Cắt Laser CNC và Uốn Tấm Chính Xác

Hiện đạichế tạonhu cầu ngày càng đòi hỏi sự tích hợp liền mạch giữa các giai đoạn sản xuất khác nhau để đạt được cả độ chính xác và hiệu quả.sự kết hợp giữa cắt laser CNC và uốn chính xáclà một điểm giao thoa quan trọng trong chế tạo kim loại tấm, nơi sự phối hợp quy trình tối ưu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng, tốc độ sản xuất và hiệu quả sử dụng vật liệu. Bước sang năm 2025, các nhà sản xuất phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc triển khai quy trình làm việc hoàn toàn kỹ thuật số nhằm giảm thiểu sai sót giữa các công đoạn gia công, đồng thời duy trì dung sai chặt chẽ trên các hình dạng chi tiết phức tạp. Phân tích này nghiên cứu các thông số kỹ thuật và tối ưu hóa quy trình cho phép tích hợp thành công các công nghệ bổ trợ này.

Phương pháp nghiên cứu

1.Thiết kế thử nghiệm

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận có hệ thống để đánh giá các quá trình liên kết với nhau:

● Xử lý tuần tự các tấm thép không gỉ 304, nhôm 5052 và thép mềm thông qua các hoạt động cắt và uốn bằng laser

● Phân tích so sánh quy trình sản xuất độc lập và tích hợp

● Đo độ chính xác kích thước ở từng giai đoạn quy trình bằng máy đo tọa độ (CMM)

● Đánh giá tác động của vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) đến chất lượng uốn

2. Thiết bị và thông số

Kiểm tra được sử dụng:

● Hệ thống cắt laser sợi quang 6kW với hệ thống xử lý vật liệu tự động

● Máy ép thủy lực CNC có bộ thay đổi dụng cụ tự động và hệ thống đo góc

● CMM có độ phân giải 0,001mm để xác minh kích thước

● Hình học thử nghiệm tiêu chuẩn bao gồm các đường cắt bên trong, các tab và các tính năng giảm uốn cong

3.Thu thập và phân tích dữ liệu

Dữ liệu được thu thập từ:

● 450 phép đo riêng lẻ trên 30 bảng thử nghiệm

● Hồ sơ sản xuất từ ​​3 cơ sở sản xuất

● Thử nghiệm tối ưu hóa thông số laser (công suất, tốc độ, áp suất khí)

● Mô phỏng trình tự uốn cong bằng phần mềm chuyên dụng

Tất cả các quy trình thử nghiệm, thông số kỹ thuật vật liệu và cài đặt thiết bị đều được ghi lại trong Phụ lục để đảm bảo khả năng tái tạo hoàn toàn.

Kết quả và Phân tích

1.Độ chính xác về kích thước thông qua tích hợp quy trình

So sánh dung sai kích thước giữa các giai đoạn sản xuất

Quy trình làm việc kỹ thuật số tích hợp cho thấy tính nhất quán tốt hơn đáng kể, đặc biệt là trong việc duy trì vị trí của chi tiết so với các đường uốn. Xác minh CMM cho thấy 94% mẫu quy trình tích hợp nằm trong dải dung sai chặt chẽ hơn so với 67% tấm được sản xuất thông qua các hoạt động riêng lẻ, không kết nối.

2.Chỉ số hiệu quả quy trình

Quy trình làm việc liên tục từ cắt laser đến uốn đã được giảm thiểu:

● Tổng thời gian xử lý giảm 28%

● Thời gian xử lý vật liệu giảm 42%

● Thời gian thiết lập và hiệu chuẩn giữa các thao tác giảm 35%

Những cải thiện về hiệu quả này chủ yếu là nhờ việc loại bỏ việc định vị lại và sử dụng các điểm tham chiếu kỹ thuật số chung trong cả hai quy trình.

3. Cân nhắc về vật liệu và chất lượng

Phân tích vùng ảnh hưởng nhiệt cho thấy các thông số laser được tối ưu hóa đã giảm thiểu biến dạng nhiệt tại các đường uốn. Năng lượng đầu vào được kiểm soát của hệ thống laser sợi quang tạo ra các cạnh cắt không cần chuẩn bị thêm trước khi uốn, không giống như một số phương pháp cắt cơ học có thể làm cứng vật liệu và dẫn đến nứt.

Cuộc thảo luận

1.Giải thích về lợi thế kỹ thuật

Độ chính xác quan sát được trong sản xuất tích hợp bắt nguồn từ một số yếu tố chính: duy trì tính nhất quán của tọa độ kỹ thuật số, giảm ứng suất do xử lý vật liệu và tối ưu hóa các thông số laser tạo ra các cạnh lý tưởng cho quá trình uốn tiếp theo. Việc loại bỏ việc sao chép thủ công dữ liệu đo lường giữa các giai đoạn quy trình giúp loại bỏ đáng kể lỗi do con người.

2.Hạn chế và ràng buộc

Nghiên cứu tập trung chủ yếu vào các tấm có độ dày từ 1-3mm. Vật liệu cực dày có thể biểu hiện các đặc tính khác nhau. Ngoài ra, nghiên cứu giả định rằng có sẵn các công cụ tiêu chuẩn; các hình dạng đặc biệt có thể yêu cầu các giải pháp tùy chỉnh. Phân tích kinh tế không tính đến vốn đầu tư ban đầu cho các hệ thống tích hợp.

3.Hướng dẫn thực hiện thực tế

Đối với các nhà sản xuất đang cân nhắc triển khai:

● Thiết lập một luồng kỹ thuật số thống nhất từ ​​thiết kế đến cả hai giai đoạn sản xuất

● Phát triển các chiến lược làm tổ chuẩn hóa có tính đến hướng uốn cong

● Triển khai các thông số laser được tối ưu hóa cho chất lượng cạnh thay vì chỉ riêng tốc độ cắt

● Đào tạo người vận hành về cả hai công nghệ để thúc đẩy giải quyết vấn đề liên quy trình

Phần kết luận

Việc tích hợp cắt laser CNC và uốn chính xác tạo ra sức mạnh tổng hợp trong sản xuất, mang lại những cải tiến đáng kể về độ chính xác, hiệu quả và tính nhất quán. Việc duy trì quy trình làm việc kỹ thuật số liên tục giữa các quy trình này giúp loại bỏ lỗi tích tụ và giảm thiểu việc xử lý không tạo ra giá trị gia tăng. Các nhà sản xuất có thể đạt được dung sai kích thước trong phạm vi ±0,1mm, đồng thời giảm tổng thời gian xử lý khoảng 28% thông qua việc triển khai phương pháp tích hợp được mô tả. Các nghiên cứu trong tương lai nên khám phá việc áp dụng các nguyên tắc này cho các hình dạng phức tạp hơn và tích hợp các hệ thống đo lường nội tuyến để kiểm soát chất lượng theo thời gian thực.