Региональный инжиниринговый центр промышленных лазерных технологий «КАИ- Лазер» - презентация

1 Региональный инжиниринговый центр промышленных лазерных технологий «КАИ- Лазер»

2 Определение Лазер («усиление света посредством вынужденного излучения »), или опти́чешский ква́нтовый генера́тор это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.

3 Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом происходит усиление света. Принцип действия

4 1. Лазерные сталеплавильные печи; 2. Станки лазерной резки; 3. Модули лазерной сварки; 4. Модули лазерного упрочнения; 5. Модули лазерной наплавки; 6. Модули лазерной маркировки; 7. Модули лазерной очистки. Способы применения лазерных установок в промышленности

5 Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в сталеплавильных цехах. Наиболее близкими по технической сути к предлагаемому изобретению являются плавильные металлургические печи, в которых для плавления стали используют электрические дуги переменного и постоянного тока или электронные лучи. Лазерная сталеплавильная печь Предлагаемая электрическая печь имеет корпус, закрытый сводом 1, под 2, футерованный огнеупорными материалами, рабочее окно 3. Лазеры могут быть установлены на огнеупорном или водоохлаждаемом своде - сводовые лазеры 4, или на стенах печи - стеновые лазеры 5, или на своде и стенах одновременно. 6 – расплавляемый металл. Корпус печи соединен трубопроводом 7 с вакуумной системой. Легирование металла осуществляют вводом в печь ферросплавов из бункера 8 через отверстие в своде 9. Выпуск готового металла из печи осуществляют через выпускное отверстие 10, обслуживание которого производят через отверстие 11.

6 Станок лазерной резки LaserCut Предназначен для автоматической лазерной резки листовых металлов: углеродистых сталей – толщиной до 16 мм, коррозионно-стойких – до 10 мм, алюминия до 10 мм. Может быть интегрирован в технологические линии. Размеры рабочей зоны, (длина, ширина, высота), мм 3000 х 1500 х 100 Толщина реза, мм 0.1 при толщине листа в 0,5 мм; 1,0 при толщине листа в 22 мм. Точность воспроизведения заданного контура, мм/м ±0,05/1000 Скорость резки. мм/с 500 – 600 при толщине листа в 0,5 мм; 5 при толщине листа в 22 мм. Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 50 Габаритные размеры станка Д x Ш x В, мм (без стойки управления) 9900 х 2900 х 2500 Масса станка, кг 9500 Максимальная выходная мощность лазера, к Вт 4 Качество выходного пучка, мм*мрад BPP 2,5 Тип лазера и волокно, мкм 50 LaserCut Примеры изделий, изготовленных на LaserCut без дополнительной механической обработки

7 Станок лазерной резки LaserCut Размеры рабочей зоны, (длина, ширина, высота), мм 6000x2000x100 Толщина реза, мм 0.1 при толщине листа в 0,5 мм; 1,0 при толщине листа в 22 мм. Точность воспроизведения заданного контура, мм/м ±0,05/600 Скорость резки. мм/с 500 – 600 при толщине листа в 0,5 мм; 5 при толщине листа в 22 мм. Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 65 Габаритные размеры станка Д x Ш x В, мм (без стойки управления) 17000x5000x2500 Масса станка, кг Максимальная выходная мощность лазера, к Вт 6 Качество выходного пучка, мм*мрад BPP 4,5 Тип лазера и волокно, мкм 100 Станок лазерной резки LaserCut-6020 предназначен для автоматической лазерной резки листовых металлов: углеродистых сталей - толщиной до 22 мм, коррозионно-стойких - до 16 мм, алюминия до 16 мм и может использоваться как индивидуальная единица оборудования, так и в составе технологических линий. LaserCut Примеры изделий, изготовленных на LaserCut без дополнительной механической обработки

