Слабые места

Переведя ручной инструмент в разряд стационарного, я исключил перечисленные недостатки.

Устройство отрезного станка

К нижней раме приварен разборный узел крепления, состоящий из подвижной струбцины и прижимного уголка (фото 3).

Ниже находится подвижная измерительная линейка с ограничителем, приваренная к трубке. Застопорив планку торцевым винтом, только один раз выставляю размер (с точностью до 1 мм), после чего нарезаю нужное количество абсолютно одинаковых деталей любой величины — вплоть до колец.

Запускаю станок педалью с коммутацией через низковольтное реле (12 В), которое своими мощными контактами подает на Б напряжение 220 В. Соответственно, ни педаль, ни провод, находящийся на земле, даже в случае повреждения изоляции не представляют опасности для человека. Устанавливаю, снимаю и фиксирую Б с помощью зажима, который применяется на верхних крышках ящиков для хранения и перевозки аппаратуры (типа накладки). Вес и размеры станка позволяют перевозить его в ящике легкового автомобиля.

Достоинства разработки

Важный нюанс
При работе с педалью основную кнопку на ручке болгарки следует нажать и оставить включенной.

Чертежи отрезного станка

Рис. 2 Верхняя рама (уголок 25 мм) 1 — ось, приваренная к верхней раме, 2 — планка крепления пружины, 3 — узел жесткой фиксации болгарки (вид сбоку), 4 — пластина, к которой приварен узел установки болгарки (см. фото 3)

Видеообзор стационарного отрезного станка

Николай МАРТЫНЕНКО.

Резка металла отрезными кругами

Абразивные отрезные круги на полимерной связке портативны, что делает их отличным вариантом когда приложение требует, чтобы оператор перемещался по магазину или рабочему месту и поднести инструмент к месту разрезаемой заготовки. Режущие круги из полимера обычно обеспечивают очень быстрое резание, а также являются экономичным вариантом.

Для многих операций ручной резки требуются ручной шлифовальный станок и отрезной круг.Резка листового металла, определение размеров детали для изготовления, вырезание сварного шва для его повторного изготовления, а также резка и надрезание при работе на трубопроводе — вот лишь несколько примеров того, что можно сделать с помощью шлифовального станка и отрезного круга.

Отрезные круги на связке из смолы являются популярным выбором для выполнения этих типов резов, поскольку они обеспечивают портативность и позволяют резать под разными углами и ориентациями. Связующий агент, в данном случае резиноид, скрепляет колесо, чтобы оно могло эффективно резать.Связка изнашивается по мере износа абразивных зерен и выталкивается, поэтому появляются новые острые зерна.

Следуя нескольким передовым практикам, вы можете продлить срок службы колес, повысить безопасность и повысить производительность и эффективность процесса.

Основы отрезных кругов

Основные соображения при использовании кругов на связке из смолы включают режущее применение, используемый инструмент, например, угловой шлифовальный станок, шлифовальный станок или отрезная пила, желаемое режущее действие, разрезаемый материал и пространство.Колеса обычно обеспечивают быстрое резание, долгий срок службы и, как правило, экономичны.

Два основных типа абразивных отрезных кругов на полимерной связке — это тип 1, который является плоским, и тип 27, который имеет приподнятую ступицу. Круги типа 1 обычно используются для прямой резки на электрических или пневматических угловых шлифовальных машинах, штамповочных шлифовальных машинах и отрезных пилах, среди других инструментов. Колеса типа 27 требуются, когда есть какие-либо помехи, и колесо необходимо поднять над основанием шлифовальной машины, но личные предпочтения также играют роль в принятии решения.Чаще всего они используются с электрическими или пневматическими угловыми шлифовальными машинами.

Абразивные отрезные круги на полимерной связке доступны в различных размерах и толщинах. Самый популярный диапазон — от 2 до 16 дюймов в диаметре, а обычная толщина — от 0,045 дюйма до 1⁄8 дюйма. Более тонкие круги удаляют меньше материала во время резки.

Некоторые типы колес режут быстрее других. Абразивный материал, используемый в круге, влияет на скорость резания и срок службы расходных деталей. Колеса бывают с несколькими вариантами зерна, такими как оксид алюминия, карбид кремния, оксид циркония, оксид алюминия и комбинации этих материалов.

Оксид алюминия , хотя и не такой острый, как другие зерна, обеспечивает прочность и хорошие характеристики при резании стали. С другой стороны, карбид кремния — это очень острое зерно, но не такое твердое, что делает его пригодным для резки цветных металлов. Циркониевый оксид алюминия — это самозатачивающееся, прочное, долговечное зерно, которое хорошо справляется со многими сложными задачами. Керамический оксид алюминия также предназначен для самозаточки, поскольку он «ломается» в определенных точках, чтобы поддерживать постоянную скорость резания и долгий срок службы.

