Zastosowanie wycinarki laserowej do cięcia aluminium

Zaletą cięcia laserowego jest to, że pozwala szybko i dokładnie przetwarzać folię aluminiową w różne kształty. Ta przewaga technologiczna sprawia, że ​​sprzęt do cięcia laserowego staje się atrakcyjny dla wielu linii lotniczych, gdy tylko zostanie wprowadzony na rynek. W latach 70. główni producenci dokonali oceny technologii cięcia laserowego i odkryli, że uszkodzenie właściwości zmęczeniowych części spowodowane mikropęknięciami powstałymi w wyniku obróbki laserowej jest niedopuszczalne. Potencjalny wzrost masy szkodzi interesom przemysłu produkcyjnego, powodując, że główni producenci płatowców odkładają technologię cięcia laserowego na półkę.

Produkcja części przędzarek i przekładni odbywa się z dużych kęsów metalowych. Kadłub zawiera również pewne części wykonane z kutych materiałów, ale większość części kadłuba jest wykonana z płyt aluminiowych. Tradycyjnie do obróbki stosuje się stopy aluminium na bazie cynku serii 7000, ponieważ stop ma dobrą wytrzymałość statyczną i wytrzymałość zmęczeniową. Chociaż materiały aluminiowe serii 7000 doskonale nadają się do zastosowań lotniczych, nie są odporne na wysokie temperatury. Szybkie nagrzewanie, np. spawanie lub cięcie laserowe, może powodować mikropęknięcia. Mikropęknięcia prowadzą do zmniejszenia wytrzymałości zmęczeniowej. Spawanie i cięcie laserowe to dwa procesy, w wyniku których powstają mikropęknięcia wywołane termicznie.

Kontrola jakości i przetwarzania jest kluczowa. Każdy proces, który wprowadza do przetwarzania niepewne czynniki, musi być bezpośrednio kontrolowany lub eliminowany. W przeszłości cięcie laserowe stwarzało ogromne wyzwania w zakresie kontroli jakości i spójności pomiędzy różnymi partiami produkcyjnymi.

W obecnym systemie cięcia laserowego poprawiono ograniczenia cięcia laserowego w zastosowaniach lotniczych. Ograniczenia te obejmują wydajność zmęczeniową i zmniejszoną spójność procesu produkcyjnego. Teraz system laserowy znacznie zmniejszył rozmiar strefy wpływu ciepła (HAZ) i odpowiadających jej mikropęknięć. W procesie cięcia laserowego technicy mogą już kontrolować parametry cięcia i korzystać z oprogramowania kalkulatora, aby wykonywać precyzyjne powtórzenia. Ten postęp technologiczny skłania ludzi do ponownego przemyślenia, czy cięcie laserowe nadaje się do produkcji konstrukcji kadłuba. Konstrukcja kadłuba wykonana jest głównie z aluminium serii 7000.

Pękanie zmęczeniowe zwykle występuje w miejscach koncentracji naprężeń, takich jak krawędzie części, zmiany geometrii lub połączenia. Istnieje wiele różnych sposobów łączenia części kadłuba wykonanych z blachy, a większość pęknięć zmęczeniowych powstaje na połączeniach. Jeśli laser nie jest używany do wycinania małych otworów w złączu, laser jest używany głównie do wycinania krawędzi części. W przypadku innych efektów można wykorzystać najbardziej narażoną pozycję połączenia, aby zilustrować, że w porównaniu z połączeniem mikropęknięcia powstałe w wyniku cięcia laserowego nie są głównym miejscem uszkodzeń. W ten sposób możemy stwierdzić, że jeśli istnieje ryzyko pęknięcia części na połączeniu, wówczas technologia cięcia laserowego nie spowoduje dalszego uszkodzenia właściwości zmęczeniowych części.

Proces cięcia laserowego umożliwia szybsze przetwarzanie spójnych części i jest bardziej wydajny niż tradycyjne przetwarzanie. Oczekuje się, że technologia laserowa skróci czas przetwarzania i koszty produkcji. Przez długi czas w obróbce płyt aluminiowych serii 7000 nie wykorzystywano zalet laserów ze względu na zmniejszenie wydajności zmęczeniowej. Ostatnio innowacje w systemach laserowych pozwoliły ludziom na nowo ocenić zalety cięcia laserowego aluminium dla lotnictwa. Wstępne testy wykazały potencjał technologii laserowej w obróbce płatowca. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń przyszłe systemy płatowca i istniejące projekty nie powinny wykluczać możliwości zastosowania laserów w tym systemie płatowca. Powinniśmy zachować otwartą postawę i analizować różne sytuacje, aby określić, czy technologia laserowa może przynieść korzyści produktowi