Laserové vysekávání se dostává k automobilovým OEM

Dva široké teleskopické dopravníky se pohybují v tandemu pod aktivními laserovými řezacími hlavami a udržují pod sebou konzistentní mezeru pro evakuaci výparů a roztaveného materiálu.

Jednoho dne, počátkem roku 1974, tehdejší redaktoři The FABRICATOR prostudovali rukopis o technologii špičkové krve, která strávila roky v laboratoři, ale právě tehdy se začala objevovat na podlaze dílny.Vedle azrnitá fotografie 500wattového CO2 laseru namontovaného na řezacím stroji na kyslík, článek uvedl: „Nyní, po všech těch letech příslibu, se lasery staly přijatelným nástrojem pro obrábění kovů.“

Ukázalo se to jako podhodnocení.O všechna ta léta později dominuje laser přesné výrobě plechu.Částečně vykvetla díky své schopnosti řezat jakýkoli tvar v jakékoli orientaci.Rozložení hnízda na plochém laseruv mixu vysoce kvalitních produktů se malá dílna podobá uměleckým dílům.

Samozřejmě, jak rostou objemy objednávek, řezání laserem má tradičně menší ekonomický smysl.To zůstalo, i když vláknový laser vzal na trh útok před více než deseti lety.Fantasticky rychlý vláknový laser vypadá neuvěřitelněproduktivní, ale řezací hlava musí stále sledovat profil součásti.

Lisovací lis může řezat profil blanku najednou, a proto je dominance lisovacího lisu ve velkoobjemovém lisování, zejména v automobilovém průmyslu.Neexistuje způsob, jakým by laser dokázal překonat tradiční zatemňovací čárumechanické razicí lisy - ano?

Ne nutně.Laserové zatemňovací linky se dostaly k některým raným osvojitelům po celém světě, včetně SET Enterprises, servisního střediska kovů v Michiganu.V roce 2016 Daimler nainstaloval dvě laserové zatemňovací linky na Mercedes-Závod Benz v německém Kuppenheimu.Ještě jedna laserová záslepka zahájila výrobu v jiném závodě Mercedes-Benz v Německu na začátku tohoto roku a čtvrtá linka je ve fázi montáže.

Nejnovější laserové zatemňovací linky vykazují flexibilitu \\"bez nástrojů \\", kterou si většina kovovýrobců s řezacími lasery s plochým ložem užívá po celá léta.Ale některé laserové zatemňovací čáry se také shodují a někdy překračují rychlost mnohapo celém světě instalované zatemňovací linky založené na tisku.Je to výkon, který si redaktoři FABRICATOR v roce 1974 asi nedokázali představit.

Nějaká historie

Termín laserové zatemňování není novinkou, ale může vyvolat zmatek, zejména pro ty, kteří jsou mimo automobilový dodavatelský řetězec.V žádném případě nesouvisí s \\"polotovary svařovanými na míru \\", někdy nazývanými \\"laserem svařované polotovary \\", ve kterých se lišířezané profily jsou spojeny laserovým svařováním, aby se vytvořil jeden polotovar, který má vlastnosti přizpůsobené aplikaci.

Koncept laserového zatemňování v USA sahá do 90. let minulého století.Na přelomu tisíciletí položilo vícepodnikové konsorcium s názvem Laser Blanking Central otázku, která ve zpětném pohledu předstihla dobu: Co kdybymohl by být slepovací lis nahrazen laserovým řezacím systémem s cívkovým podavačem?

Skupina, která zahrnovala společnosti jako DCT ve Sterling Heights, Michigan a Alabama Laser Systems v Munfordu, Ala., Spolu s odborníky na laser, jako je Charles Caristan (nyní technický pracovník společnosti Air Liquide), vyvinula několik počátečníchkoncepty.Cívka by byla přiváděna do přesného srovnávače, poté do laserového řezacího lože, načež by roboti nebo jiná zařízení vyložili vyřezané části a (v případě potřeby) zlikvidovali kostru.Od té doby postupující technologie,včetně vláknového laseru s vysokým jasem učinil z tohoto konceptu realitu.

Proč laserové zatemňování?

Dnešní automobilový průmysl má více modelových variací než kdy předtím, což samozřejmě způsobilo, že se změny forem staly cílem zlepšení.Jednominutová výměna matric (SMED) je skvělý nápad, ale nemít matrici, kterou je třeba nejprve vyměnit, je dokoncelepší.

Každá ze tří laserových hlav systému má vlastní portál.