При выборе абразивного круга на полимерной связке учитывайте, что изделия, изготовленные из смеси диоксида циркония или керамического оксида алюминия с более твердой связкой, обычно стоят дороже, но обладают прочностью и более длительным сроком службы расходных материалов.

Обязательно ознакомьтесь с рекомендациями производителя, описанием продукции и номинальными числами оборотов, чтобы выбрать правильный размер круга и связанный абразивный материал для вашего применения. Соответствие размера и номинальной скорости вращения инструмента размеру и скорости вращения колеса имеет решающее значение для безопасного и эффективного использования.Выбор инструмента с наибольшей силой тока или крутящим моментом при соблюдении требований к размеру и частоте вращения колеса повысит производительность.

Тип инструмента и защита инструмента, которые вы используете, также являются факторами, которые играют роль в типе колеса, которое можно использовать в приложении. Колесо большего диаметра лучше всего подходит, если вы глубоко режете металл или вам нужно отрезать деталь большого диаметра, например, потому что это устраняет необходимость раскачивать круг вперед и назад во время процесса резания.Ищите колесо, диаметр которого соответствует размеру и толщине разрезаемого материала.

Тонкие круги, напротив, обычно снимают меньше металла во время резки и имеют более короткий срок службы, но обеспечивают более быстрый рез. Из этого правила есть некоторые исключения, так как разные версии тонких колес служат дольше, поэтому обязательно проведите исследование, прежде чем принимать окончательное решение, чтобы убедиться, что выбранное колесо обеспечивает максимальную эффективность.

, предназначенные для работы с определенными материалами, такими как нержавеющая сталь и алюминий.

Правильное расположение и другие советы

Помимо обозначения номинальной скорости вращения, размера и материала, вы также должны следовать этим советам при использовании абразивных отрезных кругов на полимерной связке.

• Используйте отрезной диск под углом 90 градусов, перпендикулярно рабочей поверхности.
• Приложите необходимое усилие — не слишком много и не слишком мало — чтобы отрезной диск мог выполнять свою работу. Всегда избегайте слишком сильного надавливания на круг, так как это может привести к остановке шлифовального станка, отдаче назад или снижению эффективности резания.Это также увеличивает вероятность того, что вы поскользнетесь или потеряете контроль над инструментом, что может привести к повреждению или травме.
• Выберите шлифовальный станок с максимальным крутящим моментом или силой тока, доступными для данной области применения, так как это поможет кругу выполнять больше работы. Например, вместо использования 4,5-дюймового. на шлифовальной машине на 6 ампер, используйте 4,5-дюйм. колесо на болгарку на 10 ампер. Номинальная частота вращения остается прежней, но инструмент обеспечивает больший крутящий момент для резки металла.
• Выберите инструмент и расходные материалы, которые обеспечивают быструю и стабильную резку, которая обычно обеспечивает наиболее эффективную работу.
• Помните, что чем тоньше отрезной круг, тем больше он подвержен боковым нагрузкам — термину, описывающему, когда круг изгибается при движении из стороны в сторону во время пропила. Это может стать опасным, если вы слишком сильно оперетесь на колесо, что может привести к его поломке или заклиниванию в разрезе. Это также может снизить эффективность круга и увеличить время резки.
• Храните колесо в чистом, сухом месте и не кладите его в воду или грязь. Это помогает свести к минимуму воздействие окружающей среды, которое может ухудшить его характеристики или вызвать его преждевременное растрескивание или износ.Характеристики полимерной связки имеют тенденцию ухудшаться, когда колесо хранится в течение длительного периода времени, поэтому обязательно используйте FIFO (первым пришел — первым ушел) при использовании колес.
• Проверяйте колесо и расходные детали перед каждым использованием на предмет повреждений или износа. По мере износа режущие диски становится все труднее контролировать. Если вы больше не можете делать безопасный рез, потому что диаметр круга изношен настолько, что лучше всего заменить его.

Как работают электродвигатели?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 25 июля 2020 г.

Щелкните выключателем и мгновенно получите власть — как любили наши предки электродвигатели! Вы можете найти их во всем, начиная с электропоезда с дистанционным управлением автомобили — и вы можете быть удивлены, насколько они распространены. Сколько электрических моторы сейчас в комнате с тобой? Наверное, два в вашем компьютере для начала ездить, а еще один питает охлаждающий вентилятор.Если вы сидите в спальне, вы найдете моторы в фенах и многих игрушки; в ванной — вытяжки и электробритвы; На кухне моторы есть практически во всех устройствах, от стиральных и посудомоечных машин до кофемолок, микроволновых печей и электрических консервных ножей. Электродвигатели зарекомендовали себя одними из лучших изобретения всех времен. Давайте разберемся и узнаем, как они работай!

Фото: Даже маленькие электродвигатели на удивление тяжелые.Это потому, что они набиты туго намотанной медью и тяжелыми магнитами. Это мотор от старой электрической газонокосилки. Вещь медного цвета в сторону перед осью, с прорезями в ней, находится коммутатор, удерживающий двигатель вращение в том же направлении (как описано ниже).