8 Технологичешский модуль для технологии гибридной сварки на основе робота и лазера 30 к Вт с использованием защитной кабины Технологическая установка для отработки технологии гибридной сварки на основе 30 к Вт волоконного лазера и робота KR 120. Установка оснащена волоконным лазером мощностью 30 к Вт с транспортным волокном 200 µm, чиллером вода-воздух Riedel PC-1001, уникальной оптической сварочной головкой на основе металлооптики. Установка предназначена для сварки низкоуглеродистых сталей до 25 мм и нержавеющих сталей с толщиной стенки до 20 мм. Площадь занимаемая комплексом, м 2 80 Толщина свариваемого металла, в диапазоне, мм 5-25 Диаметр свариваемых деталей,мм 500 Длина свариваемых деталей,мм 2000 Скорость сварки, мм/мин Напряжение питающей сети, В 3x400В ±10% частотой 50/60 Гц. Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 189,9 Максимальная выходная мощность, к Вт 30 Качество выходного пучка, мм*мрадBPP < 11 (200 мкм) Длина волны излучения, нм.1070 Длина выходного волоконного кабеля, м 20 Выходной оптичешский коннектор совместимый по международному стандарту QBH Потребляемая мощность, к Вт 104,9 Размеры Шх ГхВ, мм 2100 x 806 x 1400 Охлаждениепринудительное водяное Вес, кг 1500 Технологичешский модуль для технологии гибридной сварки Стальные детали толщиной 25 мм, сваренные при помощи лазерной сварки

9 Технологичешский модуль для технологии гибридной сварки на основе робота и лазера 20 к Вт с использованием защитной кабины Роботизированный комплекс, на базе волоконного лазера ЛС-20 и сварочной с системой МИГ/МАГ, предназначен для проведения технологических работ по лазерной гибридной сварке толстостенных изделий. Толщина свариваемых изделий: алюминиевые и титановые сплавы до 12 мм. Площадь занимаемая комплексом, м 2 80 Толщина свариваемого металла, мм 3-15 Диаметр свариваемых деталей, мм 500 Длина свариваемых деталей, мм 2000 Скорость сварки, мм/мин Напряжение питающей сети, В 3x380 В +10%/-15% частотой 50 ±1 Гц. Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 139,9 Максимальная выходная мощность, к Вт 20 Качество выходного пучка, мм*мрадBPP 9 – 10,9 (200 мкм) Длина волны излучения, нм 1070 Длина выходного волоконного кабеля, м 20 Выходной оптичешский коннектор совместимый по международному стандарту QBH Потребляемая мощность, к Вт 79,9 Размеры Шх ГхВ, мм 806 x 1480 x 1519 мм Охлаждение принудительное водяное Вес, кг 1100 Технологичешский модуль для технологии гибридной сварки Изделия, полученные при помощи технологического модуля для технологии гибридной сварки на основе робота и лазера 20 к Вт

10 Технологичешский сварочный модуль клещевой сварки на основе 4 к Вт волоконного лазера и робота Роботизированная система лазерной «клещевой» сварки, является современной и высокотехнологической заменой контактной точечной сварки. Установка снабжена уникальным зажимом и сварочным инструментом. Благодаря интегрированной в зажиме системе защиты от рассеянного излучения установка относится к первому классу лазерной безопасности. Цанга установки обладает изменяемой силой сжатия до 3 кН. Сканирование лазерного пучка позволяет сваривать детали с протяженностью шва до 40 мм. Площадь занимаемая комплексом, м 2 80 Толщина свариваемого пакета, в диапазоне, мм 1-6 Максимальное количество сварных швов, шт /мин 8 Длина свариваемых деталей, мм 800 Скорость сварки, мм/мин 4000 Напряжение питающей сети, В 3x380 В +10%/-15% частотой 50 ±1 Гц. Максимальная мощность, потребляемая комплексом, к Вт 30 Технологичешский сварочный модуль клещевой сварки Пример приварки алюминиевых пластин к основному корпусу клещевой сваркой