Zatemňovací matrice je nákladově nejefektivnější, když vyrábí polotovary s přímkami a úhly.Laser upřednostňuje práci s konturovaným polotovarem, kde řezací hlava nikdy nemusí úplně zpomalit, otočit se a zrychlit kolem ostréroh - a právě se stává, že mnoho z těchto konturovaných tvarů pomáhá tvarovatelnosti v lisu, zejména pro proces kreslení.Bez ohledu na tvar polotovaru umožňuje laserové zakrytování technikům vyladit jej pro lepší tvarování.

Automobily a nákladní automobily budoucnosti také budou muset být lehčí a bezpečnější, a proto poptávka po vyspělých vysokopevnostních ocelích a dalších materiálech se zdánlivě stále rostoucími poměry pevnosti k tloušťce.Tyto materiály nejsou laskavézaslepovací matrice.Laser naopak nezajímá pevnost materiálu v tahu, pouze tloušťka a schopnost materiálu absorbovat energii laseru.Laserové zatemňování neodstraňuje všechny starostimateriály s vysokou pevností-materiál přiváděný do cívky musí být ještě vyrovnán, než dosáhne laserových řezacích hlav-ale odstranění zaslepovací matrice zmírňuje značné množství technických překážek.

Vysoce choreografický tanec

Andreas Heuer, vedoucí tvářecí technologie ve společnosti Mercedes-Benz v závodech Gaggenau a Kuppenheim, se na tento proces začal dívat nejprve z čistě pragmatických důvodů: Společnost nechtěla změnit svůj stávající závod, aby uvolnila místoobrovské základy strojů, smyčkové jámy a vysoký prostor pro mostové jeřáby nutné k výměně zaslepovacích zápustek.

\\"Nepotřebujeme další prostor pro ukládání matric a nepotřebujeme režii

technologie je pro nás také velmi přínosná, protože máme stále větší počet typů vozidel.

\\"[Laserové zatemňování] také zjednodušilo geometrické změny během zavádění nových sad zápustek [pro tváření], \\" pokračoval Heuer a dodal, že některé změny geometrie slepého vzorku pomohly navazujícím procesům kreslení.\\"U některých sad myvytvořilo šest až osm různých [prázdných] geometrií.To nám umožnilo rychle implementovat změny bez narušení aktuální produkce. \\"

Společnost Daimler nyní používá laserové zakrytí k výrobě několika kosmeticky důležitých součástí vnějšího těla.\\"Továrna dosahuje v některých aplikacích rychlost linky až 60 metrů za minutu, \\" řekl německý Manuel Hunger, ředitelprodeje ve společnosti Schuler, která navrhla a postavila laserové záslepky Daimler.\\"Například linka produkovala více než 40 kapot za minutu. \\"

\\"Vyřízli jsme přířezy pro všechny vnější části karoserie a větší konstrukční části pro hlavní karoserii osobních a nákladních vozidel Mercedes-Benz, \\" pokračoval Heuer.\\"Používáme typické třídy používané jinými výrobci automobilů, jako je pozinkovaná ocel a hliník,v rozmezí od 0,65 do 1,5 mm. \\"

Pohled na laserovou zatemňovací čáru v provozu je jako sledovat vysoce choreografický tanec, přičemž každá elektronická a mechanická součást hraje důležitou roli.Cívka je zavedena do systému výplaty se dvěma cívkami jako předchozícívka je v procesu.Pokud to nový materiál vyžaduje, kazety s přesným válečkovým vyrovnávačem se během několika minut automaticky vymění.Když je potřeba vyměnit cívku, odvíječ zvedne a představí novou cívku, která je napájenas prověšením (bez smyčky) skrz nivelační přístroj a do laserového řezacího systému.

Pracovní obálka pro laserové řezání má tři laserové řezací hlavy, každá se samostatným 4W kW vláknovým laserovým napájecím zdrojem IPG.Hlavy se pohybují ve směru X i Y (přes pás).

Hunger řekl, že mít tři laserové řezací hlavy dosáhne dobré rovnováhy.Méně hlav zpomaluje rychlost zatemnění, zatímco více hlav vede k nadměrnému počtu piercingů, zrychlení a zpomalení, jednoduše proto, žekaždá laserová hlava by řezala pouze malou část hnízda procházejícího pod ním.A jako součást kontinuálně podávaného listu hnízdo skutečně \\"prochází \\" pod laserem.

