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——激光清洗机 LC 4-2 可用于生产线中或作为单机使

国际金属加工网 2019年09月10日

EMAG LaserTec 以高性能激光焊接系统而闻名。这里的关键词是“系统”:除焊接工艺本身外,常常会集成焊接前后的多个工艺步骤。其中一个重要工艺步骤便是在焊接之前清洗工件,因为这个步骤会影响焊接的最终质量。来自前工序的杂质(例如冷却剂或成型工艺的残留物),以及防腐剂或磷酸盐等表面涂层,对于焊接工艺来说是“毒药”,必须被清除(不影响工艺可靠性),以获得高质量的焊缝。目前一种常用并被普遍接受的方法便是清洗 - 在所谓的三区清洗机中使用水基清洗剂进行清洗(工艺步骤分为清洗、漂洗和干燥)。但这种方法往往不能达到预期的效果。

另一种方法便是激光清洗:在短时间内,高能量密度的激光脉冲‘轰击’工件表面,对杂质进行烧蚀去除。激光清洗具有一系列优势。与常规工业清洗系统相比,激光束清洗非常节能,也非常节省空间。最新的激光清洗机 LC 4-2 只需要 4.5 平方米的占地面积。激光清洗机配备了一台高效的 200 W 激光器来清洗工件,几秒钟即20 可完成一个工件的清洗。许多清洗系统通常需要超过 20 平方米的占地面积,并且为了保持清洗剂的温度,清洗系统需持续不断运行耗能。此外,激光清洗设备几乎免维护,因为它不使用清洗剂,也不需要更换清洗介质。

此工艺技术的另外一项优势便是速度极快。整个激光清洗过程全自动运行,只需几秒钟便能完成清洗,并且可以直接集成到生产线中。另外,在清洗质量方面也毫不逊色,能够可靠地清除所有无机(例如氧化物)或有机(例如油脂)残留物。

激光加工专业知识

“激光焊接系统的研发是一个巨大的挑战,因为工件与工件之间的要求有很大的差异,”EMAG LaserTec 公司销售总监 Nikolas Meyer 说, “经验知识对于提供高效的生产解决方案并确保较短的研发和交货时间具有决定性意义。”EMAG LaserTec 在动力总成系统部件(例如传动齿轮、差速器、联轴器部件或者转子轴等用于电动汽车的部件)的激光焊接方面拥有丰富的经验,因此能够研发出合适的系统。这套系统的核心即为埃马克的 ELC 激光焊接机。这些机床可以高效、灵活地应用于各种应用场合。“在工艺研发和系统设计方面,我们拥有几十年的丰富经验。越来越多客户意识到这一点,委托我们完成整个项目的开发和管理。最后,我们可以为他们提供一套根据工件以及生产现场完美定制的完整交钥匙解决方案,”Meyer 补充说。现在,来自霍伊巴赫的激光专家们也利用这些经验来研发最新的激光清洗机。

激光清洗:应用知识至关重要

EMAG LaserTec GmbH 公司激光应用实验室专注于研究激光清洗工艺技术。为达到最佳的清洗效果,就需要调整工艺参数。为此,该实验室进行了大规模的应用试验和参数研究,开发测试了许多工艺策略。例如,前序切削液的不同-水基或者油基,工件的激光清洗参数也会不同为了便于使用这项工艺技术,还需要一套特殊的软件,能让用户不受各种激光设置或光学参数的困扰,并将关注点集中在工艺技术上。这一目标可通过 EMAG EC Clean 软件实现。这套软件与集成的 SINUMERIK 840Dsl 结合,共同构成了激光清洗机的大脑。

在位于霍伊巴赫的实验室中,也可以进行工艺试验。新款激光清洗机 LC 4-2 适用于直径不超过 200 mm 的工件,近几年来,“模块化”已成为机械制造领域中一个常见的关键词:利用多个“模块”可以组成客户定制的系统解决方案。“在 EMAG LaserTec,我们也不断扩展模块化系统。现在,我们自豪地在汉诺威 EMO 欧洲机床展上推出我们的新型激光清洗机 LC 4-2,这款机床在性能和柔性方面决不逊色于 ELC 激光焊接机,”Nikolas Meyer 解释说(LC 4-2 代表“激光清洗”,规格 4 并且配备 2 个工件夹具)。LC 4-2 的核心是之前已提及的200 W 激光光源。“从一开始,我们就想研发一套可以独立运行的系统,”Meyer 解释说,“单机用户也能受益于我们庞大的服务网络,这是一个巨大的优势。”无论是用作单机解决方案,还是集成到整个生产线中:在两种情况下,集成的回转工作台可以简单、安全、可靠地手动上料,或轻松地通过工件输送系统上料。工件夹具可以是单夹具或双夹具,并配备有旋转驱动装置,从而使工件能在清洗过程中进行旋转。“在 3 轴系统 (XZB) 中,用户可以选择手动或者完全通过数控方式对清洗光学元件的位置进行调整。生产线上常用的是后者,例如,在一条生产线上焊接不同的工件时,这确保了绝对的工艺可靠性,”Nikolas Meyer 解释说。

最新的埃马克机床 LC 4-2 充分彰显 EMAG LaserTec 的特点。精心设计的系统能在最窄的空间内提供最大的清洁性能,同时还能确保为用户提供极高的操作舒适性。集成的自动化系统确保了上下料系统的方便性,因此为大量用户提供了传统清洁系统的替代方案。

在汉诺威 EMO 2019 展会上,埃马克集团将在位于 17 号展厅的 C29 号展台上展出 LC 4-2 机床。

优势概览

1. 与传统清洗机相比,能耗显著降低。没有需要加热或之后通过真空干燥机清除的液体。

2. 工件始终保持干燥,这一点对于具有复杂几何形状、狭窄缝隙 的工件尤其重要,因为这类工件很难被彻底干燥。

3. 工件清洗已完美整合到工件流程中,并在焊接前直接进行。没有等待时间或物流中断,也没有预热时间。

4. 结构紧凑,能显著节约工厂空间。

5. 工艺稳定性更高。

6. 另外,还有一些难以用水清除的污染物,例如用于 MQL 的特定冷却剂,激光很容易另其蒸发掉。

7. 维护需求非常小。

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LC4-2 也可以脱离激光焊接设备,作为单机使用。机床适用于直径不超过 200 mm、高度不超过 350 mm 的工件。

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上料与加工同步:数控回转工作台便于更换工件并能实现极短的节拍时间。

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数控扫描光学器件:在加工各种不同的工件时,数控 XZB 轴系统可实现柔性加工。

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激光清洗时,高能量密度的激光束蒸发表面的杂质。蒸发残余物被烟尘抽吸装置抽出,并通过催化剂或过滤系统进行中和处理。

(埃马克)

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