Лазерные и плазменные прессы и комплексы

1. Назначение и принцип действия

Для резки листовых материалов и пробивки в них различных по форме отверстий все большее применение находят лазерные и плазменные прессы. Их принцип действия заключается в использовании энергии оптических квантовых генераторов и генераторов плазмы для прожигания сфокусированным лазерным или плазменным лучом линейных резов, криволинейных контуров и отверстий по программе в листовых материалах. Лазерные и плазменные прессы (получившие название лазер-прессы и плазма-прессы) представляют собой новый тип кузнечно-штамповочного оборудования, в котором совмещена лазерная (плазменная) резка и пробивка отверстий с традиционной штамповкой, гибкой жесткими пуансонами.

Координатно-пробивные прессы (КПП), оснащенные лазерными или плазменными установками с ЧПУ, являются одним из наиболее прогрессивных видов листоштамповочного оборудования. Их выпуском занято 30 фирм за рубежом, изготавливающих около 130 моделей. В России АПП КПО (Воронеж) предлагает обрабатывающий центр ОЦК0126Ф4 с ЧПУ, оснащенный лазерной или плазменной установкой.

В конструкциях лазер-прессов и плазма-прессов с ЧПУ лазерный или плазменный резак закреплен неподвижно, а заданное перемещение заготовки в координатах X, Y осуществляется координатным столом. Этим обеспечивается стабильное положение и короткая величина тракт-луча от излучателя до заготовки с минимальным числом преломлений, что необходимо для высокого качества операций. Фиксированное расположение резака позволяет также организовать надежный отвод газов и шлаков из зоны реза.

С развитием лазерной техники в последние годы лазерные технологии в листоштамповочном производстве интенсивно совершенствуются. На отечественном рынке металлообрабатывающего оборудования широко представлены установки для лазерной обработки листовых материалов таких известных производителей, как «Trumpf» (Германия), «Salvanini», «Prima industries» (Италия), «Finn Power» (Финляндия), «Bystronic» (Швейцария), «Amada» (Япония), LVD (Бельгия) и др. Плазма-прессы в Россию поставляют фирмы «Ermaksan» (Турция), «Plasmaform», CRM (Италия) и др.

Лазерный комплекс Trumatic 3030 производства Германии позволяет выполнять работы с изделиями из листа.

Технические характеристики станка TruLaser 3030 BasicEdition

Рабочая зона, мм

Ось Х ………………………………………………………………………………….. 3000

Ось Y………………………………………………………………………….. 1500

Ось Z ………………………………………………………………………….. 115

Точность позиционирования, мм ………………………………………………. ±0,1

Система управления Siemens Sinumerik………………………………………. 840D

Мощность лазера при толщине заготовки, мм …………………………….. 3,2 кВт

углеродистая сталь ………………………………………………………………. 20 мм

нержавеющая сталь……………………………………………………………… 12 мм

алюминий…………………………………………………………………………… 8 мм

Высечное оборудование Trumatic 200 компании «Trumpf» производства Германии позволяет осуществлять обработку изделий из листа до 4 мм любой конфигурации.

ЗАО «ВИЛ» на сегодняшний день яляется одним из самых высокотехнологичных предприятий России, профилированных на изделиях из металлического листа.

2. Станки с ЧПУ портального типа для резки плазмой и автогеном

Станки марки Vanad Arena предназначены для фигурной резки металлических материалов с помощью кислородных горелок или комбинации кислородных и плазменных горелок (рис. 1). Эти станки характеризуются относительно высокой конструкцией портала с боковыми направляющими, отделенными от стола. Столы изготавливаются для следующих размеров рабочей поверхности: 1700, 3500, 4200, 15 000 мм и выше.

Станки рассчитаны на возможное крепление плазменных резательных и кислородных суппортов при обработке материалов повышенной толщины. В основу конструкции станков заложены массивные продольные профили и порталы из толстостенного профиля с ребром жесткости. В качестве вспомогательного оборудования для станков Arena могут быть предложены источники плазмы фирмы «Hypertherm», а для кислородной резки — фирмы

Рис. 1. Станок с ЧПУ портального типа для фигурной резки плазмой, модель Vanad Arena

Рис. 2. Станок портального типа для профильной резки металла, модель Vanad Proxima

«Kjellberg», горелки и комплектующие поставляет фирма «Messer». Данная конструкция станков особенно подходит для резки толстых материалов.

Станки марки Vanad Proxima портального типа предназначены для профильной резки металлических материалов с использованием пучка электрической дуги (рис. 2). Станок может нести несколько технологических инструментов для резки плазмой или автогеном. Столы изготавливаются для следующих размеров рабочей поверхности: 1500 3000, 6000 24 000 мм и выше.

Станки Proxima конструируются для внедрения перспективных качественных методов плазменной резки и обеспечения безопасности рабочего места. Cтанок оснащен двухприводным порталом, движущимся по боковым направляющим, имеет секционный стол для обработки материала. Система портальных направляющих механически отделена от стола обработки материала. Такая конструкция особенно выгодна, поскольку даже при манипулировании тяжелыми полуфабрикатами не влияет на точность работы станка.

Станки марки Vanad Комрак предназначены для резки металлических листов с использованием плазменной технологии (рис. 3). Данный тип станков позволяет использовать только единичную плазменную головку. Столы изготавливаются для следующих размеров рабочей поверхности: от 1500 3000 до 2000 6000 мм.

Рис. 3. Станок для резки металла с использованием плазмы, модель, Vanad Kompak

Стол для обработки материала и направляющие формируют единый компактный блок, тем самым упрощают время монтажа и ввода в эксплуатацию. Для резки тонких металлических листов (0,5…3 мм) плазменный суппорт может быть укомплектован специальным прижимным устройством, предотвращающим деформацию отрезаемого материала под горелкой. Система ЧПУ обеспечивает комплексное управление двигателями, технологическими датчиками и исполнительными устройствами.

3. Плазменная резка листа металла толщиной до 160 мм

Плазменные установки, использующие технологии FineFocus с тиристор-регулируемыми источниками питания для больших толщин листа металла, имеют улучшенные параметры и привлекают соотношением цены и качества.

Наряду с установкой для тонкоструйной плазменной резки FineFocus 450, FineFocus 800 подкупает своей новой микрокомпьютерной системой регулировки процесса оптимизации соотношения газов и их движения, а также PLUS-технологией (до 300 А) и характеризуется высоким уровнем скорости и качества резки также и при легированной стали толщиной листа до 80 мм (табл. 1).

Таблица 1. Технические данные установок серии FineFocus

Данная техника высокого уровня позволяет параллельное подключение двух установок FineFocus 800 и уже применяется в экстремальных условиях, например при разборке атомных реакторов.

4. Тонкоструйная плазмотехника

Установки серии PA-S на основе обычных источников питания ступенчатого переключения благодаря целому ряду технических и экономических преимуществ пользуются большой популярностью (табл. 2). К преимуществам относят:

• повышенную прочность изнашиваемых деталей благодаря использованию тонкоструйной, легкой в эксплуатации плазмогорелки с прямым жидкостным охлаждением;
• прекрасные показатели резки легированных сталей и алюминия благодаря выборочному применению технических газов или воздуха в качестве плазменного газа;
• возможность механизированной зачистки швов (при сварке);
• выполнение контурных, прямых и фасочных разрезов до 60 , а также непрерывных разрезов во всех двухи трехразмерных расположениях;
• привлекательное соотношение цены и качества.

Таблица 2. Технические характеристики серии PA-S

Установки серии PA-S могут быть также использованы для резки металла и зачищения швов с помощью рувчной тонкоструйной плазменной горелки