Řezané díly jsou stohovány, transportovány ze systému a uspořádány, připraveny k přepravě po proudu.

Základní technologie laserového zatemňování nespočívá v samotném řezání laserem, ale v tom, co se děje pod zářezem.Pás musí zůstat v pohybu, mít pod sebou prostor pro evakuaci roztaveného materiálu a zůstat plně podepřen—Všechny současně.

Aby to bylo možné, systémy laserového zatemňování chytře využívají teleskopické dopravníky.V laserových zaslepovacích systémech Daimler jsou dva široké dopravníky - jeden před aktivní laserovou hlavou a jeden za ním, umístěný s konzistentní mezerou mezipohybují se dopředu a dozadu ve směru X (s a proti toku materiálu), synchronizované s řezáním.To zajišťuje, že systém vždy udržuje konzistentní mezeru pod řezným působením, kde gravitace avakuově odtáhněte roztavený materiál, částice a dým od samotného řezu.Schuler nazývá tento synchronizovaný dopravník a systém odsávání kouře „DynamicFlow Technology“.

Popírání a skládání

Po řezání přichází odlehčení a stohování, dva kritické prvky, bez kterých by laserové zakrytí nemělo smysl.Ano, některé systémy laserového zatemňování se v určitých aplikacích staly tak rychle, že některé předčíkonvenční zaslepovací systémy, ale tato skutečnost by moc neznamenala, kdyby bylo třeba polotovary třídit ručně.

Jak Hunger vysvětlil, laserové zatemňování má několik scénářů znehodnocení, kdy jsou dobré části odděleny od šrotu.První zahrnuje práce, které prořezávají hnízda a nezanechávají žádný šrot.Daimlerovy laserem vyražené kukly, běžné liniovéza druhým jsou ukázkovým příkladem.Polotovary odsavače pokrývají celou šířku pásu, vycházejí z laserové buňky, procházejí čisticím procesem a poté jsou posílány po samostatných dopravnících do vysoce výkonných stohovačů, které jsou podobnépoužívané na tradičních zatemňovacích linkách.

\\"Děláme to [v Daimleru], protože stohování robotů není pro aplikaci dostatečně rychlé,\" řekl Hunger.

Další scénář odhalování zahrnuje hnízdo se šrotem, které odpadne při takzvané operaci „gravitačního odlupování“, ke které dochází mimo pracovní obálku laseru.Tato metoda funguje pouze tehdy, je -li šrot takto orientován a tvarovánže snadno padá z pásu.

Odtud může ke stohování dojít jedním ze dvou způsobů.Pokud to orientace součásti umožňuje a gravitační odlupování je prokázáno jako spolehlivé, mohou řezané díly proudit přímo do stohovačů, stejně jako v situaci bez šrotu, zatímcošrot padá do šrotu a do koše.Alternativně může řada robotů uchopit díly z kostry a přepravit je přes šrotový žlab na dopravní pás vedoucí do zakladače.

Čistota v Blankingu

Daimler slepuje kosmeticky kritické vnější části těla, a proto je potřeba po laserovém řezání vyčistit polotovar na bázi kartáče.„Špína a znečištění prachem pro nás byly velkým problémem,“ řekl Heuer a dodal, že i bezdalší krok čištění, proces zanechal \\"pouze drobný prach, který by byl pro naše následující kroky procesu irelevantní.

\\"K dnešnímu dni můžeme říci, že zařízení, stejně jako tradiční zaslepovací linky, vyžaduje časté čištění, aby byla zajištěna čistota blanku. V současné době provádíme dvoutýdenní standardní čištění a půlroční intenzivní čištění všech dopravníků. \\"

\\"Aby se omezilo ruční čištění linky, může být každý dopravní pás vybaven jednotkou na čištění kartáčů, \\" dodal hlad.

Částečné objemy musí být samozřejmě adekvátní.„Systém laserového zatemňování není ideální pro manipulaci s [mnoha] různými tvary současně,“ řekl Hunger a dodal, že také vyžaduje, aby součásti bez štítků byly alespoň 250 mm dlouhé nebo široké.

Jistě, prototypové a nízkoobjemové fabrické obchody s vysokým mixem pravděpodobně v dohledné budoucnosti neuvidí využití pro takové zařízení pro laserové zatemňování.Pokud ale objem dílu poroste, příběh se může změnit.Je -li kombinace řezače nebo servisního střediskaprofily lze spolehlivě odmítnout, stohovat a odesílat rychle po proudu, laserové zaslepení se pak stává výraznou možností.