Как электромагнетизм заставляет двигатель двигаться?

Основная идея электродвигателя очень проста: вы помещаете в него электричество с одного конца, а ось (металлический стержень) вращается на другом конце, давая вам возможность управлять машина какая то.Как это работает на практике? Как именно ваш преобразовать электричество в движение? Чтобы найти ответ на этот вопрос, у нас есть вернуться во времени почти на 200 лет.

Предположим, вы берете кусок обычного провода, превращаете его в большую петлю, и положите его между полюсами мощной постоянной подковы магнит. Теперь, если вы подключите два конца провода к батарее, провод будет прыгать кратко. Удивительно, когда видишь это впервые. Это прямо как по волшебству! Но есть совершенно научный объяснение.Когда электрический ток начинает течь по проводу, он создает магнитное поле вокруг него. Если разместить провод возле постоянного магнит, это временное магнитное поле взаимодействует с постоянным поле магнита. Вы знаете, что два магнита расположены рядом друг с другом либо притягивать, либо отталкивать. Таким же образом временный магнетизм вокруг провода притягивает или отталкивает постоянный магнетизм от магнит, и это то, что заставляет провод подпрыгивать.

Правило левой руки Флеминга

Вы можете определить направление, в котором будет прыгать провод, используя удобная мнемоника (вспомогательная память), называемая правилом левой руки Флеминга (иногда называется Motor Rule).

Вытяните большой, указательный и второй пальцы левой руки. рука так, чтобы все три были под прямым углом. Если вы укажете вторым пальцем в направлении Течения (который течет от положительного к отрицательная клемма АКБ), а Первая палец в направление поля (которое течет с севера на южный полюс магнит), ваш thuMb будет покажите направление, в котором провод Движется.

Это …

• Первый палец = Поле
• SeCond палец = Текущий
• ЧтМб = Движение

Несколько слов о текущем

Если вас смущает то, что я говорю, что ток течет с положительного на отрицательный, это просто историческое соглашение.Такие люди, как Бенджамин Франклин, помогавшие разобраться тайна электричества еще в 18 веке считала, что это поток положительных зарядов, так что она перетекала с положительного на отрицательный. Мы называем эту идею условным током. и до сих пор используют его в таких вещах, как правило левой руки Флеминга. Теперь у нас есть лучшие идеи о том, как электричество работает, мы склонны говорить о токе как о потоке электронов от отрицательного к положительному в направлении , противоположном направлению обычного тока.Когда вы пытаетесь вычислить вращение двигателя или генератора, обязательно помните, что ток означает обычный ток , а не поток электронов.

Как работает электродвигатель — теоретически

Фото: Электрик ремонтирует электродвигатель. на борту авианосца. Блестящий металл, который он использует, может выглядеть как золото, но на самом деле это медь, хороший проводник, который намного дешевле. Фото Джейсона Якобовица любезно предоставлено ВМС США.

Связь между электричеством, магнетизмом и движением изначально была открыл в 1820 году французский физик Андре-Мари Ампер (1775–1867), и это основная наука об электродвигателе. Но если мы хотим превратить это удивительное научное открытие в более практическое немного технологий для питания наших электрических косилок и зубных щеток, мы должны пойти немного дальше. Изобретателями, которые сделали это, были англичане Майкл Фарадей (1791–1867). и Уильям Стерджен (1783–1850) и американец Джозеф Генри (1797–1878).Вот как они пришли к своему гениальному изобретению.

Предположим, мы сгибаем нашу проволоку в квадратную U-образную петлю, так что эффективно два параллельных провода, проходящие через магнитное поле. Один из них отводит электрический ток от нас по проводам, а другой один возвращает ток обратно. Потому что ток течет в Правило левой руки Флеминга говорит нам два провода будут двигаться в противоположных направлениях. Другими словами, когда мы включите электричество, один из проводов двинется вверх и другой будет двигаться вниз.

Если бы катушка с проволокой могла продолжать двигаться вот так, она бы вращалась постоянно — и мы будем на пути к созданию электрического мотор. Но этого не может произойти с нашей нынешней настройкой: провода будут быстро запутаться. Не только это, но если бы катушка могла вращаться далеко достаточно, что-нибудь еще случится. Как только катушка достигла вертикали положение, он перевернется, и электрический ток будет течь через него в противоположном направлении. Теперь силы на каждого сторона катушки перевернется.Вместо непрерывного вращения в в том же направлении, он пойдет обратно в том же направлении, в котором только что пришел! Представьте себе электропоезд с таким двигателем: он будет держать перетасовки назад и вперед на месте, фактически никогда не везде.

