vào máy cắt 3D của mình.

Rễ sâu trong ống
Rễ của Superior trong chế tạo ống chạy sâu. Một mối quan tâm trong việc chế tạo ống và niềm tin rằng đây sẽ là một lĩnh vực kinh doanh sinh lợi, đã khiến cha mẹ của Wertzbaugher, Larry và Gloria Dlouhy, thành lập công ty vào năm 1991.

Cái này chủ yếu là một công ty dán tem khi bố mẹ tôi mua nó, ông Wertzbaugher nói. Họ đã có một kế hoạch gồm hai bước: Thứ nhất, mua một công ty sản xuất; Thứ hai, thay đổi mọi thứ về nó.

Cha tôi đã từng là một tổng giám đốc tại một nhà chế tạo kim loại tấm và đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua ống uốn cong, ông Wertzbaugher giải thích. Công ty không có vấn đề gì trong việc chế tạo các bộ phận kim loại tấm, nhưng nó không có chuyên môn hoặc thiết bị để chế tạo ống. Nếu một giá thầu yêu cầu lắp ráp bao gồm ống uốn cong, công ty sẽ cố gắng thuê ngoài phần ống của công việc, nhưng Dlouhys phải vật lộn để tìm các nhà chế tạo ống. Một lần nữa và một lần nữa. Và một lần nữa.

Đây không chỉ là cơ hội gõ cửa; điều này giống như cơ hội đá cánh cửa xuống và xé một nửa khung cửa ra khỏi tường để có biện pháp tốt. Các Dlouhys đã chú ý.

Sau khi mua công ty, họ dần thay đổi trọng tâm sang chế tạo ống bằng cách mua máy chế tạo và tích lũy kinh nghiệm chế tạo ống. Mặc dù Dlouhys đã bán công ty và nghỉ hưu, nhưng chuyên môn tích lũy vẫn tiếp tục củng cố và mở rộng vị thế thị trường độc đáo của Superior. Trong khi công ty thực hiện nhiều thao tác uốn quay, nó cũng thực hiện nhiều thao tác uốn ép, gia công CNC và khoan, hàn (cả thủ công và robot) và lắp ráp. Nó cũng phát triển công cụ riêng của mình, mang lại cho công ty nhiều quyền kiểm soát thời gian và chất lượng sản phẩm.

Sẽ rất khó để phát triển một nền tảng tốt hơn cho một công ty đã xây dựng danh tiếng để giải quyết các vấn đề sản xuất khó khăn.

Cắt laser trước khi uốn
Nhiều ống được chế tạo tại Superior có số lượng lỗ lớn trong một số trường hợp, hàng chục ống và mỗi ống có một mục đích cụ thể và do đó có một vị trí cụ thể. Tạo ra một số lượng lớn lỗ, rãnh, lỗ xỏ và các tính năng khác dọc theo chiều dài của ống trên laser ống nội tuyến là một nhiệm vụ dễ dàng, nhưng việc uốn cong một ống như vậy có thể là một thách thức, tốt nhất.

Trong trường hợp uốn cong trục gá, chúng tôi thậm chí sẽ không uốn cong một ống như vậy, bởi vì xỉ bên trong ống từ quá trình laser sẽ cản trở trục gá, chanh Tindall nói.

Tuy nhiên, uốn cong mà không có trục gá thì không tốt hơn. Mỗi ống sẽ phải được nạp vào máy uốn theo hướng chính xác và nhất quán để có được các đường uốn được định hướng vừa phải so với các lỗ, khe và rãnh được tạo ra bởi laser. Xem chu vi của ống là đồng hồ, vị trí 12 giờ sẽ phải vào buổi trưa cao để giữ cho mọi lỗ được định hướng chính xác. Chỉ cần một chút xoay sẽ khiến ống vô dụng.

Với cùng một mã thông báo, ống sẽ cần một định hướng chính xác trong bước đầu tiên để đường nối hàn có vị trí nhất quán so với các lỗ. Bởi vì đường nối hàn cứng hơn vật liệu gốc, bất kỳ sự thay đổi nào về vị trí đường hàn sẽ có khả năng gây ra các biến đổi trong đặc tính uốn, dẫn đến một lượng biến dạng kích thước nhỏ.

