Nos últimos anos, a Penta Laser revolucionou continuamente o desempenho, a potência, a velocidade e a qualidade dos equipamentos de corte a laser, alcançando muitos novos avanços tecnológicos e de aplicação. Este artigo apresenta os quatro principais avanços tecnológicos, inovações no processo de corte e vantagens de aplicação industrial do conjunto completo de equipamentos de corte a laser inteligente de chapa ultragrossa de alta velocidade, alta precisão e 30kW, apresentando os principais indicadores de aplicação, como velocidade e máximo espessura de corte de diferentes materiais metálicos com corte a laser de 30kW, bem como melhorar a qualidade de corte e a eficiência de máquinas-ferramentas por meio da inovação de processos a laser de ultra-alta potência e explorar as amplas perspectivas de mercado no campo de aplicação industrial. f

Em janeiro de 2022, o "conjunto completo de equipamentos de corte a laser inteligente de placas ultra grossas de alta velocidade, alta precisão e 30 kW" da Penta Laser foi aprovado pelo Departamento Provincial de Economia e Tecnologia da Informação de Zhejiang como o primeiro conjunto de produtos com títulos internacionais. Mais uma vez, demonstra que a Penta Laser já ocupa uma posição de liderança mundial na área de equipamentos de corte a laser de alta potência. Depois de ser lançado no mercado em 2021, recebeu elogios generalizados dos clientes, com vendas superiores a 100 milhões de yuans e alcançando exportações em pequena escala. Sua participação no mercado interno está entre as primeiras.

Atualmente, este conjunto completo de equipamentos de corte a laser inteligente de placas ultra-espessas de alta velocidade, alta precisão e 30kW alcançou múltiplas conquistas de patentes. Agora, a série BOLT8 de "levitação magnética" de máquinas de corte a laser de ultra-alta potência com potência de 40kW concluiu os testes e está em uso.

Apoiando o projeto de uma estrutura mecânica de leito independente resistente e de alta resposta dinâmica para corte de placas inteiras superespessas

Este equipamento de corte a laser de 30 kW adota os princípios de design de combinação multimodal de máquinas-ferramenta CNC para serviços pesados em grande escala e métodos de análise digital, fazendo com que a base da máquina-ferramenta tenha excelentes características dinâmicas, características estáticas, características térmicas e estabilidade.

A fonte de laser de potência ultra-alta impõe requisitos cada vez mais elevados para o projeto de máquinas-ferramenta. A primeira é a questão do gerenciamento térmico das máquinas-ferramenta. Ao cortar materiais com laser de potência ultra-alta, tanto a base da máquina-ferramenta quanto o material da peça sofrerão efeitos significativos de expansão térmica, o que afetará a estabilidade de precisão da máquina-ferramenta. Em segundo lugar, existe o problema da microdeformação por tensão causada pela carga pesada da placa inteira superespessa. O equipamento de corte a laser de ultra-alta potência precisa cortar placas de aço com espessura de 40-100 mm. Ao colocar uma peça de placa inteira com tamanho de 12m * 2,5m na bancada, a força gravitacional da carga causará vários graus de deformação elástica na base da máquina-ferramenta feita de peças de soldagem. Durante o processo de corte, também ocorrem mudanças dinâmicas no peso e no centro de gravidade da peça da chapa, que afetam a precisão dinâmica do funcionamento da máquina-ferramenta.

Para resolver este problema, a Penta Laser propôs uma solução de projeto de estrutura oca com leito de máquina dupla dividida. As vantagens de separar a base e o suporte da mesa de trabalho incluem isolamento térmico, isolamento de tensão de carga pesada e obtenção de corte estável de alta precisão de chapas grossas em toda a superfície. Na máquina-ferramenta Lightning 8, um sistema de acionamento servo de compensação dinâmica de circuito fechado de precisão de trilho baseado em régua de grade de alta precisão é usado para obter operação estável de longo prazo de alta velocidade e alta precisão.

Cabeças de corte a laser inteligentes e sistemas de controle de feixe inteligentes que suportam alta potência são a tecnologia de ponta em equipamentos de corte a laser. A Penta Laser propôs uma nova arquitetura de sistema para cabeças de corte a laser de alta potência baseada em princípios de computação de ponta, chamada de arquitetura "Opto-Mecânica-Elétrica-Computacional". Ela desenvolveu tecnologia de foco dinâmico adaptativo e cabeças de corte a laser de alta potência para resolver completamente o problema de desvio focal.

O problema de desvio focal no corte a laser de alta potência é causado principalmente pelo efeito da lente térmica e pelo efeito de distribuição do gradiente do índice de refração no sistema óptico da cabeça de corte, bem como pela deformação térmica da estrutura mecânica. O grupo de lentes ópticas dentro da cabeça de corte sofre flutuações descontroladas na posição focal devido à exposição prolongada ao laser de alta potência durante o processo de corte. Sem a função de foco dinâmico adaptativo, os resultados do teste de desvio focal podem atingir até ±4 mm para um laser de 30 kW. Isto significa que quando o ponto focal se desloca dentro da faixa de ±4 mm, é difícil garantir eficiência e estabilidade de corte, especialmente durante o corte de chapas espessas.