Как работает электродвигатель — на практике

Есть два способа решить эту проблему. Один из них — использовать своего рода электрический ток, который периодически меняет направление, что известно как переменный ток (AC). В виде небольших батарейных двигатели, которые мы используем дома, лучшее решение — добавить компонент назвал коммутатором концы катушки.(Не беспокойтесь о бессмысленных технических имя: это немного старомодное слово «коммутация» немного похоже на слово «добираться до работы». Это просто означает изменение взад и вперед в одном и том же путь, который ездит на работу, означает путешествовать туда и обратно.) В своей простейшей форме Коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины и его задача — реверсировать электрический ток в катушке каждый раз, когда катушка вращается на пол-оборота. Один конец катушки прикреплен к каждая половина коммутатора. Электрический ток от аккумулятора подключается к электрическим клеммам двигателя.Они подают электроэнергию в коммутатор через пару свободных разъемы, называемые щетками, сделали либо из кусочков графита (мягкий уголь, похожий на карандаш «свинец») или тонкие отрезки упругого металла, который (как название предполагает) «задела» коммутатор. С коммутатор на месте, когда электричество течет по цепи, катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.

Работа: упрощенная схема частей в электрическом мотор. Анимация: как это работает на практике.Обратите внимание, как коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка поворачивается. наполовину. Это означает, что сила на каждой стороне катушки всегда толкая в том же направлении, что позволяет катушке вращаться по часовой стрелке.

Такой простой экспериментальный двигатель, как этот, не способен большая мощность. Мы можем увеличить усилие поворота (или крутящий момент) что двигатель может творить тремя способами: либо у нас может быть больше мощный постоянный магнит, или мы можем увеличить электрический ток протекает через провод, или мы можем сделать катушку так, чтобы в ней было много «витки» (петли) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки.На практике двигатель также имеет постоянный магнит, изогнутый в круглой формы, так что он почти касается катушки с проволокой, которая вращается внутри него. Чем ближе магнит и катушка, тем большее усилие, которое может создать двигатель.

Несмотря на то, что мы описали ряд различных частей, вы можете представить двигатель как имеющий всего два основных компонента:

• По краю корпуса двигателя находится постоянный магнит (или магниты), который остается статичным, поэтому его называют статором двигателя.
• Внутри статора находится катушка, установленная на оси, которая вращается с высокой скоростью — и это называется ротором. Ротор также включает в себя коммутатор.

Универсальные двигатели

отлично подходят для игрушек с батарейным питанием (таких как модели поездов, радиоуправляемые автомобили или электробритвы), но вы не найдете их во многих бытовых приборах. В небольших приборах (например, кофемолках или электрических блендерах) обычно используются так называемые универсальные двигатели , которые могут питаться от переменного или постоянного тока.В отличие от простого двигателя постоянного тока, универсальный двигатель имеет электромагнит вместо постоянного магнита, и он получает энергию от источника постоянного или переменного тока, который вы питаете:

• Когда вы запитываете постоянный ток, электромагнит работает как обычный постоянный магнит и создает магнитное поле, которое всегда направлено в одном направлении. Коммутатор меняет направление тока катушки каждый раз, когда катушка переворачивается, как в простом двигателе постоянного тока, поэтому катушка всегда вращается в одном и том же направлении.
• Однако, когда вы подаете переменный ток, ток, протекающий через электромагнит, и ток, протекающий через катушку , оба, , меняют направление, точно в шаге, поэтому сила на катушке всегда в одном направлении, а двигатель всегда вращается либо по часовой стрелке. или против часовой стрелки.А как насчет коммутатора? Частота тока изменяется намного быстрее, чем вращается двигатель, и, поскольку поле и ток всегда синхронизированы, на самом деле не имеет значения, в каком положении находится коммутатор в любой данный момент.

Анимация: Как работает универсальный двигатель: Электроснабжение питает как магнитное поле, так и вращающуюся катушку. С источником постоянного тока универсальный двигатель работает так же, как и обычный двигатель постоянного тока, как указано выше. При питании от сети переменного тока и магнитное поле, и ток катушки меняют направление каждый раз, когда ток питания меняется на противоположное.Это означает, что сила на катушке всегда направлена ​​в одну сторону.

Фото: Внутри типичного универсального двигателя: основные части внутри среднего двигателя от кофемолки, которая может работать от постоянного или переменного тока. Серый электромагнит по краю — это статор (статическая часть), и он питается от катушек оранжевого цвета. Обратите внимание на прорези в коллекторе и прижимающиеся к нему угольные щетки, которые обеспечивают питание ротора (вращающейся части). Асинхронные двигатели в таких вещах, как электрические железнодорожные поезда, во много раз больше и мощнее этого, и всегда работают с использованием переменного тока высокого напряжения (AC) вместо постоянного тока низкого напряжения (DC) или переменного тока умеренно низкого напряжения. который приводит в действие универсальные двигатели.

