Лазерное режущее оборудование

Когда говорят про лазерное режущее оборудование, многие сразу представляют себе только сам излучатель и режущую головку. Это, конечно, сердце системы, но если упустить из виду всё остальное — от системы ЧПУ и привода до системы охлаждения и вытяжки — можно получить дорогую игрушку вместо рабочей лошадки. Частая ошибка при выборе — гнаться за максимальной мощностью лазера, скажем, за 6 кВт, не оценив, способна ли конструкция портала выдержать динамические нагрузки при резке на высоких скоростях, или хватит ли у вашей сети мощности для всего этого хозяйства. У нас в цеху был случай с одной из первых машин: поставили источник на 3 кВт, а система газоподачи оказалась слишком ?узкой? для резки толстого нержавеющего листа — давление кислорода проседало, рез получался рваным, с окалиной. Пришлось переделывать.

От чертежа до детали: где кроются подводные камни

Итак, вы загрузили модель в софт, материал закреплён на столе, запускаете резку. Казалось бы, что может пойти не так? На практике — многое. Например, тепловая деформация. Режешь большой лист из тонкой нержавейки, процесс идёт долго, металл нагревается и начинает ?вести?. В итоге, последние детали в углу стола могут не совпасть с первыми по геометрии. Борются с этим по-разному: кто-то делает перерывы для остывания, кто-то использует динамические режущие таблицы, которые меняют параметры по ходу работы, компенсируя нагрев. Но это уже уровень довольно продвинутых систем управления, которые, к слову, есть в станках от ООО Нанкин Бошэнда Автоматическое Оборудование. На их сайте bostmachinery.ru можно увидеть, что их разработки в области гибочного оборудования — листогибов и трубогибов — явно дали им глубокое понимание механики и поведения металла, которое они теперь применяют и в лазерных комплексах.

Ещё один нюанс — программное обеспечение для раскроя. Дешёвые или пиратские версии часто не могут корректно рассчитать привязку режущего контура к краю листа, если тот кривой, или оптимизировать путь движения головки для минимизации времени холостого хода. В итоге — перерасход газа, электроэнергии и времени. Хороший софт экономит ресурсы на этапе планирования, до того как лазер вообще включился.

И про газ, кстати. Для резки углеродистой стали нужен кислород высокой чистоты. Если в нём есть влага — резкость кромки ухудшается. Для алюминия или нержавейки нужен азот, и здесь критично давление и объём. Бывало, покупали станок с заявленным давлением в 20 бар, а на практике при непрерывной резке компрессор не успевал поддерживать стабильность, и в середине листа рез переходил из блестящего в матовый — признак недостатка газа. Это к вопросу о том, что оборудование — это система, где слабое звено определяет всё.

Мощность — не панацея. О выборе источника

Вот сейчас все обсуждают волоконные лазеры. И правда, у них КПД выше, обслуживание проще, чем у CO2-лазеров. Но это не значит, что CO2-технология умерла. Для резки толстых (от 15-20 мм) сталей, особенно если важна качественная, почти полированная кромка без наплывов, CO2-лазеры ещё показывают себя очень достойно. Хотя, безусловно, рынок движется в сторону волокна. При выборе смотрите не только на цифру ?кВт? на шильдике источника, но и на качество луча (параметр BPP). Источник с низким BPP даст более узкий, сфокусированный луч, что позволит резать более тонкие материалы с высокой точностью и меньшей шириной реза. Для художественной резки или точной механики это ключевой параметр.

У того же ООО Нанкин Бошэнда в ассортименте, если покопаться на их портале, есть разные конфигурации. Их опыт, как я понимаю из истории компании, начавшейся ещё в 1990 году в Чжуншане с разработки гибочных станков, позволяет им грамотно проектировать несущие конструкции и системы перемещения для лазерных станков. Ведь точность позиционирования режущей головки под нагрузкой и на скорости — это в первую очередь вопрос механики, а уже потом электроники.