11 Модуль ручной лазерной клещевой сварки с ЛС-2 Система лазерной «клещевой» сварки, является современной и высокотехнологической заменой контактной точечной сварки. Установка снабжена уникальным зажимом и сварочным инструментом. Благодаря интегрированной в зажиме системе защиты от рассеянного излучения установка относится к первому классу лазерной безопасности. Цанга установки обладает изменяемой силой сжатия до 3 кН. Сканирование лазерного пучка позволяет сваривать детали с протяженностью шва до 40 мм. Площадь занимаемая, м 2 36 Толщина свариваемого пакета, мм 1-3 Максимальное количество сварных швов, шт. /мин 8 Длина свариваемых деталей, мм 800 Скорость сварки, мм/мин 4000 Напряжение питающей сети, В 3x380 В +10%/- 15% частотой 50 ±1 Гц. Максимальная мощность, потребляемая комплексом, к Вт 20 Модуль ручной лазерной клещевой сварки с ЛС-2

12 Модуль лазерного упрочнения на основе волоконного лазера ЛС-2 Технологическая установка для упрочнения торцевых и радиальных поверхностей на основе 2 к Вт волоконного лазера с использованием защитной кабины. Комплекс лазерного упрочнения построен на базе разработанной технологии динамического формирования апертуры и плотности оптической энергии в зоне упрочнения. Площадь занимаемая комплексом, м 2.70 Перемещение по осям (X-Y-Z), мм 1300*1300*800 Диапазон перемещения по координате C, град n х 360 Точность отработки перемещения по координатам X и Y, мм 1 мм Повторяемость отработки перемещения по координатам X и Y, мм ±0,1 мм Габаритные размеры станка, мм 8215*2964*4800 Масса станка, кг 4300 Максимальная масса заготовки, кг 1600 Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 20 Максимальная выходная мощность лазера, к Вт 2 Качество выходного пучка, мм*мрад 2,5 (50 мкм) Длина волны излучения, нм 1070 Модуль лазерного упрочнения Пример изделия, полученного при помощи модуля лазерного упрочнения на основе волоконного лазера ЛС-2

13 Модуль лазерной наплавки на основе волоконного лазера ЛС-10 и робота с использованием защитной кабины Роботизированный лазерный комплекс на базе волоконного лазера предназначен для проведения лазерной наплавки и упрочнения поверхностного слоя различных изделий. – под плавление и зона термического влияния основного металла минимально, что позволяет сохранить точностные параметры исходного изделия; – подача присадочного материала осуществляется локально, коэффициент сплавления материала достигает значений 0,7-0,9; Площадь занимаемая комплексом, м Обработка тел вращения, мм.от 10 до Подача порошка зону излучения, гр./мин. 10….150 Длина изделий, мм Напряжение питающей сети, В. 3x380В +10% -15% частотой 50 ±10 Гц. Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 60 Модуль лазерной наплавки Пример наплавки при помощи модуля на основе волоконного лазера ЛС-10

14 Технологичешский модуль 5-и осевой системы лазерной обработки для пробивки отверстий в авиационных конструкциях с лазером YLS- 1500/15000-QCW-WC 5-осевая система лазерной обработки предназначена для автоматической 2D и 3D лазерной резки крупных деталей из углеродистых, коррозионно-стойких сталей, а также алюминия. Система оснащается волоконным лазером, системой числового программного управления, персональным компьютером, обеспечивающим ввод управляющих программ с жесткого диска, USB-flash, а также непосредственно с клавиатуры модуля управления машины. Площадь занимаемая комплексом, м 2 70 Габаритные размеры станка, мм. ( с учетом кабины),6500*5500*4000 Масса станка, кг 4300 Напряжение питающей сети, В 3x380 В +6%/-10% частотой 50 ±1 Гц. Перемещение по линейным осям,1000 х 1000 х 1000 мм Перемещение поворотной оси С, в диапазоне градусов Перемещение наклонной оси D, в диапазоне градусов Стандартный рабочий стол с Т-образным пазом,1270 х 915 х 711 мм Максимальная нагрузка на стол,1450 кг Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 25 Максимальная выходная мощность, к Вт 1,5 Качество выходного пучка, мм*мрад BPP 1,5 – 2,4 (50 мкм) Длина волны излучения, нм 1070 Длина выходного волоконного кабеля, м 20 Выходной оптичешский коннектор совместимый по международному стандарту QBH Потребляемая мощность, к Вт 1,9 Размеры Шх ГхВ, мм 558 х 790 х 815 мм Охлаждениепринудительное водяное Вес, кг.160 Технологичешский модуль 5-и осевой системы лазерной обработки Пробивка отверстий диаметром 0,3 мм в алюминиевом цилиндре диаметром 120 мм и толщиной стенки в 10 мм