Cuối cùng, ngay cả khi mọi thứ đều được sắp xếp tốt, các lỗ trong vùng uốn cong sẽ trải qua một chút biến dạng. Nén dọc theo phía trong của uốn cong và kéo dài dọc theo phía ngoài của uốn cong sẽ dẫn đến một loạt các tính năng sai lệch.

Đối với hầu hết các phần, tốt hơn là uốn cong nó trước và thực hiện xử lý laser thứ hai.

Fixturing Phù hợp
Một lý do khác cho việc cắt laser 3D liên quan đến việc cố định. Trong nhiều trường hợp, một phần được chế tạo một phần được gửi đến cưa để cắt hoặc đến trung tâm gia công để có thể thêm lỗ, rãnh và các tính năng khác. Nhiều trong số các bộ phận này cần đồ đạc chắc chắn, tùy chỉnh để giữ chặt chúng, ở đúng nơi theo đúng hướng, để cưa hoặc gia công. Hạn chế bao gồm thời gian kỹ thuật cần thiết để phát triển từng đồ gá, thời gian gia công cần thiết để làm đồ đạc, không gian sàn ăn hết bằng cách lưu trữ chúng và thời gian cần thiết để trao đổi đồ đạc khi thay đổi từ công việc này sang công việc khác. Superior chế tạo vô số các bộ phận như vậy cần cắt hoặc các tính năng bộ phận được thêm vào sau khi uốn, và do đó sẽ cần vô số đồ đạc.

Các rãnh chạy xuyên qua các bức tường đối diện, các góc có khía và lỗ là một số trong nhiều tính năng mà Superior tạo ra trên các máy laser của nó. Các tính năng như vậy không khó đối với máy laser có mâm cặp, nhưng uốn cong tiếp theo, kéo dài ống dọc theo bên ngoài của uốn cong và nén nó dọc theo bên trong uốn cong, có thể thay đổi vị trí và hình dạng đặc trưng. Superior tìm thấy thành công trong việc chế tạo các bộ phận như vậy bằng cách uốn cong chúng trước, sau đó cắt các tính năng trên máy laser 3D.

Một tia laser chơi bởi một bộ quy tắc khác nhau. Một laser thường thực hiện một công việc tương đương nhanh hơn và, vì cắt laser là một quá trình không tiếp xúc, nó không cần một vật cố định chắc chắn. Nó chỉ cần một cái kẹp để bảo đảm phần tại chỗ.

Các bộ phận khó cố định để cưa hoặc gia công rơi vào một vài loại.
Chiều dài kẹp thêm. Thường thì chiều dài nguyên liệu vượt quá chiều dài phần hoàn thành. Ví dụ, một số bộ phận cần thêm độ dài kẹp để máy uốn có thể thực hiện công việc của nó; chiều dài bổ sung sau đó bị cắt đi.
Hình học phức tạp. Đối với các bộ phận phức tạp, chẳng hạn như các ống có uốn cong hợp chất, sử dụng cưa để cắt các đầu sẽ là không thể nếu không có đồ gá được chế tạo tùy chỉnh.
Hình học đơn giản. Một cái ống chỉ với một vài khúc cua nhẹ nhàng nghĩ về những chiếc sừng đặc biệt trên gia súc Texas Longhorn có thể là thử thách đối với vật cố định. Với rất nhiều chiều dài dọc theo trục X và ít dọc theo trục Y, hình học này có xu hướng xoắn trong vật cố dưới áp lực được truyền bởi lưỡi cưa hoặc đầu của dụng cụ gia công. Nếu chân ngắn không có nhiều chiều dài, đồ gá không thể giữ chặt nó.
Một xem xét khác là phần loại bỏ khỏi phôi. Trong hầu hết các trường hợp, đây chỉ là phế liệu, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Thỉnh thoảng, vật liệu dư thừa được cắt từ một phần là đáng kể và có thể được sử dụng để sản xuất một phần khác. Mặc dù không có gì lạ khi một ống có chiều dài ngắn sẽ phù hợp để tái sử dụng, nhưng Superior có một số công việc dập khuôn để hoàn thiện danh mục khả năng của mình và nó đã xác định rằng phần thừa được cắt từ một phần được đóng dấu cụ thể đủ lớn để trở thành nguyên liệu khả thi cho một phần khác. Superior đã hợp tác với nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) để sửa đổi phần gốc để tối ưu hóa phần được cắt để tạo ra phần thứ hai, Tindall nói.

