למה צינורות מרובעים יוצרים אתגרים אחרים מאשר גיליונות שטוחים

מרבית היצרנים המעברים מחיתוך גיליונות שטוחים לעיבוד צינורות לא מעריכים כראוי עד כמה שונים דרישות התכנות וההכנה. מכונת חיתוך לייזר לצינורות יכולה לעבד פרופילים עגולים, מרובעים וממלואים, אך צינורות מרובעים וממלואים יוצרים סדרת אתגרים ספציפית: מעברי גאומטריה בפינות, שונות בשטיחות המשטחים על הפאות השטוחות, והצורך לשמור על מרחק מיקוד קבוע של ראש החיתוך תוך כדי מעבר סביב פינה של 90 מעלות.

הפיזיקה בפינה שווה להבנה. כאשר ראש الليزر עובר מפני שטוחה לרדיוס הפינה, עומק נקודת המיקוד משתנה יחסית לפני השטח של החומר. רוב מערכות לייזר צינוריות מודרניות מתקנות את זה באופן אוטומטי באמצעות חישה קיבולית לגובה, אך עיכוב התגובה במהלך שינויים מהירים בכיוון עדיין עלול להשפיע על איכות החריצה אם לא מתאימים את קצב ההזנה בנקודות הקרב לפינה.

תפיסת החומר, תצורת מחזיק הזנה וההכנה של החומר

לפני החריצה הראשונה, הגדרת מערכת טיפול בחומר קובעת חלק גדול ממה שיבוא אחריה. חומרי צינור מרובע מגיעים לרוב עם סיבוב קל לאורך האורך, במיוחד בפרופילים בעלי דופן דקה. צינור שנכנס למכונה עם סיבוב אפילו של שני מעלות ינוע מחוץ לציר בעת סיבוב המחזיק לצורך חיתוך פרופילי, וייצר שגיאת זווית בתכונות שאמורות להיות מאונכות לציר הצינור.

בודק את הסיבוב לפני הטעינה ודורס מלאי שחרוג מהסובלנות הוא מהיר יותר מאשר לנסות לתקן אותו בעיבוד לאחר-המכונה. רוב ספקי מכונות לייזר לצינורות מציינים ערך מקסימלי של סיבוב למטר עבור מלאי שהמכונה יכולה להתמודד איתו באופן אמין.

לחץ האחיזה של המנגנונים הקדמי והאחורית חשוב יותר בצינור מרובע מאשר בצינור עגול. הצינור העגול מתמרכז באופן אוטומטי תחת לחץ אחיזה סימטרי. לעומת זאת, לצינור המרובע יש צורך בכך שפני המנגנונים יתאימו לצלעות השטוחות של הפרופיל. התאמת לא נכונה של המנגנונים יוצרת סיבוב מיקרוסקופי במהלך מחזור ההזנה, אשר בא לידי ביטוי כהסטה מיקומית של מאפיינים רצופים.

שיטה לתכנות חתכים חוצים וצמתים בזווית

צינור מרובע משמש במידה רבה בייצור מבנים, ולכן חלק נכבד מעבודות החיתוך כולל צמתים בזווית, חתכים בסגנון 'saddle' וחיתוכים בקצות לצורך התאמה להלכה. תכנות חיתוכים אלו על מכונת לייזר לצינורות מתבצע לפי לוגיקה שונה מאשר ניצול דפים שטוחים.

תוכנת החיתוך דורשת נתונים מדויקים של חתך צירי לצינור, כולל רדיוס הפינה. לרוב צינורות מרובעים מיוצרים קרים יש רדיוס פינה של כ-1.5 עד 3 פעמים עובי הקיר. אם התוכנה מתייחסת לפינה כאל זווית ישרה אמיתית, החתך הממשי יסוטה מהמסלול התוכנת בכל מעבר בין פינות, וההרכבה על חיבור מיטר תציג רווח גם כאשר הממדים נראים נכונים בדפוס.

