Aluminium Expansion thermique du faisceau : son effet sur la précision et les mesures d'amélioration des machines de découpe laser

Nombre Parcourir:91     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 01-11-2024      origine:Propulsé

enquête

Partie 01 Le défi de l'expansion du faisceau Aluminium dans les découpeuses laser

Les découpeuses laser combinent souvent des lits en acier et des poutres en aluminium.L'acier assure la stabilité, tandis que la légèreté de l'aluminium facilite un fonctionnement à grande vitesse.Malgré ses avantages, ce mélange peut réduire la précision d'une machine en raison des différents taux d'expansion en cas de changements de température.


1.1 Garder la poutre et les rails synchronisés


Les poutres Aluminium déplacent la tête de coupe de la machine et sont fixées à des rails et des racks en acier.Ces métaux se dilatent différemment selon les températures.En Chine, avec des variations de température jour/nuit de 10°C, un faisceau de 2 mètres pourrait voir des différences de 0,2 mm.Au fil du temps, cela pourrait desserrer les boulons, désaligner les rails et affecter la précision de la machine.



1.2 Maintenir l'alignement des poutres et du lit


La poutre doit également rester alignée avec le lit en acier pour un mouvement précis sur l'axe Y.Avec des changements de température importants, les métaux peuvent se dilater ou se contracter différemment.Cela pourrait desserrer les boulons et égarer les composants, affectant l'alignement des moteurs d'entraînement et réduisant la durée de vie des engrenages.

En conclusion, les variations constantes de température peuvent desserrer les boulons et déplacer les pièces en acier-aluminium.Cela affecte la précision et la sécurité de la machine.Bien que les avantages de l'aluminium soient évidents, son taux d'expansion plus élevé que celui de l'acier peut poser des problèmes de précision opérationnelle.

Des problèmes surviennent au fil du temps Habituellement, l'impact de la dilatation thermique sur la précision apparaît lentement.Mais si la machine évolue vers un climat différent, le changement peut être soudain et significatif.Avec des faisceaux plus longs, l’effet sur la précision est encore plus prononcé.

Tout en tirant parti des avantages de l'aluminium pour la découpe à grande vitesse, il est essentiel de prendre en compte ses propriétés d'expansion.Dans le passé, les découpeuses laser étant nouvelles, la précision était moins un problème.Cependant, à mesure que la demande de précision augmente, la nécessité de répondre à l'expansion de l'aluminium devient plus urgente.Certains fabricants ont opté pour des poutres en acier pour éviter ces problèmes, sacrifiant ainsi les avantages de l'aluminium.Pour maintenir la précision, il est crucial de trouver des solutions pour gérer la dilatation thermique de l'aluminium.

machine de découpe laser cnc

Partie 02 Stratégies d'amélioration


Les ingénieurs mécaniciens reconnaissent les défis liés à l’utilisation conjointe de matériaux présentant des taux de dilatation thermique différents.Pour surmonter ce problème dans les découpeuses laser, nous avons développé des stratégies lorsque ces matériaux doivent coexister.Une approche courante est la « méthode de compensation », mais elle ne fonctionne pas pour les poutres en aluminium dont nous parlons.

Je suis convaincu qu'il existe une solution pour empêcher l'expansion des poutres en aluminium d'affecter la précision de la machine.En nous inspirant des tactiques d’isolement utilisées pendant la pandémie de COVID-19, nous pouvons appliquer une approche similaire à nos machines.Puisque nous ne pouvons pas modifier les propriétés inhérentes de l'aluminium, nous avons conçu une structure pour isoler l'expansion de la poutre des pièces critiques de l'équipement, préservant ainsi la précision opérationnelle.Nous appelons cela la « méthode d'isolement ».



2.1 Application de la structure d'isolement


2.1.1 Pour les poutres, les rails et les racks: Nous avons changé la manière traditionnelle de fixer les rails et les racks à la poutre en aluminium.Maintenant, nous créons d'abord des fentes d'installation sur la poutre, insérons des bandes d'acier prétraitées et les fixons avec des boulons.Des rails et des racks sont ensuite montés sur ces bandes pour maintenir la précision.

2.1.2 Pour l'alignement des poutres et du lit: Au lieu d'utiliser les plaques de liaison d'origine de la poutre, nous avons opté pour des plaques d'acier séparées conçues à cet effet.Ces nouvelles plaques sont fixées à la structure de la machine et ajustées avec précision lors du montage.

machine de découpe laser à fibre


2.2 Fonctionnement de la structure d'isolement


2.2.1 Lorsque des matériaux ayant des taux d'expansion différents sont pressés ensemble, ils peuvent se déplacer les uns contre les autres en fonction des changements de température.Ce mouvement peut affecter la précision de la machine.

2.2.2 Avec notre structure d'isolation en place, toute dilatation thermique est absorbée au niveau de l'interface ajoutée (voir le schéma).Les matériaux acier et aluminium forment deux interfaces distinctes.L'interface en acier ne bouge pas beaucoup avec les changements de température, grâce à son taux d'expansion uniforme.L'interface en aluminium bouge cependant, mais notre structure garantit que ce mouvement n'affecte pas la précision de la machine.


2.3 Les avantages de l'isolement


2.3.1 Pour la connexion de la poutre aux rails et aux racks : La bande d'acier ajoutée dans la structure d'isolation garantit que tout mouvement dû à la température est contenu, gardant les rails et les racks stables.

2.3.2 Pour la connexion de la poutre au lit : La plaque de base en acier modifiée remplace l'ancienne plaque d'aluminium.Il fonctionne de la même manière mais isole également le faisceau.Ainsi, à mesure que les températures changent, la plaque ne change pas de position, garantissant ainsi que le moteur d'entraînement et les engrenages restent alignés avec précision.

En nous concentrant sur ces solutions, nous pouvons continuer à profiter des avantages des poutres en aluminium sans compromettre la précision de nos machines de découpe laser.


machine de découpe laser des métaux


Partie 03 Conclusion

Les alliages Aluminium se dilatent et se contractent sensiblement avec les changements de température.Cela peut affecter la précision d'une découpeuse laser au fil du temps.Une structure d'isolation ne modifie pas la façon dont l'aluminium réagit à la chaleur, mais elle protège les pièces critiques de la machine de ces effets, préservant ainsi la précision.

Cette solution est simple et pratique.Notre examen technique confirme sa solidité et sa faisabilité.Cependant, ses performances réelles doivent être testées dans des contextes de production réels.S’il fonctionne bien et s’améliore avec l’utilisation, ce sera un outil précieux pour maintenir la précision des découpeuses laser.Cela garantit que les avantages des poutres en aluminium peuvent continuer à être appréciés dans la technologie de découpe laser.