Электродвигатели прочие

В простых двигателях постоянного тока и универсальных двигателях ротор вращается внутри статора. Ротор представляет собой катушку, подключенную к источнику электроэнергии, а статор — это постоянный магнит или электромагнит. Большие двигатели переменного тока (используемые в таких вещах, как заводские машины) работают несколько иначе: они пропускают переменный ток через противоположные пары магнитов, чтобы создать вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (создает) магнитное поле в роторе двигателя, вызывая это вращаться.Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье об асинхронных двигателях переменного тока. Если вы возьмете один из этих асинхронных двигателей и «развернете» его так, чтобы статор фактически превратился в длинную непрерывную дорожку, ротор может катиться по нему по прямой. Эта гениальная конструкция известна как линейный двигатель, и вы найдете ее в таких вещах, как заводские машины и плавучие железные дороги «маглев» (магнитная левитация).

Еще одна интересная конструкция — бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC). Статор и ротор эффективно меняются местами, при этом несколько железных катушек статичны в центре и постоянный магнит вращается вокруг них, а коммутатор и щетки заменяются электронной схемой.Вы можете прочитать больше в нашей основной статье о мотор-редукторах. Шаговые двигатели, которые вращаются на точно контролируемые углы, представляют собой разновидность бесщеточных двигателей постоянного тока.

Руководство для инженера по лазерной резке> ENGINEERING.com

В 1967 году было «Лето любви», подтверждение Тергуда Маршалла в Верховном суде и — если вы хоккейный фанат — это был последний раз, когда «Торонто Мэйпл Лифс» выиграли Кубок Стэнли. В 1967 году не было недостатка в технических новостях, включая катастрофу Аполлона-1, первый запуск ракеты Сатурн V и дебют Конкорд.

Вот еще одно событие 1967 года, которое, возможно, было не менее важным, но не вызвало столько внимания прессы: Питер Хоулдкрофт, тогдашний заместитель научного директора Института сварки в Кембридже, Великобритания, начал свои эксперименты с использованием кислородного газа для резки 1 мм. толстый стальной лист с лазером CO ₂ мощностью 300 Вт.

Это положило начало использованию лазеров для промышленной обработки материалов. Теперь, 50 лет спустя, станки для лазерной резки составляют самый большой сегмент рынка станков для резки металла, который также включает плазменную, гидроабразивную и механическую резку.

Что такое лазерная резка?

Проще говоря, лазерный резак с ЧПУ использует когерентный луч света для резки материала, чаще всего листового металла, а также дерева, алмаза, стекла, пластика и кремния.

(Изображение любезно предоставлено AMADA.)

В общих чертах, лазерную резку можно разделить на два типа: лазерная резка плавлением и абляционная лазерная резка. Лазерная резка плавлением включает плавление материала в колонне и использование потока газа под высоким давлением для срезания расплавленного материала, оставляя открытый пропил. Напротив, абляционная лазерная резка удаляет материал слой за слоем с помощью импульсного лазера — это похоже на долбление, только светом и в микроскопическом масштабе. Обычно это означает испарение материала, а не его плавление.

Два других ключевых фактора отличают лазерную резку плавлением от абляционной лазерной резки.

Во-первых, абляционная лазерная резка может использоваться для частичных надрезов в материале, тогда как лазерная резка плавлением может использоваться только для прорезания всего материала. Это связано с тем, что резка плавлением работает с лазерами либо в непрерывных волнах, либо со значительно более длинными импульсами, чем абляционная резка (микро- или миллисекунды против наносекунд), что приводит к проникновению ванны расплава на всю глубину металла.Этот расплавленный материал должен быть срезан потоком газа, иначе он может остаться в пропиле и при охлаждении сварить срезанные кромки.

Второй и более важный фактор, который отличает эти два типа лазерной резки, — это скорость. «При резке листового металла, составляющей основную часть отрасли резки, вы в основном режете материал толщиной от 0,5 до 12 мм», — сказал Рузбех Саррафи, старший научный сотрудник компании
. IPG Photonics. «При нынешнем состоянии лазерных технологий лазерная резка плавлением выполняется намного быстрее для таких установок.Абляционная резка сейчас занимает больше времени ».

(Изображение любезно предоставлено IPG Photonics.)

Учитывая доминирующее положение в отрасли резки листового металла, эта статья посвящена лазерной резке плавлением. Если вы хотите узнать больше об абляционной лазерной резке, ознакомьтесь со статьей о производстве в микронном масштабе.

Волоконные лазеры и CO ₂

Двумя наиболее распространенными типами станков для лазерной резки являются волоконный лазер и CO ₂ .

CO ₂ лазеры используют электромагнитно-стимулированный газ — обычно смесь углекислого газа, азота, а иногда и водорода, ксенона или гелия — в качестве активной лазерной среды.Напротив, в волоконных лазерах, которые являются разновидностью твердотельных лазеров, используется оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами, такими как эрбий, иттербий, неодим или диспрозий. Как показали эксперименты Хоулдкрофта, промышленность началась с CO ₂ , и эта технология доминировала до недавнего времени.

(Изображение любезно предоставлено Bystronic.)

