Miksi neliöputket aiheuttavat erilaisia haasteita kuin tasolevyt

Useimmat muovailijat, jotka siirtyvät tasolevyjen leikkauksesta putkien käsittelyyn, aliarvioivat, kuinka erilaiset ohjelmointi- ja asennusvaatimukset todellisuudessa ovat. Putkilaserleikkauskone käsittelee pyöreitä, neliö- ja suorakulmaisia profiileja, mutta neliö- ja suorakulmaiset putket tuovat mukanaan tietyn joukon haasteita: kulmien geometristen siirtymien hallinta, tasojen pintojen tasaisuuden vaihtelu tasoisilla pinnoilla sekä leikkauspään tarve pitää yhtenäinen polttopisteen etäisyys, kun se seuraa 90 asteen kulmaa.

Kulman fysiikka on hyvä ymmärtää. Kun lasersyöttöpää siirtyy tasaiselta pinnalta kulman kaarevuuteen, polttopisteen syvyys muuttuu suhteessa materiaalin pintaan. Useimmat nykyaikaiset putkilaserjärjestelmät korjaavat tämän automaattisesti kapasitiivisen korkeuden tunnistuksen avulla, mutta vastauksen viive nopeissa suunnanmuutoksissa voi edelleen vaikuttaa leikkauslaatuun, ellei syöttönopeuksia säädä kulmaan lähestyttäessä.

Kiinnitys, syöttöpuristimen asennus ja materiaalin valmistelu

Ensimmäisen leikkauksen tapahtuessa materiaalin käsittelyasettelu määrittää suurimman osan siitä, mitä seuraa. Neliöputken raaka-aine saattaa sisältää pieniä kiertymiä pituussuunnassa, erityisesti ohuemmissa seinämäprofiileissa. Putki, joka tulee koneeseen jopa 2 asteen kiertymällä, poikkeaa akseliltaan puristimen pyöriessä profiilileikkauksia varten, mikä aiheuttaa kulmaista virhettä ominaisuuksiin, joiden tulisi olla kohtisuorassa putken akselia vastaan.

Kiertymän tarkistaminen ennen lastausta ja poikkeavien tavaroiden hylkääminen on nopeampaa kuin yrittää korjata virheitä jälkikäsittelyssä. Useimmat putkilaserien toimittajat määrittelevät maksimikiertymän metriä kohden, jonka puitteissa kone voi luotettavasti käsitellä materiaalia.

Etu- ja takakurkkujen puristuspaineella on suurempi merkitys neliöputkessa kuin pyöreässä putkessa. Pyöreä putki keskittyy itsestään symmetrisen puristuspaineen vaikutuksesta. Neliöputken tapauksessa kurkkujen kiinnityspintojen on oltava samalla tasolla profiilin tasaisien sivujen kanssa. Epäkohdassa olevat kiinnityspinnat aiheuttavat mikrokiertymää syöttösyklin aikana, mikä näkyy sijaintipoikkeamana peräkkäisissä leikkauskohteissa.

Ohjelmointitapa risteäviä leikkauksia ja viistoleikkausliitoksia varten

Neliöputkea käytetään laajalti rakennusrakenteissa, ja tämä tarkoittaa, että suuri osa leikkaustyöstä liittyy viistoleikkausliitoksiin, satulaleikkauksiin ja pääntasausleikkauksiin hitsauskokoamista varten. Näiden leikkausten ohjelmointi putkilaserilla noudattaa eri logiikkaa kuin tasolevyjen ruututus.

Leikkuuohjelmiston tarvitsee tarkkaa poikkileikkausdataa putkelle, mukaan lukien kulman kaarevuussäde. Useimmat kylmämuovatut neliöputket ovat kulmassa kaareutuneet noin 1,5–3 kertaa seinämän paksuuden verran. Jos ohjelma käsittelee kulmaa todellisena suorana kulmana, todellinen leikkaus poikkeaa ohjelmoitusta reitistä jokaisessa kulman siirtymässä, ja viistoleikkauksen liitos näyttää aukkoa, vaikka mitat näyttäisivät oikeilta piirustuksessa.