Làm cho các bộ phận tốt với Fit-up xấu
Lắp ráp một cỗ máy với hàng ngàn bộ phận là một kỳ công không nhỏ. Tất cả các bộ phận không phụ thuộc lẫn nhau, tất nhiên, ví dụ, một chiếc cản trước và cản sau của ô tô không tương tác với nhau, nhưng trong một chừng mực nào đó, mỗi bộ phận này có thể được đặt tương đối với nhau. Điều tương tự cũng xảy ra với mọi thành phần trên mọi lắp ráp trong mỗi sản phẩm được sản xuất; mỗi cái có một vị trí cụ thể và phải được sản xuất theo kích thước chính xác để nó phù hợp và hoạt động theo cách nó được dự định. Ngay cả khi thành phần về cơ bản là một vật phẩm độc lập và không có chức năng phức tạp, làm cho nó chính xác có nghĩa là nó sẽ phù hợp chính xác. Trừ khi nó không.

Một vài trường hợp khác, chúng tôi đã tạo ra một phần để chỉ định cho mọi khía cạnh của mình, nhưng mọi thứ vẫn không phù hợp với hội nghị như nó được yêu cầu, theo ông Tindall nói. Tất cả các kích thước đều tốt, nhưng thợ hàn không thể đặt nó vào vị trí để hàn nó.

Trong chuyến thăm OEM, các phép đo cẩn thận đã tiết lộ rằng thành phần Superior được cung cấp và lắp ráp mà nó được cho là phù hợp, được thực hiện theo bản in tương ứng của chúng. Khi một phần tốt không phù hợp với một hội đồng tốt, một công việc thám tử nhiều hơn một chút theo thứ tự.

Trên một tổ hợp phức tạp, các phép đo, kích thước và vị trí có thể là những điều khó khăn. Ngay cả một thứ đơn giản như một cái ống chỉ có một lần uốn và một vài lỗ có thể trở nên đắt đỏ hoặc khó sản xuất nếu kỹ sư hoặc nhà thiết kế biểu thị kích thước hoặc dung sai không thực tế, chẳng hạn như ống có độ rụng bằng 0, vị trí uốn cong dựa trên tiếp tuyến từ các phần thẳng, hoặc các phần dài với các góc uốn cụ thể và vị trí kết thúc chính xác.

Khi số lượng lỗ, rãnh và các tính năng khác tăng lên gấp bội, những thách thức trong việc chú thích vị trí thích hợp cũng nhân lên. Định vị một số tính năng dọc theo một đường trung tâm chung là dễ thực hiện, nhưng hiếm khi các tính năng xếp hàng trên một thứ đơn giản như đường trung tâm. Nếu không có một điểm tham chiếu đơn giản, việc định vị một tính năng liên quan đến một tính năng khác có thể là một vấn đề phức tạp dễ bị lỗi.

Hầu hết các bộ phận đều có rất nhiều điểm tham chiếu có thể, vì vậy kỹ sư chỉ cần chọn một điểm, ông Wertzbaugher nói. Anh ta có thể chọn một tính năng gần một tính năng khác làm mốc, nhưng gần không có nghĩa là dễ sử dụng. Nó thậm chí còn phức tạp hơn khi một số người đóng góp cho một dự án. Một kích thước quá chật hoặc nhiễu bị bỏ qua có thể làm cho một tổ hợp không thể xây dựng.

Hóa ra là lỗi trên bản in được cung cấp cho Superior, vì vậy Superior đã thay đổi vị trí lỗ để phần đó phù hợp. Tất nhiên, giải pháp rất dễ thực hiện, đó chỉ là vấn đề cập nhật chương trình và nhấn START trên laser.

thefabricator.com