Спекуляции о том, что волоконные лазеры захватят рынок с CO ₂ , полностью восходят к некоторым из самых первых волоконных лазерных систем. По мере того, как за последнее десятилетие ситуация изменилась, вопрос сместился с вопроса «Возможно ли, что рынок так называемых нишевых лазерных резаков окажется больше, чем ожидалось?» на «Полностью заменят ли волоконные лазеры CO ₂ ?»

Даже среди экспертов, остается спорным вопросом:

«Тенденция [замены CO ₂ на оптоволокно] будет продолжаться», — сказал Эрих Бухольцер, менеджер по продукции по лазерной резке Bystronic.«Возможно, будут полностью заменены лазеры CO ₂ . Если так, то это произойдет в среднесрочной перспективе, пока технология волоконных лазеров будет развиваться дальше. В настоящее время лазеры CO ₂ по-прежнему обладают некоторыми конкретными преимуществами, например, лучшим качеством кромок в толстом материале и меньшими заусенцами ».

Диль был более осторожен, но все еще оптимистичен в отношении перспектив волокна:

«Заменит ли он когда-нибудь CO ₂ ? Я бы не хотел делать такое смелое заявление, потому что могут быть некоторые приложения, где это необходимо, но мы можем сделать с волокном так много, что, судя по тому, что мы обнаружили, нет ничего, что не могло бы сделать волокно. что CO ₂ может.”

(Изображение любезно предоставлено AMADA.)

«Идея о том, что CO2 имеет« преимущество », когда речь идет о более толстых материалах, вероятно, является более старым заблуждением, а когда мы говорим о« старости »в мире волокна, это может быть всего на пару лет», — сказал он. «Когда впервые появилось волокно, это вызывало беспокойство, потому что на самом деле не существовало какой-либо технологии, которая позволяла бы получить качество кромки CO2, но сегодня мы можем воспроизвести это качество кромки даже с более толстыми материалами.”

Саррафи из IPG Photonics был еще более оптимистичен в отношении перспектив волоконных лазеров:

«Я ожидаю, что твердотельные лазеры, особенно волоконные, в связи со всеми разработками, произошедшими в последние годы, полностью заменят СО2-лазеры для резки листового металла. Если вы пойдете на такие шоу, как FABTECH, очевидно, что волоконные лазеры уже доминируют в области резки металлов ».

Материалы для лазерной резки

Как отмечалось выше, лазерные резаки с ЧПУ используются для обработки широкого спектра материалов в различных отраслях промышленности.Поскольку резка листового металла является наиболее распространенным применением, стоит сосредоточиться на соответствующих особенностях. Например, отражательная способность и толщина поверхности — два наиболее важных фактора, которые следует учитывать.

(Изображение любезно предоставлено IPG Photonics.)

Что касается отражательной способности, Саррафи добавил:

«Доказано, что современные волоконные лазеры режут все отражающие металлы, если они обладают достаточной мощностью и достаточно маленьким размером пятна», — сказал он. «Все дело в высокой пиковой мощности и оптической настройке. Так что отражательная способность больше не является проблемой ».

Это правда, что усовершенствования волоконных лазеров привели к появлению более широкого диапазона вариантов лазерной резки металла, включая медь, латунь, титан и другие сплавы, которые не подходили для CO ₂ .Однако, несмотря на эти улучшения, толщина материала по-прежнему является значительным ограничением для лазерной резки.

«Обычно в мире лазеров верхним пределом является низкоуглеродистая сталь толщиной 1 дюйм, — сказал Диль. «Как только вы перейдете к пластине размером 1½ или 2 дюйма, возможно, появится лучший инструмент для работы».

Лазерная резка по сравнению с другими процессами

Хотя лазерные резаки с ЧПУ за последнее десятилетие добились огромных успехов, особенно волоконных лазеров, они не единственная игра в городе.Если вы подумываете о новом (или бывшем в употреблении) станке для лазерной резки для своего применения, скорее всего, вы либо модернизируете старый лазер, либо заменяете менее эффективный процесс на более эффективный. В последнем случае часто возникают споры между лазерной, плазменной, механической и гидроабразивной резкой.

(Изображение любезно предоставлено Bystronic.)

Лазерная резка против плазмы

Плазменная резка использует электрически нагреваемый канал ионизированного газа для резки материала. Поскольку сама заготовка составляет часть образующейся электрической цепи, она должна быть электропроводной.

Разгрузка лазерного станка с ЧПУ AMADA liber в Центре готовности флота на юго-востоке.

Допуск на размер детали для плазменной резки также значительно ниже, чем для лазерной резки, поскольку ширина пропила для плазменной резки значительно больше.

Лазерная резка и штамповка

В этом контексте «механическая резка» относится к использованию штамповочного пресса с матрицей.

В среднем механическая резка имеет более высокие капитальные затраты и более высокие эксплуатационные расходы, чем лазерная резка, особенно если в пробивном прессе используется сложный набор штампов. Хотя в последние годы механическая резка значительно продвинулась вперед, лазерная резка остается более гибким процессом. Главное преимущество механической резки — объем.