Eri seinämänpaksuuksien leikkaamiseen käytettävän kaasun valinta ja paineasetukset

Apukaasun valinta putkilaserleikkauksessa vaikuttaa sekä leikkausreunan laatuun että sulamattoman metallin (drossan) muodostumiseen putken sisäpuolella. Pehmeän teräksen putkia leikatessa hapolla apua käyttäen leikkaus on nopeampi ja vaatii vähemmän tehoa, mutta leikkauspinnalle muodostuu oksidikerros. Typpikaasulla leikatessa saadaan puhtaampi, oksiditon reuna, mutta tällöin vaaditaan korkeampaa painetta ja tehoasetusta.

Ohenseinäisille neliöputkille (alle 3 mm) typpikaasu 12–16 barin paineella tuottaa yleensä puhtaimman tuloksen. Paksuseinäisemmillä putkilla (yli 6 mm) hapolla apua käyttävä leikkaus on kustannus- ja tuottavuusnäkökulmasta käytännöllisempi, erityisesti silloin, kun reunan laatu peitetään hitsausten jälkikäsittelyssä.

Rakennusosia valmistavan yrityksen Jiangsun provinssissa toteuttamassa valmistushankkeessa esiintyi toistuvaa kuumakäsittelemättömän metallin (drossan) ongelmaa 4 mm paksuissa hiiliteräksisissä neliöputkissa. Siirtyminen 6 barin happotasolta 14 barin typitasolle poisti sisäisen drossaongelman kokonaan, vaikka leikkuunopeus laskikin noin 15 %. Tämä kompromissi oli hyväksyttävissä, koska osat tulivat näkyvään arkkitehtoniseen käyttöön, jossa hiomamerkit eivät olleet sallittuja.

Fokusasento ja tehotiukkuus paksuseinäisille neliöputkille

Yli 5 mm:n seinämäpaksuisilla neliöputkilla fokusasennon vaikutus leikkausreunan laatuun on merkittävämpi kuin ohuissa levyissä. Fokusten asettaminen materiaalin yläpinnalle maksimoi tehotiukkuuden leikkauksen alussa, mutta jättää leveämmän leikkausaukon leikkauksen päätepinnalle. Fokusten asettaminen seinämän keskelle tuottaa tasaisemman leikkausaukon muodon koko seinämänpaksuuden läpi.

Useimmat kuitulaserputkileikkuujärjestelmät mahdollistavat polttopisteen poikkeaman säädön CNC-parametriasetuksissa. Leikkauslaadun testinäytteiden suorittaminen polttopisteen poikkeamilla 0, -1 mm ja -2 mm tietyllä materiaali- ja paksuusyhdistelmällä kestää noin 20 minuuttia, mutta määrittää optimaaliset parametrit, jotka pysyvät voimassa tuotantosarjojen aikana.

Leikkauksen jälkeinen käsittely ja päiden kiilauksen poisto

Neliöputkien leikkauspäät ovat yleensä puhtaampia laserprosessoinnin jälkeen kuin mekaanisesti sahattujen putkien päät, mutta sisäkulmien kiilaus on tunnettu ongelma, erityisesti niissä kulmissa, joissa lasersäteen reitti muuttaa suuntaansa. Neliöputken sisäkulmien kiilaukset ovat vaikeampia saavuttaa tyypillisillä kiilauksen poistotyökaluilla.

Päiden kiilauksen poistoon tarkoitettu työkalu, joka on suunniteltu erityisesti neliö- ja suorakaiteenmuotoisille profiileille, ratkaisee tämän ongelman tehokkaammin kuin pyöreän profiilin kiilauksen poistoon tarkoitetut työkalusarjat. Suuritehosisessa tuotannossa useat työkalutoimittajat tarjoavat putkilaserin automatisoidun ryhmäladun järjestelmän kanssa toimivia rinnakkaisia kiilauksen poistojärjestelmiä.

RAYMAX:n putkien laserleikkurit on varustettu järjestelmillä, jotka kykenevät käsittelyyn kaikissa neliö- ja suorakulmaisissa profiilikoossa, ja niissä on kiinnitys- ja korkeuden tunnistusjärjestelmät, jotka varmistavat leikkaustarkkuuden geometrian muutosten aikana, mikä tekee neliöputkien käsittelystä vaativampaa kuin tasolevyjen käsittely.