Tuhost dvojnásobná
Největší a nejhmotnější součástí laserových řezacích strojů je základní rám (tvoří osu Y). Při klasickém provedení jde o svařenec z ocelových plechů, jeho hmotnost činí 125 kg. U nového laserového řezacího stroje firmy Stiefelmayer je tento konstrukční díl vyroben z kompozitu vyztuženého uhlíkovými vlákny, jeho hmotnost je pouze 46 kg a tuhost dvojnásobná.
Takovéto provedení předpokládá zvláštní know-how: konstrukční díly stroje vyrobené z ocele se chovají jinak, než když jsou vyrobeny z kompozitních materiálů. Jejich vlastnosti jsou ve všech směrech v podstatě stejné. Naproti tomu jsou mechanické vlastnosti kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny závislé na orientaci vláken v matrici.
Síla přenášená přímo a bez vibrací
Pohony musejí být konstruovány tak, aby bylo možné využít předností vláknových laserů a lehkých pohybujících se konstrukčních celků vyrobených z uhlíkových kompozitů, tj. dynamiku a rychlost. Pro splnění tohoto požadavku jsou nejvhodnější lineární motory. Vyvozují bezprostředně požadovaný přímočarý pohyb a síla je přenášena přímo a bez vibrací na poháněný konstrukční díl. To umožňuje práci s vysokými rychlostmi při vysoké přesnosti polohování. Tento způsob pohonu pracuje bez opotřebení. Význam těchto předností se projeví zejména při řezání tvarově složitých součástí.
Dosud převážně používané elektromotory jsou pro rychlé a přesné řezání méně vhodné. U tohoto konstrukčního provedení se musí nejprve rotační pohyb převést pomocí kuličkových šroubů nebo ozubených tyčí na pohyb přímočarý. Velké pohybující se konstrukční celky, tření ve vedení a jejich poddajnost neumožňují rychlé pohyby a přesné polohování, zejména při prudké změně směru pohybu.
Lze pracovat s velkými zrychleními
Spojení vláknového laseru, uhlíkových kompozitů a lineárních pohonů umožňuje strojům firmy Stiefelmayer pracovat s velkými zrychleními. Frekvence vibrací a tzv. ráz jsou pětkrát menší než u stávajících řezacích strojů. Dynamika stroje umožňuje vyřezávat složité tvary až se 4 g (lze použít maximální zrychlení až 7 g).
První stroj firmy Stiefelmayer nové koncepce je již několik měsíců úspěšně používán ve dvousměnném provozu. Z provozu byly získány následující poznatky: při zvýšení přesnosti řezání se snížily výrobní časy podle složitosti tvaru řezané součástky o 25 až 30 %, vláknový laser pracuje s nižší spotřebou energie než CO2 laser, přesnost laserového řezacího stroje se přenáší přímo na řezanou součástku.
Tabulky a grafy naleznete v tištěné verzi časopisu MM Průmyslové spektrum.
Dieter Bulling
Zdroj: MM Das Industriemagazin 25/ 2010
dana.benesova@mmspektrum.com
Zpracoval -VŘ-