(Изображение любезно предоставлено AMADA.)

«Если вы сравниваете механический пробивной пресс с волоконным лазером, то волоконный лазер дает вам гораздо больше гибкости, но пробивной пресс будет более экономичным только в том случае, если вам нужно произвести очень большое количество идентичных деталей», — сказал Саррафи.

Лазерная резка также имеет несомненное преимущество перед перфорацией, когда дело касается качества деталей, особенно если следы инструмента или царапины на поверхности являются проблемой в вашем приложении.

Laser Cutting vs.Waterjet

При гидроабразивной резке используется струя воды под высоким давлением, часто в сочетании с абразивом. Его капитальные затраты выше, чем у плазменного, но ниже, чем у лазера, однако он также имеет самые высокие эксплуатационные расходы из всех трех.

Waterjet может выполнять трехмерную резку материалов, а также более толстые материалы, в то время как лазерная резка выигрывает в скорости резки, хотя это можно компенсировать в многоструйных системах. Относительное качество кромок и точность близки, но у гидроабразивной резки есть небольшое преимущество в обоих случаях.

Распространенные ошибки при лазерной резке

«С точки зрения первого лазера, здесь есть фактор запугивания», — сказал Диль. «Это высокотехнологичное оборудование, и заказчик может поступать из другого источника, например из плазмы или даже из старого механического штампа».

(Изображение любезно предоставлено IPG Photonics.)

«Я видел, как заказчики иногда пропускали разрешение инструмента или ширину пропила, ошибочно полагая, что это бесконечно узкие линии реза», — отметил он. «Это не так, хотя лазеры очень узкие по сравнению с другими процессами. Диапазон обычно составляет от 30 до 300 микрон, в зависимости от мощности лазера, оптических настроек и вашего технологического процесса. Это нужно учитывать при оформлении кроя.”

Другая распространенная ошибка, связанная с опорой мелких деталей с помощью микровыступов, называется выступом:

«Для лазерной резки используется газ под высоким давлением — 5-25 бар для азотной резки — поэтому вам необходимо, чтобы детали поддерживались собственным весом, что работает, если они толще 2-3 мм и относительно большие по размеру, но для деталей, которые являются тонкими и маленькими, чтобы противостоять силе потока газа, небольшие участки должны оставаться неразрезанными », — сказал Саррафи. «Эти микрошвы очень маленькие, 0.Шириной 2–0,4 мм, поэтому их легко сломать при постобработке, но иногда необходимо соединить детали с рамой, чтобы детали не разлетелись ».

(Изображение любезно предоставлено Bystronic.)

«Мы видим магазины с операторами, которые похожи на наших внутренних чемпионов: они заставляют нас хорошо выглядеть, потому что они заботятся о машине и понимают важность всего, от методов программирования до ежедневного обслуживания».

Советы по эффективной лазерной резке

Существует распространенное заблуждение относительно лазерной резки, что эффективность зависит только от чистой мощности лазера.Частично это связано с унаследованными системами CO ₂ , но быстрые достижения в технологии волоконных лазеров охватили не только мощность лазерного луча. «По мере увеличения мощности резания необходимо учитывать и другие факторы», — сказал Бухольцер. «С технологической точки зрения, особенно для обработки тонких материалов, динамика станка (ускорение / замедление) также должна увеличиваться, чтобы в полной мере использовать дополнительную мощность резания». Ускорение и замедление являются основными ограничениями для эффективности резки.

(Изображение любезно предоставлено AMADA.)

Другой способ взглянуть на этот момент состоит в том, что приложения, включающие большие детали или детали с менее сложными функциями, могут использовать преимущества высокоскоростной лазерной резки, поскольку ускорение и замедление будут менее значимыми. «Что вам действительно нужно, так это хорошая система доставки луча, способная справиться с той мощностью, которую вы посылаете на нее, включая линзы, режущую головку и т. Д.» — отметил Диль.

«Это нечто большее, чем просто грубая сила», — добавил он. «В FABTECH уже много лет используется лазер мощностью 12000 Вт — там много мощности, — но всегда ли он был надежным производственным инструментом?»

Рекомендации по покупке станка для лазерной резки с ЧПУ

Если вы собираетесь купить свой первый станок для лазерной резки с ЧПУ, следует помнить о нескольких вещах.В качестве альтернативы, если вам интересно, не пора ли модернизировать ваш единственный лазерный резак, Саррафи предложил такой примерный совет: «Если вам нужно резать материал со скоростью менее 30 дюймов в минуту или 0,75 метра в минуту, я расцениваю это как знак того, что лазерный процесс становится маргинальным ».

(Изображение любезно предоставлено Bystronic.)