Com base nos resultados da simulação do desvio focal induzido termicamente no sistema integrado optomecânico da cabeça de corte, diversas inovações foram feitas no projeto da cabeça de corte e no software de controle, resultando no "Opto-Mecânico-Elétrico- Arquitetura computacional" para cabeças de corte a laser de alta potência. Vários sensores de temperatura, sensores de pressão e sensores de luz dispersa estão dispostos dentro da cabeça de corte, e o princípio de fusão de dados da teoria da evidência DS é usado para realizar a computação de borda de desvio focal on-line e compensação de foco dinâmico. Isso controla o desvio focal dinâmico no processo de corte a laser de alta potência dentro de uma faixa permitida, garantindo a estabilidade do corte de chapas grossas a longo prazo.

Ao mesmo tempo, a cabeça de corte a laser inteligente com foco óptico adaptativo é projetada com um fator de amplificação óptica M2.5 e usa uma lente de foco de longa distância focal para aumentar o comprimento Raleigh do laser focado, resultando em uma costura de corte mais vertical durante espessura corte de chapa. Ao mesmo tempo que garante um corte estável, melhora a eficiência de corte em mais de 30%-50% em comparação com cabeças de corte normais e também melhora a qualidade e perpendicularidade da secção. O bico de corte de baixa pressão desenvolvido reduz significativamente os custos operacionais, economizando mais de 60% no consumo de gás.

Cabeça oscilante de corte chanfrado a laser RTCP (Rotary Tool Center Point) de cinco eixos Atualmente, o corte chanfrado a laser também é um foco importante de aplicação. O corte chanfrado a laser é um novo tipo de método de processamento chanfrado que apresenta as vantagens de baixa deformação térmica e boa qualidade de corte. Equipar uma cabeça oscilante de corte chanfrado em equipamentos de corte a laser de alta potência pode concluir com flexibilidade o processamento de chanfro que tradicionalmente requer vários processos, como corte, soldagem e fresamento, melhorando significativamente a eficiência do processamento, a qualidade do produto, a precisão da peça, bem como os recursos e custos economia, promovendo inovação tecnológica e atualização de equipamentos em diversas indústrias.

A Penta Laser desenvolveu de forma independente uma cabeça oscilante de corte chanfrado a laser RTCP de cinco eixos. Com base nos três eixos da máquina-ferramenta X, Y e Z, a cabeça oscilante de corte chanfrado introduz dois eixos de rotação adicionais. A introdução dos eixos de rotação converte o movimento da ponta da ferramenta (isto é, o ponto focal do feixe de laser focado) em um acoplamento de movimentos rotacionais e lineares. A função RTCP, customizada com base no sistema CNC da série Z32Florens, garante o movimento automático do ponto da ponta da ferramenta (ponto focal do feixe de laser) ao longo da trajetória do chanfro.

Geralmente, chanfros simples são relativamente fáceis de processar, mas chanfros em V, chanfros em K e chanfros para remoção de raízes apresentam maiores dificuldades, principalmente devido a questões de posicionamento e consistência. No corte chanfrado, a mudança nos ângulos de chanfro leva a variações nas alturas de corte. Se os ajustes de altura não forem feitos imediatamente, isso afetará inevitavelmente a precisão do corte real. Para resolver isso, a Penta Laser adota um sistema de ajuste de altura de controle de circuito fechado para calibrar a precisão da máquina-ferramenta (0,01 mm). Além disso, as funções de calibração são definidas para bicos padrão e modos de compensação de bicos, eliminando a necessidade de ajuste do núcleo de luz e da distância focal ao substituir os bicos.

Este equipamento de corte a laser de 30kW resolve os desafios técnicos de estabilidade nos processos de corte de chapas ultra grossas, corte de alta velocidade, corte de alta precisão e alta qualidade, fornecendo uma nova tecnologia de processamento e método para fabricação de equipamentos de alta qualidade na China. O equipamento está em operação há mais de um ano no mercado, com mais de 60 unidades de equipamentos de 30 kW sendo utilizadas nas instalações dos clientes, todas com excelente feedback sobre sua estabilidade. De acordo com avaliações de especialistas, os indicadores técnicos relevantes dos equipamentos de 30kW alcançaram a vanguarda das tecnologias similares internacionais.

Em resumo, a ampla aplicação do equipamento completo de corte a laser de ultra-alta potência da Penta Laser demonstra plenamente suas vantagens de ampla gama de materiais processados, largura de corte estreita, alta precisão, boa rugosidade da seção de corte, alta eficiência, alto grau de automação, alta utilização de materiais, limpeza, respeito ao meio ambiente, segurança, flexibilidade e versatilidade. No futuro, a Penta Laser continuará a aumentar a introdução de talentos de ponta e os esforços de pesquisa e desenvolvimento, com foco em inteligência, ecologização, personalização e confiabilidade, abordando tecnologias-chave na área de equipamentos de processamento a laser. Utilizando tecnologias 5G, inteligência artificial, big data e internet industrial, construirá fábricas digitais e empresas de manufatura orientadas a serviços, expandirá as áreas de aplicação do processamento a laser, permitindo que a tecnologia laser substitua as ferramentas tradicionais de forma mais ampla e capacitará de forma abrangente a indústria de fabricação de equipamentos .