ホットスタンピング成形における3次元5軸レーザーの応用

現在、車体ホットスタンピングの分野では、3次元5軸の技術応用が進んでいます。レーザー切断機ツールはかなり成熟しました。 ホットスタンピング技術が成熟し、自動車メーカーがホットスタンピング部品サプライヤーへの見積りを引き下げるにつれて、自動車ホットスタンピング部品サプライヤーからの3次元5軸レーザー切断装置に対する需要も変化しています。 ホットスタンプ市場の発展に伴い、顧客層や顧客ニーズも変化してきました。 当初は高効率、高品質の切断、高精度、長期安定性を追求していましたが、現在では、低投資コストとより高い生産効率という 2 つの異なる次元の要件にさらに傾いています。 この研究の結果は、現在のホットスタンピング市場におけるさまざまな顧客のニーズ、および 3 次元 5 軸レーザー切断加工センターの新しい技術革新に基づいています。 そのうちの1つは、3次元5軸切断に使用される最新のツーインワン光ファイバーです。 同じレーザー出力条件下で、単一部品の加工センター全体の切断効率を向上させることができます。 もう 1 つは、コストを削減しながら顧客のニーズに応える方法です。 設備の投資コスト。

3次元5軸レーザー切断技術は、自動車用ホットスタンピングの分野で長年使用されてきました。 2006年、自動車ホットスタンピング分野で使用される3次元5軸レーザー切断技術が中国市場に導入され、継続的に発展してきました。 過去 17 年間、この技術の開発がますます成熟するにつれて、ホットスタンピング部品のコストは大幅に削減され、自動車に使用されるホットスタンピング部品の割合が徐々に増加しました。 3 次元レーザー切断は、ホットスタンピングプロセスの重要な部分となっています。 ホットスタンピング部品のメーカーは、3 次元 5 軸レーザー切断装置に対する要求をますます高めています。 現在、お客様が最も懸念しているのは、装置の購入コストと処理効率の 2 つの要素です。

ここでは、三次元レーザー切断加工装置の主な構成要素であるベッド、レーザーファイバーケーブル、レーザー光源、カッティングヘッドを中心に紹介します。
(1) 旋盤ベッド：マシニングセンタの主要な構造物であり、モーション機構を支える部分。
(2) 光ファイバーケーブル：光源から発生したレーザーをレーザー切断ヘッドまで伝送するためのレーザー伝送機構
(3) レーザー光源: レーザー発生装置、通常は固体光源。
(4) カッティングヘッド: 製造または加工部品の表面にレーザーの焦点を合わせます。

特殊なビーム品質でのレーザー切断プロセスの分析
最新のレーザー技術は、ホットスタンピングの 3 次元 5 軸レーザー切断に適用されたツーインワンファイバーレーザー切断技術 (BrightLine Speed) です。 ツー・イン・ワン光ファイバー・ケーブルは、2 つの直径の光コア (内側ファイバー・コアと外側ファイバー・コア) に非常に合理的に適合します。 光源から発生するレーザーのビーム品質は、レーザービームの内コア径と外コア径の組み合わせを調整することで変えることができます。 この新技術は、3次元レーザー切断に最適なビーム比を形成した後、マシニングセンターシステムの切断速度とプロファイルを担うホットスタンピング部品の切断品質を効果的に向上させることができます。

ツーインワンのファイバーレーザービーム切断技術は、次のように、3 次元 5 軸レーザー切断を使用するホットスタンピング部品メーカーの生産能力を向上させ、コストを削減する大きな可能性を秘めています。

(1) ツーインワンファイバーレーザー切断技術を使用して 2mm シートを加工すると、切断速度が 30% 向上します。 1mmシートを加工する場合、切断速度を50％向上させることができます。

(2) 厚さ 2 mm 未満のシートを加工する場合、出力 3kw のツーインワンファイバーレーザーの切断速度は、通常の 4kw レーザーの切断速度よりも速くなります。