«Производительность современной машины для резки волоконным лазером очень высока, что означает высокую производительность машины, особенно при обработке тонких листов», — сказал он.«Если вы собираетесь инвестировать в станок для лазерной резки, вам следует учитывать не только этот этап процесса, но и то, как вы встраиваете станок на своем заводе, чтобы получить наилучшие результаты от вложений».

Как указано в предыдущем разделе, мощность лазерного луча не должна быть единственным показателем при принятии решения. При этом нельзя полностью сбрасывать со счетов его, как объяснил Саррафи:

«Не ограничивайте себя выбором лазера с минимальной мощностью, необходимой для резки деталей. Лазеры высокой мощности расширяют ваши возможности не только по производительности, но также по качеству и повторяемости процесса резки.”

Это связано с тем, что лазеры с более высокой мощностью позволяют игнорировать небольшие отклонения в материале и системе резки, которые необходимо учитывать и настраивать при использовании лазера с меньшей мощностью. «Если вы выберете лазер мощностью 1 кВт для 4-миллиметровой нержавеющей стали, вам, возможно, придется стать экспертом в области резки 4-миллиметровой нержавеющей стали мощностью 1 кВт», — пояснил Саррафи. «Это связано с тем, что из-за небольшого технологического окна необходимо выявить и устранить все небольшие отклонения от идеальных условий материала и системы резки.Если у вас есть лазер мощностью 2 или 3 кВт для обработки того же материала, вы не только сможете резать быстрее, но и сможете выполнять задания с меньшими затратами опыта ».

(Изображение любезно предоставлено IPG Photonics.)

Промышленная лазерная резка

В отличие от Toronto Maple Leafs, промышленная лазерная резка одержала значительные победы с 1967 года.Подобно тому, как станки для лазерной резки с ЧПУ вышли из ниши и стали доминировать на рынке станков для резки, так и волоконный лазер поднялся из нишевой технологии и таким же образом стал доминировать на рынке станков для лазерной резки. Но есть много факторов, которые следует учитывать перед тем, как погрузиться в лазерную резку. Просто помните, что для лазеров, как и для жизни, мощность — это еще не все, но это еще не все.

Для получения дополнительной информации о лазерной резке посетите веб-сайты AMADA AMERICA, Bystronic и IPG Photonics.

Чтобы получить информацию о других процессах изготовления и обработки, ознакомьтесь с нашими характеристиками по гидроабразивной резке, электроэрозионной обработке и 5-осевой обработке.

Плоский шлифовальный станок DIY для изготовления прецизионных деталей в домашних условиях

Плоскошлифовальные станки — это станки, которые могут сделать поверхность детали очень плоской, очень гладкой и очень параллельной поверхности детали, которая установлена ​​на станке. Плоскошлифовальные станки обычно имеют вращающийся шлифовальный круг, подвешенный над движущейся станиной. Станина перемещает деталь назад и вперед под шлифовальным кругом, удаляя за один раз очень небольшое количество материала, иногда до десятитысячной доли дюйма (o.0001 ″) для изготовления прецизионной детали.

[Даниэль] — специалист по инструментам, ему нужен плоскошлифовальный станок. Ему не требовалась сверхточная коммерческая шлифовальная машина, поэтому он решил сделать ее сам. Это сложный проект, состоящий из множества других инструментов. [Даниэль] уже имел мини-стан с ЧПУ и решил, что это будет хорошей платформой для начала. В конце концов, мельница была жесткой и уже имела автоматизированные оси X и Y. Для двигателя болгарки нет ничего более экономичного, чем использование обычной угловой шлифовальной машины, но возникли две существенные проблемы.Во-первых, ни одна компания не производила широкие шлифовальные круги для угловой шлифовальной машины. [Даниэлю] пришлось модифицировать свой шпиндель, чтобы приспособить его к стандартному шлифовальному кругу. Вторая проблема заключается в том, что новый шлифовальный круг имел максимальное число оборотов в минуту 4400. Угловая шлифовальная машина может достигать 10 600 оборотов в минуту. Чтобы замедлить угловую шлифовальную машину, регулятор скорости был взят из старого фрезерного станка с регулируемой скоростью и интегрирован с угловой шлифовальной машиной. Задача решена. Затем было сделано крепление для прикрепления угловой шлифовальной машины к оси Z мельницы.

Магнитный патрон, установленный на станине мельницы, используется для удержания металлических деталей. На патроне есть рычаг, который при перемещении в одном направлении создает магнитное поле, чтобы прочно удерживать металлическую деталь на патроне во время обработки. Когда рычаг перемещается в другом направлении, деталь высвобождается и может быть снята с плоскошлифовального станка.

Чтобы использовать свой новый плоскошлифовальный станок, [Даниэль] создает файл g-кода ЧПУ, чтобы перемещать свою заготовку вперед и назад под шлифовальным кругом.Возможность контролировать глубину резания и скорость подачи с помощью его станка с ЧПУ исключает человеческий фактор в процессе шлифования и оставляет стабильную отделку детали. Посмотрите видео после перерыва.