Tại sao máy cắt laser công nghiệp lại dựa vào kết cấu khung giàn bằng đá granit?

Chuyển động tịnh tiến tần số cao của gương điện kế laser, thanh trượt động cơ tuyến tính và bàn làm việc xoay tạo ra rung động vi mô liên tục bên trong máy laser. Khung kim loại truyền rung động nhanh chóng; cộng hưởng rung động sẽ làm lệch điểm hội tụ của laser, dẫn đến các cạnh cắt không đồng nhất, sai số kích thước và phôi bị hỏng. Đá cẩm thạch có các tinh thể bên trong lỏng lẻo và khả năng hấp thụ rung động kém, và những rung động nhỏ sẽ làm biến dạng bề mặt tham chiếu của nó sau thời gian dài hoạt động.

Đá granit đen mật độ cao được ZHHIMG sử dụng có cấu trúc tinh thể liên kết chặt chẽ với khả năng giảm chấn rung động tự nhiên mạnh mẽ. Loại đá này hấp thụ và loại bỏ ngay lập tức các rung động vi mô cơ học do các bộ phận chuyển động của laser tạo ra, tránh hiện tượng cộng hưởng rung động bên trong toàn bộ thiết bị. Khi thiết bị laser hoạt động ở tốc độ tối đa trong nhiều ngày, tiêu điểm laser vẫn được giữ cố định ở vị trí đã cài đặt trước mà không bị lệch, đảm bảo độ chính xác gia công đồng đều cho các lô sản phẩm.

Thiết bị laser công nghiệp tích tụ nhiệt liên tục từ bộ phát laser, động cơ truyền động và mô-đun nguồn trong quá trình sản xuất không ngừng nghỉ. Khung kim loại giãn nở rõ rệt dưới tác động của nhiệt, đẩy đầu laser dịch chuyển theo chiều ngang và chiều dọc. Ngay cả sự dịch chuyển nhiệt nhỏ cũng sẽ dẫn đến hiện tượng mờ nhòe khi hội tụ laser và năng suất gia công kém. Đá cẩm thạch giãn nở và co lại mạnh dưới sự dao động nhiệt độ, gây ra biến dạng uốn cong không thể phục hồi của cấu trúc chùm tia.

Loại đá granit đen mà chúng tôi lựa chọn đạt mật độ 3100kg/m³, với hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính cực thấp, vượt trội hơn hẳn so với đá granit của châu Âu và Mỹ. Đá hầu như không giãn nở hay co lại khi nhiệt độ xưởng thay đổi và thiết bị tích tụ nhiệt. Đầu laser, đế thấu kính quang học và thanh trượt di động được lắp đặt trên khung đá granit duy trì vị trí tương đối cố định trong quá trình hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao, loại bỏ sự mất độ chính xác do sự dịch chuyển nhiệt của tiêu điểm laser.

Thiết bị laser công nghiệp công suất cao được trang bị máy phát laser lớn, bệ động cơ tuyến tính hành trình dài, cụm gương điện kế đa trục và các mô-đun phụ trợ loại bỏ bụi. Các bộ phận nặng này tạo ra tải trọng nén tĩnh và động liên tục lên khung thiết bị. Các thanh kim loại mỏng bị uốn cong dưới tải trọng nặng sau thời gian sử dụng lâu dài, trong khi đá cẩm thạch dễ bị nứt vi mô bên trong dưới áp lực, gây ra biến dạng cấu trúc vĩnh viễn.

ZHHIMG chuyên sản xuất các dầm khung đỡ bằng đá granit nguyên khối tích hợp cho thiết bị laser, được gia công từ các phôi đá granit đen khổ lớn. Độ cứng chịu nén tự nhiên của đá granit vượt xa đá cẩm thạch và các cấu hình kim loại thông thường. Khung đỡ tích hợp chịu được trọng lượng lớn của các bộ phận laser một cách đồng đều mà không bị cong vênh hay lún cục bộ. Ngay cả tải trọng tịnh tiến tốc độ cao với hành trình dài cũng không làm hỏng mặt phẳng tham chiếu của khung đỡ, giữ cho trục chuyển động của laser song song và thẳng đứng trong nhiều năm.

Máy cắt laser công nghiệp được trang bị bộ mã hóa độ nhạy cao, thước đo tuyến tính từ tính và bộ điều khiển servo. Khung kim loại tạo ra nhiễu cảm ứng từ khi kết hợp với các thành phần đo từ tính, làm biến dạng tín hiệu phản hồi vị trí và gây ra lỗi định vị ngẫu nhiên trong quá trình gia công laser. Đá cẩm thạch chứa các tạp chất khoáng từ tính, cũng tạo ra nhiễu từ trường nhỏ đối với các linh kiện điện tử chính xác.