Пробовали мы как-то поставить на старый портал новый, более мощный волоконный источник. Идея была сэкономить. Результат — вибрации на высоких скоростях резки тонкого листа стали неприемлемыми. Механика не была рассчитана на такие динамические режимы. Пришлось вернуться к старому источнику и продать новый. Урок: апгрейд должен быть системным.

Обслуживание — то, о чём часто забывают при покупке

Лазерный станок — не токарный, ему нужен регулярный и грамотный уход. Замена защитных стёкол в режущей головке, чистка линз, проверка системы водяного охлаждения на электропроводность, чистка зубчатых ремней или винтовых пар от пыли. Если этого не делать, падение мощности и точности — вопрос времени. Самый дорогой ремонт — выход из строя источника излучения. А часто его ?убивает? как раз перегрев из-за неисправного чиллера или загрязнённого радиатора.

Поэтому, когда выбираете поставщика, смотрите не только на цену станка, но и на наличие сервисной поддержки, скорость поставки расходников. Техническая документация должна быть на русском и подробной. У некоторых европейских брендов с этим сложно, а вот у азиатских производителей, которые давно работают на нашем рынке, например, у упомянутой BOST, с локализацией и поддержкой часто лучше. На их сайте видно, что они ориентированы на СНГ.

Один наш станок, не буду называть бренд, встал на две недели из-за поломки датчика высоты режущей головки. Ждали запчасть из-за границы. Простой в цеху — это прямые убытки. Теперь при закупке всегда заранее оговариваем условия по наличию критичных запчастей на складе в России.

Экономика процесса: что считать кроме цены станка

Стоимость владения — вот что важно. Сюда входит: расход электроэнергии (у волоконных лазеров она в разы ниже, чем у CO2), потребление технологических газов (кислород, азот), стоимость расходников (сопла, линзы, защитные стёкла), амортизация. Иногда дешёвый станок ?съедает? всю экономию на эксплуатационных расходах за пару лет.

Например, резка с азотом даёт чистую кромку без окалины, но азот дорог. И если станок негерметичен, имеет неэффективную систему подачи, вы будете тратить его ещё больше. Современные системы позволяют программировать газовую экономию: подавать газ полным давлением только в момент пробивки и непосредственно реза, а на холостых ходах снижать до минимума.

Опять же, возвращаясь к опыту производителей металлообрабатывающего оборудования. Компания BOST, как указано в её описании, начинала с обслуживания местной металлообрабатывающей промышленности. Такой производитель, скорее всего, лучше понимает реальные потребности цеха и старается заложить в свои лазерные режущие станки решения, снижающие эксплуатационные затраты, а не только делает красивую картинку для каталога.

Взгляд в будущее: автоматизация и интеграция

Сейчас тренд — не просто купить резак, а интегрировать его в линию. Автоматические загрузчики/разгрузчики листа, системы сортировки деталей, конвейеры. Это резко повышает производительность при работе в 2-3 смены. Но здесь снова встаёт вопрос о ?мозгах? станка — системе ЧПУ. Сможет ли она управлять всем этим хозяйством? Поддерживает ли протоколы обмена данными с системой складского учёта или ERP?

Наше следующее приобретение, которое мы сейчас рассматриваем, — это как раз комплекс с автоматической подачей. Смотрим в том числе и на решения от производителей с широкой линейкой, потому что у них, как правило, лучше проработана совместимость компонентов. Если компания делает и гибочные станки, и лазерные резаки, есть шанс, что в будущем можно будет выстроить более-менее единую цифровую среду для всего участка раскроя и гибки.

В общем, лазерное режущее оборудование — это всегда компромисс между мощностью, точностью, скоростью и бюджетом. Но главный компромисс — между ценой покупки и ценой владения. И здесь глубокое понимание технологии и металла со стороны производителя, как у тех, кто вырос из машиностроительной отрасли, — бесценно. Не зря же говорят, что хороший станок — это тот, про который забываешь после запуска, потому что он просто стабильно делает свою работу день за днём. К этому и надо стремиться.