Forradalmi cső- és acélszerkezet-gyártás: a 3D lézeres megmunkálás előnyei

A csövekből, zártszelvényekből és szerkezeti acélból készült elemek gyártása hosszú évtizedek óta meghatározó ipari folyamat. Ezeket az anyagokat számos ágazatban alkalmazzák, az építőipartól a mezőgazdasági gépgyártáson át a közlekedési infrastruktúrákig. A hagyományos megmunkálási eljárások ugyanakkor jelentős munkaerőigényt, hosszú átfutási időt és magas költségeket eredményeznek.

Válasz a hagyományos acélszerkezet-gyártás kihívásaira

A modern ipar egyre inkább az automatizáció felé fordul, hogy csökkentse a termelési költségeket, növelje a hatékonyságot és kezelje a munkaerőhiányt. Ehhez teremt lenyűgöző környezetet a 3D lézeres megmunkálási technológia, illetve az olyan gépek, mint a Yamazaki Mazak Corporation FG sorozatú lézervágói, amelyek egyszerre több folyamatot is el tudnak végezni, így lehetővé teszik például csövek, zártszelvények és gerendák precíz, gyors és automatizált megmunkálását, csökkentve a manuális beavatkozás szükségességét és jelentősen növelve a termelékenységet.

A cső- és acélszerkezetek előállítása összetett folyamat, amely hagyományos módszerekkel több különálló munkafázisból áll. A tipikus gyártási lépések közé tartozik

• a vágás, vagyis a csövek és gerendák méretre szabása mechanikus vagy hővágási technológiákkal,
• a fúrás és menetfúrás, amivel a szerelési pontokat és illesztéseket készítik elő,
• a marás és élfazettázás, hogy a csatlakozási felületek pontosan illeszkedjenek,
• illetve a hegesztés és összeállítás: a szerkezeti elemek végleges összeszerelése.

Ezek a lépések komoly manuális munkát igényelnek, és gyakran több különálló gépen zajlanak, ami lassú és költséges folyamat. Éppen ezért a modern ipar egyre nagyobb hangsúlyt fektet az automatizálásra, amelynek végső célja mindig a költségek és az átfutási idő csökkentése, valamint a gyártási minőség javítása.

Automatizált gyártás a munkaerőhiány csökkentésére

A fejlett ipari országokban komoly kihívást jelent a gyártó ágazatokat érintő, egyre duzzadó munkaerőhiány. Az acélszerkezet-gyártásban dolgozó szakemberek száma csökken, miközben a kereslet megállás nélkül növekszik. A vállalatok erre reagálva szívesen fektetnek olyan technológiákba, amelyek kevésbé támaszkodnak humán erőforrásra, de akár jelentősen növelik a gyártási hatékonyságot.

A 3D lézeres megmunkálás éppen ilyen megoldást kínál: lehetővé teszi a cső- és acélszerkezetek teljesen automatikus megmunkálását – egyetlen géppel. Az FG sorozat például egyszerre hajtja végre a vágás, marás, fúrás, menetfúrás és hajlítás folyamatait, amelyekhez – sok más területhez hasonlóan – kifejezetten nehéz megfelelő szakembert találni.

Hagyományos japán illesztési technikák és modern alkalmazásuk

A japán építészetben régóta alkalmazott illesztési technikák olyan szerkezeti megoldásokat kínálnak, amelyek minimális szeghasználattal biztosítják a stabilitást és a tartósságot. Ezeket az elveket már a fémmegmunkálásban szintén jól lehet hasznosítani, amire szükség is van, hiszen a hagyományos acélszerkezetek különböző elemeinek összeállítása sok hegesztési pontot igényel. A 3D lézeres megmunkálás lehetővé teszi olyan illesztési technológiák alkalmazását, amelyek csökkentik az alkatrészek számát és a szükséges hegesztési pontokat. A készülő hét alkatrész háromra csökkenthető, míg az egyébként tíz hegesztési pont helyett egyetlen egyre sincs szükség.

Ennek a módszernek az alkalmazása a fémmegmunkálásban eddig ritkaságszámba ment, hiszen az alkatrészek manuális előkészítése és illesztése több időt vett volna igénybe, mint a hegesztés. A 3D lézeres megmunkálás elterjedésével azonban ezek az eljárások ipari szinten is alkalmazhatóvá váltak.

A 3D lézeres megmunkálás előnyei

A Yamazaki Mazak FG-400 NEO számos innovatív funkciót kínál ezen a területen. A legnagyobb előnyei közé tartozik a munkadarabokat tartó és mozgató négy szinkronizált tokmány automatikus anyagkezelése, a gép nemcsak egyenes vágásokat, hanem összetett geometriákat is kivitelezni képes 3D lézervágója, a sugárnyaláb kartakterisztikájának és átmérőjének állíthatósága, valamint a csatlakozási pontok furatait és menetfúrását precízen elkészítő folyamat automatizálása. Mindezeknek köszönhetően a 3D lézeres megmunkálás az átfutási időt 50-70, a selejt mennyiségét 60-80, az anyagveszteséget pedig 30-50 százalékkal csökkenti a hagyományos eljárásokhoz képest, ráadásul az újgenerációs lézertechnológiának köszönhetően még alacsonyabb fenntartási költségekkel is üzemel.

Gyakorlati példák: hogyan változtatja meg az ipart?

Egy európai ügyfél, aki az FG sorozat fejlesztésében is közreműködött, különböző cső- és gerendaszerkezeteket dolgoz fel ezekkel a gépekkel, és azt tapasztalta, hogy a 3D lézeres megmunkálás bevezetése jelentős termelékenységnövekedést eredményez. Egy másik, traktorokat gyártó vállalat korábban 45 nap alatt gyártott le bizonyos alkatrészeket, de az FG sorozat bevezetése óta az átfutási idő két napra zsugorodott, így a termékeit hamarabb tudja szállítani, amivel a folyamatközi készletezést is csökkenteni tudta 75 százalékkal.

A Yamazaki Mazak egy harmadik példán azt is szemléltette, hogy az FG sorozatú lézervágó gépek segítségével nyolc óra alatt le lehet gyártani egy rácsos tetőszerkezet elemeit, amelyek hegesztése és összeszerelése hagyományos megoldásokkal akár hónapokat is igénybe vehet. Ez az eredmény egyértelműen bizonyítja a 3D lézeres technológia hatékonyságát az ipari szerkezetek előállításában.

A teljesen automatizált gyártásé a jövő?

A 3D lézeres megmunkálás nemcsak hatékonyabbá teszi a gyártást, hanem lehetővé válik a rugalmasabb, kisebb sorozatokban történő termelés is, ami megfelel a modern ipari trendeknek. Az automatizált rendszerek alkalmazása csökkenti a humán erőforrásigényt, miközben pontosabb és gyorsabb gyártást biztosít.

A következő években várhatóan egyre több vállalat tér át ilyen automatizált rendszerekre, mivel a technológia költséghatékonysága és termelékenysége folyamatosan nő. A Yamazaki Mazak FG sorozatához hasonló fejlett lézervágó gépek pedig kulcsszerepet játszhatnak ebben a folyamatban, biztosítva az ipar számára a jövő fenntartható és hatékony gyártási megoldásait.

Mazak