DAVID LARCOMBE
在英國蘭開夏郡博爾頓的拖車製造商 Indespension 工廠,自 2016 年 12 月將二氧化碳雷射驅動的機器更換為 Bystronic ByStar Fiber 6520 光纖雷射輪廓加工中心以來,金屬板材切割生產率翻了一番,成本接近 £80萬美元(約130萬美元;圖1)。 4kW光纖雷射有6個。5 × 2米容量的床,使其成為迄今為止交付給英國市場的最大纖維機

FIGURE 1. 使用 ByStar Fiber 6520 光纖雷射系統,在切割厚度不超過 5 毫米的材料時,可使用氮氣作為切割氣體,而在厚度超過 5 毫米的材料上,則可使用價格較低的氧氣;切割邊緣的品質差異不大
Indespension 的採購總監 Steve Sadler 表示:「我們主要切割 43A 和預鍍低碳鋼,以及一些鋁,厚度從 1 毫米到 12 毫米。 光纖雷射切割深度可達 3 毫米,比二氧化碳雷射切割速度快三倍。 它能穿過 1 毫米厚的鋼材,每秒產生 10 個孔。 隨著厚度的增加,優勢逐漸減弱,但總體而言,ByStar 在我們處理的所有規格上的速度都是兩倍。 它一下子就消除了我們工廠因二氧化碳機器無法滿足我們不斷增加的雷射切割工作量而造成的瓶頸。 」
這款光纖雷射是使用 2009 年供應的與 Indespension 容量相當的 Bystronic CO2 型號進行部分交換而購買的。 薩德勒證實,儘管這台舊機器每天工作長達 20 個小時,但仍然賣出了好價錢,凸顯了保值是從該製造商購買設備的一大優勢。
一開始,投資雷射切割的主要原因是為了在更大程度上實現拖車生產的內部控制,並節省將工作交給金屬板分包商的費用。 另一個重要的考慮因素是簡化原型設計和設計流程,並更快地將新產品推向市場。
「2009 年之前,在產品開發過程中,我們必須購買一套、兩套或三套原型鈑金零件,」薩德勒繼續說道。 「分包商並不熱衷於生產如此小的數量,因此價格往往很高,而且他們需要四到六週的時間才能交付原型。 如果我們需要更改設計並返回分包商處獲取更多原型—那可能只是一些簡單的事情,例如一套新的擋泥板—這可能還需要一個月左右的時間。 現在,我們可以在幾天內自行生產零件,將新拖車的製造週期從通常的六、七個月縮短至不到五個月,將改裝拖車的製造週期從三到四個月縮短至不到兩個月。 」
薩德勒指出,十年前,很少有拖車採用雷射切割技術,而如今,這種技術已被廣泛使用。 事實上,產品的設計都是圍繞著現代雷射切割機的強大功能進行的。 其優點之一是加工非常精確,組裝過程中零件可以精確、快速地組裝在一起,無需耗時的組裝
另一個好處是加工速度非常快,尤其是使用光纖雷射時,透過添加大量孔和槽,這是一種經濟有效的減輕零件重量的方法。 手動操作太耗費人力,因此不經濟。
雷射切割單元實施白班和夜班作業,夏季也實施熄燈作業,每週五天,每天總計工作 18 至 20 小時。 在一年中的其餘時間,該廠實行白班制度,每天熄燈 10 至 12 小時。
Indespension 決定不安裝自動化設備,因為它處理的板材尺寸多種多樣,導致自動裝載出現問題。 組件尺寸範圍也很大,從 5.8 公尺以上一直到最小。 因此,需要操作員的參與來管理多樣性,因此使用手動吸盤提升系統來處理板材(圖 2)。

FIGURE 2. 在 Indespension 公司,使用吸盤升降裝置手動在 ByStar Fiber 6520 的穿梭工作台上進行板材的裝卸。
然而,如果生產過程中只涉及幾個簡單的零件,而且這些零件是從薄規格板材上切割下來的,那麼這就會給公司帶來問題。 光纖雷射機的切割週期非常快,以至於操作員沒有時間在下一個加工板材準備好之前完成從前一個骨架上搖動零件,或者將下一個毛坯裝載到交換工作台上
因此,該公司正在考慮將微標籤納入一些金屬板切割程序中,以便異形零件仍然附著在骨架上,從而允許將整個加工過的金屬板轉移到離線站,另一名工作人員可以幫助移除組件。
Indespension 拖車所使用的雷射切割金屬板零件中,80% 需要折疊。 因此,當安裝第一台雷射機時,也同時交付了來自同一供應商的串聯折彎機(圖3)

FIGURE 3. Indespension 的其中一輛工廠拖車,名為 Digadoc,展示了其金屬板零件所需的大量雷射切割特徵和折疊。
從同一供應商購買雷射切割機和折彎機可以提高生產效率,因為它們都使用相同的 BySoft 7 軟體。 當在 Indespension 的 SolidWorks CAD 系統中設計新組件並將其匯出至 Bystronic 控制軟體(該軟體本身包含強大的 3D CAD/CAM 功能)時,該模型會產生雷射切割程式和彎曲組件的序列,包括後擋料位置和工具計劃,從而最大限度地減少延遲和停機時間。
該軟體具有完整的模擬功能,負責從一張板材中嵌套最大數量的零件、創建切割計劃並提供製造過程的概述,包括立即存取生產和機器數據。
「我們致力於在創新、品質和環保資質方面引領市場,」薩德勒總結道。 「收購 Bystronic 光纖雷射有助於我們實現這些目標,同時也能提高我們急需的生產能力。 這也標誌著我們對英國製造業的承諾,這是我們公司精神的重要組成部分。 」
S&安特宇主要生產冷凍冷水機組超過16年,S&Teyu 冷卻器 廣泛應用於各種工業製造、雷射加工及醫療產業,如高功率雷射、水冷式高速主軸、醫療設備等專業領域。
S&阿特尤 用於冷卻光纖雷射的循環水冷卻器 CWFL 1500