インディアナ州の金属加工業者がレーザー切断能力をアップグレードし続ける理由

Mar 20, 2023

インディアナ州ワカルサの金属加工業者、Southwest Welding は、新しいレーザー切断技術が無視できないほど素晴らしいことに気づきました。 そのため、常に機能をアップグレードする機会を見つけています。

ライル・マーティンはまだ 32 歳ですが、レーザー切断に関しては時代遅れだと思われるかもしれません。

彼は 2000 年代初頭からこのビジネスに携わっており、学校が終わると家族の店に来て、夏にはそこで働いています。 1985 年にインディアナ州ゴシェンで小さな溶接工場として始まった Southwest Welding が、より洗練された板金切断装置への投資を開始したのとほぼ同じ時期だったため、彼のタイミングは完璧でした。 実際、Southwest Welding は 2007 年に最初のレーザー切断機を購入しました。

学校生活を終えた後、Southwest Welding にフルタイムで入社しました。

「レーザー切断は、特にウォータージェット切断やスタンピングと比較した場合に、私たちができることの可能性を本当に拡大しました」とマーティン氏は、レーザー技術に携わってきた自身のキャリアを振り返りながら述べました。 「旧世代の CO2 テクノロジーでも、多くの機能が提供されていました。しかし、2015 年に最初のファイバー レーザーを購入したとき、以前はできなかった多くのことができるようになりました。」

例として、Martin 氏は、ファイバー レーザーがアルミニウム部品の加工をどのように改善したかについて説明しました。その多くはレジャー ボート業界の顧客に関係しています。 CO2 レーザーはアルミニウムを加工できましたが、材料を切り裂くファイバー レーザーの能力と比較すると、機械は信じられないほど遅かったです。 このファイバーはまた、目立ったドロスのない部品を製造したため、必要であった後続の加工ステップである手動のバリ取りを省略することができました。

現在、Southwest Welding は、インディアナ州ワカルサのキャンパス内の 6 つの建物に約 160,000 平方フィートの製造スペースを持っています。 建物 2 には、Martin と同社の 5 台の Mazak Optonics 2D レーザー切断機 (CO2 マシン 1 台とファイバー レーザー切断機 4 台) があります。 (同社にはマザック製チューブレーザー切断機も2台あります。)

しかし、レーザー切断ファミリーの最新製品は 7 kW Mazak Optiplex Nexus 3015 です。これは 2021 年の夏の終わりに設置され、9 月後半に定期的に部品を稼働させました。

この特定の機械にはビーム整形機能があり、nLIGHT レーザー電源と Mazak 切断ヘッドのおかげで、異なるビーム直径と焦点距離を作成して、切断速度を最大化したり、薄い材料と厚い材料の両方のエッジ品質を最適化したりできます。

「これにより私たちに多くの選択肢が与えられ、私たちはそれに本当に感銘を受けました」とマーティン氏は語った。

これまで、ほとんどのファイバー レーザー切断機は、中央で高出力密度を示し、端で低出力密度を示す単一のビーム プロファイルを生成できる電源を備えて販売されていました。 このテクノロジーは、前世代の CO2 レーザーと比較して、薄いゲージの金属板を迅速に切断する点で並外れたものであることが証明されましたが、厚い材料では困難でした。 ファイバーレーザーが厚い材料を切断する場合、アシストガスは溶融金属を邪魔にならないように除去するのに十分な効果を発揮できず、その結果、切断端にドロスが増加し、激しい縞模様が発生します。

インディアナ州ワカルサの金属加工業者 Southwest Welding は、レーザー切断機能をアップグレードする機会を常に見つけています。

長年にわたり、ファイバーレーザーによる厚い材料の切断を改善するビーム整形技術が登場してきましたが、それは専用の切断ヘッド、ファイバーへの発射条件、またはファイバー間の発射条件を変えるファイバー対ファイバーのカプラーに過度に依存していました。独立したプロセス ファイバーに結合された 2 ～ 4 つの出力を持つファイバー スイッチ。 これらのオプションは機能しましたが、複雑であり、工作機械メーカーのガイダンスに適切に従わない場合、広範囲に使用すると機能が低下する可能性もありました。

このため、nLIGHT の研究者は、レーザー光源から直接実行できるスポット サイズ調整を実現する方法を探すことになりました。 この研究により、コロナと呼ばれる nLIGHT レーザー電源が誕生しました。

コロナは単芯ファイバー ケーブルを通じて伝送されるのではなく、レーザーは多芯ケーブルを通じて伝送されます。 nLIGHT テクノロジーは、ケーブルの各コアを通過するレーザー出力の量を制御することで、さまざまなビーム プロファイルを提供し、それらを数ミリ秒で調整できます。 nLIGHT 関係者によると、コロナ技術を使用して切断する金属加工業者は、薄いゲージの材料をスライスするのに適した最大の光強度を実現する小さなスポットサイズのビームから、高出力が得られる大きなドーナツ型のビームまで、さまざまな加工が可能です。外側リングの密度は高く、縞模様のな​​い CO2 のようなエッジ品質のプレートの切断に適していました。