(3) 厚さ 1.5 mm のシートを加工する場合、出力 3kw のツーインワンファイバーレーザーの切断効率は 8% 向上します。

(4) 出力 3kw のツーインワンファイバーレーザーの切断プロセスは、通常のレーザーと比較してガス消費量を 50% 節約できます。

3次元5軸レーザー技術は、ホットスタンピングの前処理、工程管理、後処理において重要な役割を果たしています。 その高い精度と柔軟性により、自動車、エンジニアリング機械、金型などの業界に効率的な加工ソリューションを提供します。
応用：
前処理: 3 次元 5 軸レーザー技術を使用して、ホットスタンピングの前に部品の形状を正確に切断および彫刻できます。 例えば、2 in 1 ファイバーレーザー切断技術 (BrightLine Speed) を使用すると、ファイバーコアの内径と外径の組み合わせを調整することでレーザービームの品質を変更し、3 次元レーザー切断に最適なビーム比を形成できます。 、マシニングセンタシステムの切削速度とパフォーマンスを効果的に向上させます。 ホットスタンピング部品の切断品質を担当します。
プロセス制御: ホットスタンピングプロセス中に、3 次元 5 軸レーザーテクノロジーにより、複雑な曲面の正確な追跡と加工を実現できます。 例えば、Han's Laser Intelligent Equipment Group が独自に開発した 3 次元 5 軸 CNC レーザー工作機械は、複雑な曲面の 3 次元部品をレーザー加工できます。 レーザー切断ヘッドは N×360 度の無限回転を実現し、加工の柔軟性と精度を保証します。
後処理: ホットスタンピングが完了した後、3 次元 5 軸レーザー技術をバリ除去やエッジ研削などの後処理作業にも使用して、最終製品の全体的な品質を向上させることができます。 さらに、この技術を使用して、完成した部品に微細な切断や彫刻を施し、より高度な設計要件を満たすこともできます。

3 次元 5 軸レーザー技術は、高精度の加工機能の提供、加工パスの最適化、切断パラメータの自動調整、設計と加工の自由度の向上により、金型設計を効果的に最適化し、材料の無駄を削減し、歩留まりを向上させます。 これらのテクノロジーを包括的に応用することで、3 次元 5 軸レーザーは金型の製造や複雑な部品の加工に理想的な選択肢となります。

正確な5軸リンケージ制御:3 次元 5 軸レーザー切断機には 5 つの自由度があり、この高精度モーション制御により切断プロセスがより正確になり、金型の設計精度と歩留まりが向上します。
表面適応追従テクノロジー：複雑な曲面を切断する場合、カッティングヘッドは曲面に沿った動きに追従してレーザーの焦点位置と切断材料の相対位置を維持することができ、焦点のずれによる材料の無駄を削減できます。
検索セグメンテーションとツールパス最適化テクノロジー:CNC または CAD/CAM システムを使用して、複雑な表面を適切にセグメント化し、最適な切断パスを生成して、切断時間を短縮し、切断品質を向上させます。 この最適化により、材料の使用量と処理時間を効果的に削減し、コストを削減できます。
自動切断パラメータ調整技術：材料の種類、厚さ、および所定の切断経路に応じて、システムはレーザー出力、切断速度、ガス流量などの切断パラメータを自動的に調整し、確実な切断結果を得ることができます。 これにより、処理効率と製品品質の向上に役立ちます。
1 回のクランプでマルチアングル加工:従来の 2 次元プロセスと比較して、3 次元 5 軸テクノロジーは 1 回のクランプで複数の角度の切断と加工を実現できるため、生産効率と精度が大幅に向上します。 これにより、生産サイクルが短縮されるだけでなく、複数のクランプによって引き起こされるエラーや材料の損失も減少します。
設計の自由度の向上:3次元5軸技術により、複雑な形状や構造をより自由に創造することができ、よりクリエイティブでユニークな製品デザインを実現します。 これにより、金型設計の可能性が広がり、より洗練された複雑な金型の開発に役立ちます。
材料の無駄を減らす:3 次元 5 軸レーザー技術は加工プロセスを正確に制御できるため、不適切な加工による材料の無駄を削減し、材料の利用率を向上させることができます。
歩留まりの向上:上記の技術的利点に基づいて、3 次元 5 軸レーザー加工により、最終製品の一貫性と品質が大幅に向上し、全体の歩留まりが向上します。

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