Đá granit đen tự nhiên hoàn toàn không nhiễm từ và không chứa tạp chất sắt từ. Khi các bộ mã hóa laser, thước đo từ tính và hệ thống servo được gắn trên khung đá granit, không có nhiễu từ bổ sung nào làm biến dạng quá trình truyền tín hiệu. Hệ thống điều khiển laser thu được dữ liệu vị trí chính xác, ổn định theo thời gian thực mọi lúc, tránh được các lỗi gia công ngẫu nhiên do sai lệch tín hiệu gây ra. Đặc tính không nhiễm từ độc đáo này làm cho đá granit trở nên không thể thay thế đối với các thiết bị gia công laser độ chính xác cao.

Việc hiệu chuẩn quang học bằng laser hoàn toàn dựa vào mặt phẳng chuẩn của khung thiết bị. Khung kim loại dễ bị mòn và trầy xước sau thời gian dài ma sát trượt, đòi hỏi phải hiệu chuẩn lại và điều chỉnh độ phẳng thường xuyên. Đá cẩm thạch bị ăn mòn bề mặt do bụi laser, khí thải cắt và chất lỏng làm mát, dẫn đến rỗ và giảm độ phẳng trong chu kỳ sử dụng ngắn.

Tất cả các khung đỡ bằng đá granit cấp laser của ZHHIMG đều trải qua quá trình mài mịn cân bằng nhiều lớp bởi các nghệ nhân lành nghề với hơn 30 năm kinh nghiệm đánh bóng thủ công. Bề mặt đá sau khi gia công đạt được độ phẳng và khả năng chống mài mòn cực cao. Các khe hở tinh thể granit dày đặc hầu như không hấp thụ bụi laser và khí ăn mòn yếu sinh ra trong quá trình gia công. Bề mặt chuẩn của khung đỡ duy trì độ phẳng ở cấp độ nano trong thời gian dài sản xuất laser liên tục, giảm đáng kể việc tháo lắp, hiệu chỉnh lại và bảo trì thường xuyên cho các nhà sản xuất thiết bị laser và người sử dụng cuối.

Kích thước khung đỡ của máy laser công nghiệp rất khác nhau: máy laser khắc nhỏ sử dụng khung đỡ ngắn gọn, trong khi máy cắt laser khổ lớn và thiết bị vi xử lý femtosec yêu cầu khung đỡ tích hợp có nhịp cực dài. Hầu hết các máy gia công đá nhỏ không thể hoàn thành việc tạo hình nguyên khối các cấu trúc đá granit quá khổ và chỉ có thể ghép nhiều khối đá nhỏ lại với nhau. Khung đỡ ghép nối tạo ra các khe hở và điểm tập trung ứng suất, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ ổn định định vị của laser.

Được hỗ trợ bởi hai nhà máy lớn với diện tích 200.000㎡ và thiết bị gia công CNC hạng nặng, ZHHIMG có thể gia công các giàn đỡ bằng đá granit nguyên khối với chiều dài tối đa 20 mét. Các dây chuyền sản xuất độc lập dành riêng cho các bộ phận kết cấu bằng đá granit cho phép tạo hình nguyên khối không cần ghép nối đối với các giàn đỡ thiết bị laser khẩu độ lớn. Mỗi giàn đỡ nguyên khối loại bỏ các khe hở lắp ráp và nguy cơ ứng suất tiềm ẩn của các khối đá ghép nối, cung cấp một khung chuẩn hoàn chỉnh, ổn định cho các thiết bị laser công nghiệp đa dạng với công suất và quy trình gia công khác nhau..

Khả năng hấp thụ rung động, độ ổn định nhiệt, độ cứng cao, tính không nhiễm từ và khả năng duy trì độ phẳng lâu dài là sáu ưu điểm cốt lõi khiến khung giàn bằng đá granit trở thành khung được ưa chuộng cho tất cả các máy laser công nghiệp độ chính xác cao. Đối với các nhà sản xuất thiết bị laser theo đuổi năng suất xử lý theo lô ổn định và chi phí bảo trì sau này thấp, cấu trúc khung giàn bằng đá granit nguyên khối là một thiết kế cốt lõi không thể thiếu.

ZHHIMG chuyên thiết kế và thi công các giải pháp khung đỡ bằng đá granit độc quyền cho máy laser femtosec, laser picosec, máy cắt laser sợi quang và thiết bị khoan vi mô bằng laser, phục vụ nhiều thương hiệu máy móc laser nổi tiếng thế giới. Nếu bạn cần các kết cấu khung đỡ bằng đá granit siêu ổn định được thiết kế riêng cho thiết bị laser công nghiệp của mình, hãy liên hệ với đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp của chúng tôi để được thiết kế và lựa chọn thông số kỹ thuật phù hợp.