Martin 氏は、nLIGHT テクノロジーのビーム整形機能についてはあまり詳しくなかったが、新しいレーザー切断機を探していたときに地元の Mazak 営業担当者が概要を説明してくれたと述べました。

「私たちはそれを私たちの施設に導入することに間違いなく興奮していました」と彼は言いました。

マザック社のアル・ボーレン社長は、2022年初頭のザ・ファブリケーターのインタビューで、同社はコロナファイバーから放射されるより大きなビーム径に対応し、そのビームを小さなノズルオリフィスの中心に送ることができるカッティングヘッドを開発したと語った。 これにより、ビームはプレートを切断するためのさらに効果的なツールになります。

マーティン氏は、新しいレーザー切断機で利用できるさまざまなビームモードにより、同社は特定の顧客向けに切断条件を指定するようになったと述べた。

「当社にはかなり複雑な部品があり、その本当にきれいな部品を手に入れたとき、顧客は目を輝かせるでしょう」と彼は言いました。 「ドーナツ型のビームを備えたレーザー形状で切断するので、真っ直ぐな刃が得られます。

「そうすれば、装飾品について心配する必要のないトレーラーのようなものの部品が手に入ります。作業に最適なモードを選択できます。」

マーティン氏は、マザックのレーザー切断技術が進歩し、特に厚い材料を加工する場合に、アシストガスとして空気を使用できるようになったのを見るのは興奮していると付け加えた。 同氏は、これはSouthwest Weldingが使用している工場空気ではなく、超乾燥した高圧空気であることを認めた。 マーティン氏によると、このタイプのエア切断ではアシストガスとして窒素が使用されたような切断エッジが生成されるため、その結果は印象的でした。

インディアナ州ワカルサの金属加工業者 Southwest Welding は、レーザー切断機能をアップグレードする機会を常に見つけています。

7 kW Mazak レーザーは、自動ロードおよびアンロード機能を備えた Southwest Welding ファミリの最初のレーザーでもあります。 マーティン氏は、機械の切断速度のおかげで、これまで自動マテリアルハンドリングに投資していなかったときに、自動マテリアルハンドリングを検討する必要に迫られたと語った。

「今ではマシンを一晩中稼働できるようになったことに私たちは感銘を受けています」と彼は言いました。 「他の機械では、オペレーターが家に帰って、切断する多数の小さな部品が入った 0.5 インチのプレートをカッティング ベッドに置いたままにし、完成するまでに数時間かかる可能性があります。これで終わりです。夜。」

「自動化は、当社のレーザー切断能力の向上に間違いなく役立ちました。」

新しいレーザー切断機には、マーティンが「生産作業」と呼ぶものが定期的に負荷されます。 輸送および建設部門の顧客からの厚鋼部品。 これらの部品は毎月定期的に注文されますが、数量は市場の状況に応じて変動する可能性があります。

マーティン氏は、レーザー切断装置の組み合わせにより、サウスウェスト・ウェルディング社は他社が困難と感じる作業を引き受けることができる段階に達していると述べた。 同社には主にアルミニウムの切断専用の機械があり、10 kW ファイバー レーザー マシンを使用すると、独自のレーザーを備えた近くの他の店舗では効率的に処理できない厚い材料を迅速に加工できます。 定期的な作業に精通し、機械の期待どおりのパフォーマンスを維持するための内部知識を備えた経験豊富で熱心な機械オペレーターと切断能力を組み合わせることで、同社のレーザー切断業務は真の競争上の優位性として浮上しました。

現在は曲げ部門に重点が置かれています。 マーティン氏は、レーザー切断部門が数年前よりも効率的に非常に多くの部品を生産しているため、プレスブレーキの受注残が増加していると述べた。

Southwest Welding には 2 つの油圧ブレーキと 4 つの電気ブレーキがあります。 FABTECH で SafanDarley 電気ブレーキを見た後、Martin 氏と同僚は、曲げ能力をどのように改善できるかに興味を持ったと述べました。 その後さらに 3 台のプレス ブレーキを購入し、Southwest Welding はこのテクノロジーの大ファンになりました。

「以前に比べて、電動プレスブレーキのおかげで精度が向上しました」と彼は言いました。 「100 個の部品を一貫して成形でき、クラウニングについて心配する必要はありません。また、新しいプレス ブレーキにアップグレードするたびに効率が向上します。」

この金属加工業者は、秋の初めに、大きくて扱いにくい部品をより効率的に曲げることができるシュレーダー折り機も導入しました。 オペレーターは、簡単に操作できるようにワークピースをテーブル上に置き、スイングバーで形状を作成することができます。

これは、Southwest Welding が増加するビジネス チャンスに対応するためにテクノロジーを採用しているもう 1 つの例です。 また、レーザー切断の建物での生活を非常にエキサイティングなものにするのにも役立ちました。

「長年にわたり、私は間違いなく多くの技術の進歩とレーザーモデルを見てきました」とマーティン氏は語った。 「かなり涼しくなりました。」