בחירת גז והגדרת הלחץ עבור עובי קירות שונה

בחירת גז העזר בקיטוע צינורות באמצעות לייזר משפיע הן על איכות שפת הקיצוץ והן על התנהגות השאריות בתוך הצינור. בקיטוע צינורות פלדה רכה, קיטוע עם תמיכה בחמצן מאפשר קיצוץ מהיר יותר בעוצמת לייזר נמוכה יותר, אך משאיר שכבת חמצן על שפת הקיצוץ. קיטוע באזוט יוצר שפה נקייה וחופשית מחמצן, אך דורש לחצים ועוצמות לייזר גבוהים יותר.

עבור צינור מרובע דק (בעובי פחות מ-3 מ"מ), קיטוע באזוט בלחץ של 12–16 בר יוצר בדרך כלל את התוצאה הנקייה ביותר. עבור צינורים בעלי קירות עבים יותר (מעל 6 מ"מ), קיטוע עם תמיכה בחמצן נהיה פרקטי יותר מבחינה עלות ואפקטיביות, במיוחד כאשר איכות השפה תוסתר על ידי טיפול אחרון של המחבר.

פרויקט ייצור אצל ספק רכיבי מבנה בג'יאנגסו נתקל בבעיה חוזרת של שאריות פחמיות בצינור מרובע מפלדה רכה בעובי דופן של 4 מ"מ. החלפה של חמצן בלחץ של 6 בר באזוט בלחץ של 14 בר הסירה לחלוטין את בעיית השאריות הפנימיות, אם כי מהירות החיתוך ירדה ב-15% בקירוב. ההחלפה הייתה מקובלת, בהתחשב בכך שהחלקים הועברו ליישום אדריכלי נראֶה, שבו לא הותרו סימני גריסה.

מיקום המיקוד וצפיפות העוצמה לצינור מרובע בעובי דופן גדול

עבור צינור מרובע בעובי דופן מעל 5 מ"מ, מיקום המיקוד ביחס למשטח החומר משפיע יותר בולט על איכות הקצה מאשר ביישומים של גיליונות דקים. מיקוד על משטח העליונה מקסם את צפיפות העוצמה בכניסה, אך משאיר חריץ רחב יותר בפני היציאה. הגדרת המיקוד במרכז הדופן יוצרת גאומטריה אחידה יותר של החריץ לאורך כל העובי.

רוב מערכות חיתוך צינורות בקרני לייזר סיביות מאפשרות התאמת היסט המיקוד בתוך קבוצת הפרמטרים של מערכת CNC. ביצוע דוגמיות בדיקת איכות החיתוך בהיסט מיקוד של 0, -1 מ"מ ו- -2 מ"מ על צירוף מסוים של חומר ועובי אורך כ-20 דקות, אך קובע את קבוצת הפרמטרים האופטימלית שתישאר תקפה לאורך רצף הייצור.

טיפול לאחר החיתוך וסילוק שולי החיתוך

קצות הצינורות הריבועיים שנחתכו באמצעות לייזר הם בדרך כלל נקיים יותר מקצות הצינורות שנחתכו מכנית בעזרת מסור, אך היווצרות שולי חיתוך (בורי) בפינות הפנימיות של הפרופיל היא בעיה ידועה, במיוחד בפינות שבהן מסלול קרן الليיזר משנה כיוון. שולי החיתוך בפינות הפנימיות של צינורות ריבועיים קשה יותר להגיע אליהם בכלים סטנדרטיים לסילוק שולי חיתוך.

כלי סילוק שולי חיתוך בקצות הצינורות, שתוכנן במיוחד לצינורות בעלי פרופיל ריבועי ומלבני, פועל בצורה יעילה יותר מאשר מערכות סילוק שולי חיתוך המיועדות לפרופילים עגולים. בייצור בגדלים גדולים, זמינים מהספקים השונים של ציוד כלים מצמדים לסילוק שולי חיתוך באינליין, שעובדים יחד עם מערכות הטעינה האוטומטית של חבילות הצינורות במכונות החיתוך בקרני לייזר.

מכונות חיתוך בקרני לייזר מסוג RAYMAX מוגדרות כדי להתמודד עם כל טווח גדלי הפרופילים הריבועיים והמלבניים, עם מערכות אחיזה ומדידת גובה שנועדו לשמור על דיוק החיתוך במהלך המעברים הגאומטריים שמהם נובע שהחיתוך של צינורות ריבועיים הוא מורכב יותר מחיתוך דפי פלדה שטוחים.