Огромное количество металлической продукции — от промышленных машин и оборудования до изделий повседневного спроса — проходят несколько этапов металлообработки прежде чем сойдут с конвейера. C развитием технологий металлообработка стала более точной, быстрой и универсальной.
Новые тенденции и инновации существенно изменили подходы к резке металлов. Станки, роботы, 3D-принтеры, лазеры — рассказываем об основных трендах, которые помогут идти в ногу со временем и повысить эффективность производства.
Достижения последнего десятилетия в металлообработке
- Коллаборативные роботы
Сотрудничество между человеком и компьютером стало неотъемлемой частью современного производства. Коллаборативные роботы (коботы) представляют собой автоматические устройства, выполняющие монотонные и рутинные задачи, которые ранее отнимали много времени и усилий у оператора. Роботы оснащены датчиками и сенсорами, обеспечивающими постоянный контроль за производственным процессом.
Коботы не требуют выделения отдельной зоны и могут работать с человеком на одном рабочем столе без какого-либо риска для последнего. Настройка занимает несколько десятков минут и осуществляется без участия специалистов в области робототехники. Коботы способны работать 24/7, а также выполнять больше операций за то же количество времени, чем оператор.
- Внедрение аддитивных технологий
Традиционное производство металлопродукции затратно. В некоторых отраслях выход продукции не превышает 30% от использованного сырья. 3D-технология требует меньше энергии и позволяет свести к минимуму количество отходов. Металлические изделия, полученные с помощью 3D-печати, значительно легче (до 60%) своих фрезерованных и литых аналогов.
С помощью 3D-печати производятся изделия сложной геометрической формы, индивидуальные детали, адаптированные к конкретным условиям эксплуатации, а также создаются внутренние каналы и решетчатые заполнения в изделиях. Прочность печатных стальных деталей не уступает изделиям, полученным традиционным способом. Технология позволяет печатать из нержавеющих, инструментальных, низколегированных и конструкционных сталей.
- Лазерная резка
Наиболее широкое распространение лазерная металлообработка получила в последнее десятилетие. Резка металла осуществляется с использованием лазерного луча, который нагревает заготовку до точки плавления, после чего металл достигает стадии кипения и испаряется. Главными достоинствами технологии являются:
- точность — движения луча контролируется программным обеспечением, что сводит вероятность погрешности к нулю;
- скорость — изделия, обработанные лазером, не нуждаются в очистке и могут сразу же подвергаться окрашиванию или другой обработке;
- качество — точечное тепловое воздействие позволяет сохранить свойства металла неизменными, кроме того, в точке раскроя не образуется окалина;
- универсальность — лазер способен работать с металлическими заготовками толщиной до 2 см;
- отсутствие отходов — благодаря малому диаметру луча потери металла минимальны.
Современные лазерные станки позволяет отслеживать процесс раскроя в режиме реального времени и создавать сложные формы с минимальными погрешностями.
- Водоструйная резка
Водоструйная резка — одна из наиболее перспективных технологий раскроя материалов. Высокоскоростная струя способна выполнять точные и чистые разрезы, а отсутствие побочных продуктов делает технологию безопасной для окружающей природной среды.
Отсутствие термического воздействия позволяет исключить деформацию и изменение свойств заготовки, что особенно важно при работе с материалами, имеющими многослойную структуру.
- Цифровизация
Программное обеспечение для резки металлов продолжает развиваться. Сегодня технологии позволяют не только контролировать процесс обработки металла, но и оптимизировать производственные процессы в целом:
- прогнозировать износ оборудования;
- рассчитать траекторию резки;
- определить оптимальные параметры обработки;
- создать виртуальную модель изделия;
- выявлять дефекты и аномалии на ранних стадиях производства;
- провести анализ эффективности производственных процессов.
- Нанотехнологии
Наношлифовка (с использованием наноабразивов) позволяет получить поверхность со сверхвысокой точностью. Кроме того, с помощью нанотехнологий изделия могут быть изменены на молекулярном уровне.
Высокая прочность, устойчивость к воздействию агрессивных сред, улучшенная электро- и теплопроводность нанопокрытий позволяют получить более легкие и прочные материалы, предотвратить окисление и коррозию изделий. Для улучшения характеристик готовой продукции в металл добавляют наночастицы углерода, золото или серебро, нанодисперсные порошки.
Подводя итог
Современные методы металлообработки открывают новые возможности для повышения точности, скорости и эффективности производственных процессов. Современные станки все чаще представляют собой гибридные устройства, включающие несколько технологий резки.
Такое решение обеспечивает максимальную эффективность и гибкость производства, а также позволяет быстро адаптироваться к меняющимся требованиям рынка. Автоматизация сводит к минимуму участие людей в сложных операциях, а также помогает предприятиям снизить затраты без ущерба для качества готовых изделий.