15 Модуль лазерной маркировки Установка позволяет выполнять маркировку и очистку различных поверхностей: сталь, пластик и другие типы материалов. Также установка позволяет производить глубокую маркировку, с испарением определенного количества материала в зоне воздействия сфокусированного излучения, и по этому же принципу локальную очистку поверхности от окалины, загрязнений, ржавчины. Площадь занимаемая комплексом, м 2 6 Скорость перемещения луча, м/сек 3 Частота следования импульсов, в интервале, к Гц 5…20 Максимальная средняя мощность, Вт 20 Доступное линейное поле гравировки, мм 100 х 100 Управление Через персональный компьютер Номинальная выходная средняя мощность, Вт 20 Максимальный потребляемый ток, А7,5 Качество выходного пучка, мм*мрад BPP 1,5 -1,8 Длина волны излучения, нм 1070 Длина выходного волоконного кабеля, м 3 Энергия в импульсе, м Дж 0,95 Напряжение питания, Вт 23,9 Размеры Шх ГхВ, мм 286 х 95 х 215 Вес, кг 8 Модуль лазерной маркировки Пример маркировки. Материал – нержавеющая сталь

16 Модуль лазерной очистки Установка лазерной очистки является мобильной версией установки лазерной маркировки и позволяет производить лазерную обработку в поле, на крупных и несъёмных объектах. Основная функция – лазерная очистка поверхности; дополнительная – маркировка. Типы удаляемых загрязнений – окислы, лакокрасочные покрытия, органические загрязнения, сажа. Площадь занимаемая комплексом, м 2 3 Скорость перемещения луча, м/сек 3 Частота следования импульсов, к Гц.5…20 Максимальная средняя мощность, Вт 20 Напряжение питающей сети, В 220 В +10% -15% частотой 50 ±1 Гц. Максимальная мощность, потребляемая машиной, к Вт 2 Вес установки, кг 25 Управление Планшетный ПК или локальный пульт Модуль лазерной чистки Пример портативной, ручной лазерной очистки и маркировки. Материал сталь 40. Загрязнение – ржавчина.

17 Установка для лазерной наплавки порошковых материалов OPTOMEC LENS 850-R Система лазерной «клещевой» сварки, является современной и высокотехнологической заменой контактной точечной сварки. Установка снабжена уникальным зажимом и сварочным инструментом. Благодаря интегрированной в зажиме системе защиты от рассеянного излучения установка относится к первому классу лазерной безопасности. Цанга установки обладает изменяемой силой сжатия до 3 кН. Сканирование лазерного пучка позволяет сваривать детали с протяженностью шва до 40 мм. Технические характеристики: Размер рабочей зоны: 900 х 900 х 1500 мм Рабочая среда – аргон Мощность лазера 1 к Вт Используемые порошки: черные и цветные металлы, керамика

18 Возможности для МСП: компоненты современного автомобиля

19 1. Универсальность (резка, сварка, упрочнение, наплавка, маркировка, очистка); 2. Широта внедрения (авиа- и вертолетостроение, автомобилестроение, судостроение, станкостроение и т.д.); 3. Большой экономичешский эффект. Преимущества лазерных технологий:

20 Общий вид инжинирингового центра Комплекс гибридной лазерной сварки Комплекс 5 – координатной лазерной прошивки Комплекс 5 – координатной лазерной прошивки

21 Модуль лазерной гибридной сварки Модуль лазерной наплавки и упрочнения Установки лазерной маркировки и очистки Комплекс гибридной лазерной обработки

22 Станок лазерного раскроя большой площади Станок лазерного раскроя со сменными паллетами Роботизированный комплекс Лазерной сварки Комплекс ручной клещевой сварки Комплекс наплавки

23 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !