Турельная пробивка обычно выигрывает на панелях с множеством повторяющихся стандартных отверстий; лазерная резка выигрывает на деталях с большим количеством контуров, малыми объёмами производства или частыми изменениями. Решающая переменная — плотность отверстий на деталь, а не общая сложность детали. Рассчитайте время цикла на одно отверстие относительно стоимости оснастки, затем проверьте толщину и требования к формовке, прежде чем принимать решение.

Две разные физические задачи

A револьверный вырубной пресс проталкивает закалённый пуансон через лист в соответствующую матрицу. Металл разрушается при сдвиге. Один ход инструмента, одна деталь, готово — будь то круглое отверстие диаметром 6 мм, жалюзи или ребро.
Волоконный лазер расплавляет и испаряет прорезь вдоль запрограммированного контура, при этом вспомогательный газ удаляет расплав. Ничто не касается листа. Головка должна пройти весь периметр каждой детали, которую она создаёт.
Это единственное различие определяет почти всё остальное в данном сравнении. Пробивка оплачивает фиксированную стоимость за деталь и не зависит от того, сколько идентичных деталей следует за ней. Лазер оплачивает стоимость, пропорциональную длине реза, и не зависит от того, вырезалась ли эта форма ранее.

Прямое сравнение по параметрам, которые реально влияют на вашу смету

Перед тем как отобрать несколько машин, проведите эту оценку затрат

Расчет несложный, и у большинства производителей все необходимые данные уже имеются в системе ERP.

1. Выберите десять деталей с наибольшим объемом производства. Не самые сложные детали, а те, которые производятся в наибольших количествах. Именно они окупят станок.
2. Подсчитайте детали по типу на каждом чертеже. Выделите стандартные круглые и прямоугольные отверстия из числа отверстий с нестандартными контурами. Подсчитайте их точно, не прибегая к приблизительным оценкам.
3. Рассчитайте время штамповки по формуле: (количество ударов ÷ частота ударов) + (количество оборотов инструмента ÷ скорость револьверной головки) + время перемещения. STON’сервопривод Серия SF указывает максимальную скорость вращения башни — 40 об/мин; механическая Серия JT опубликованные данные: 30 об/мин. Скрытыми затратами обычно являются не удары, а смены инструмента, поэтому подсчитайте, сколько различных инструментов требуется для изготовления каждой детали.
4. Рассчитайте время лазерной обработки следующим образом: общая длина реза делится на скорость подачи для данной толщины, плюс время пробивки, умноженное на количество элементов. Именно пробивки являются основным фактором, снижающим производительность лазера при обработке вентиляционной панели с 200 отверстиями.
5. Добавьте амортизацию инструментов к затратам на штамповку и затраты на газ — к затратам на лазерную резку, а затем разделите обе величины на годовой объем производства.

Полученное число зависит от конкретного набора деталей. Нередко в одном и том же цеху боковые панели шкафов обрабатываются на штамповочном прессе, а нестандартные кронштейны — на лазерном станке, и это скорее полезный вывод, чем повод для разочарования.

Когда толщина решает за вас

Ударная сила ограничена. Система STON’s SFL «пунч-лазер» Комбинированный станок выпускается в вариантах с усилием 300 кН (30 т) и 400 кН (40 т) в исполнении с закрытой рамой типа “O”, и этот усилие устанавливает жесткий предел на сочетание толщины, прочности материала и периметра штамповки, которое можно обработать за один ход. Нержавеющая сталь подвергается упрочнению при деформации и требует большего усилия, чем холоднокатаная сталь того же калибра; алюминий требует меньшего усилия, но приводит к задиру инструмента, если зазоры подобраны неправильно.
У лазера нет аналогов по механическим ограничениям в пределах своего диапазона мощности. Мощность лазерных установок STON варьируется от 1 кВт до 6 кВт, при этом практическим ограничением является качество и скорость резки, а не конструктивные ограничения самого станка.
Есть ещё один фактор, связанный с толщиной, о котором люди часто забывают. При штамповке тонкой, упругой нержавеющей стали толщиной менее 1 мм может произойти деформация листа в местах плотного расположения отверстий, поскольку материал не удаляется, а лишь смещается. Если ваша продукция представляет собой кухонную панель из нержавеющей стали толщиной 0,8 мм с мелкой перфорационной сеткой, то обеспечение плоскостности после штамповки становится настоящей инженерной задачей, а не просто примечанием.

Формование — это преимущество, которому нет аналога в лазерной технологии

Именно этот аспект сравнения, как правило, упускается из виду в типовых руководствах по технологическим процессам. Револьверный штамповочный станок не только вырезает. За один автоматический цикл он может изготовить решетки для вентиляционных панелей, профили для саморезов, зенковки, рельефные ребра для повышения жесткости панелей и мостовые ланцы.
Каждая из этих деталей на заготовке, вырезанной лазером, превращается в отдельную последующую операцию: очередная настройка, очередная перегрузка, очередная очередь, очередной риск появления царапин на панели. Для производителя электрических шкафов или панелей для систем отопления, вентиляции и кондиционирования, в которых жалюзи входят в стандартную комплектацию, уже один этот фактор может определить выбор, независимо от того, что показывают расчеты себестоимости одного отверстия.

В чем каждый процесс не оправдывает ожиданий

Настоящие недостатки перфорации заключаются не в том, что “она не может обрабатывать кривые”. Они заключаются в следующем:

• Управление запасами инструмента становится проблемой для руководства. На производстве с широким ассортиментом деталей накапливаются сотни комплектов пуансонов и матриц, и именно изношенные, а не утерянные из них становятся причиной ухудшения качества.
• Любой нестандартный контур аппроксимируется методом «нибблинга», что приводит к появлению зубчатого края и быстрому износу штрихов.
• «Мёртвые зоны» зажима означают, что детали, расположенные вблизи края листа, либо не могут быть изготовлены в данном положении, либо требуют перепозиционирования, что снижает точность.
• Машина работает громко и создает сильный шум. Требования к защитным устройствам и монтажу, предусмотренные Директивой по машиностроению 2006/42/ЕС, а также рамки оценки рисков, изложенные в стандарте EN ISO 12100, — это не просто формальности; они влияют как на планировку помещения, так и на ваш бюджет.

Настоящие недостатки лазера заключаются в следующем:

• Расходы на расходные материалы и коммунальные услуги зависят от количества часов работы. Для установок класса 3 кВт на лазерных агрегатах STON предусмотрена общая установленная мощность ≤50 кВА, при этом рекомендуется питание 60 кВА; для установок класса 6 кВт — ≤100 кВА, при этом рекомендуется питание 120 кВА. Потребление азота при обработке нержавеющей стали часто оказывается более значительным, чем ожидалось.
• Детали с большим количеством проколов обрабатываются медленно. Двести мелких отверстий — это двести проколов.
• Существует зона термического воздействия, и для некоторых материалов с покрытием или тонких материалов это влияет на качество отделки.
• Без формовки, без нарезания резьбы, без маркировки без дополнительной обработки.

Что касается требований к допускам, оба процесса должны быть определены с учетом установленного стандарта, а не на основе расплывчатого утверждения о “высокой точности”. Общие системы допусков, такие как ISO 2768, предоставляют вам и вашему заказчику единую терминологию, определяющую допустимые отклонения для размеров без обозначений.

О чём свидетельствуют опубликованные данные компании STON

Сравнение перестает быть абстрактным, как только вы обратите внимание на данные о конфигурации. Эти цифры взяты из таблиц характеристик STON для рассматриваемых машин.

Револьверные штамповочные прессыA

Стоит внимательно изучить данные по энергопотреблению. Механический револьверный штамповочный пресс с маховичным приводом потребляет менее 2 кВт в смешанном режиме. Установка волоконного лазера мощностью 6 кВт рассчитана на питание от источника мощностью 120 кВА. В течение трёх смен эта разница накапливается, превращаясь в цифру, которую обязательно заметят ваши финансисты.
Установки лазерной резки

STON‘Лазерный резак с двумя рабочими платформами предлагается в форматах 3015, 4015, 4020, 6020 и 6025. Площадь, занимаемая станом, резко различается в зависимости от конфигурации: модель 3015 с одним столом занимает примерно 4500 × 2600 мм, тогда как версия с сменным столом с теми же рабочими размерами занимает примерно 9000 × 3100 мм. Сменный стол позволяет загружать следующий лист во время резки, но занимает почти вдвое больше площади. Этот выбор стоит сделать осознанно, а не по умолчанию.

Комбинированный вариант

серия SFL от STON Комбинированный сервоприводной штампово-лазерный станок объединяет оба технологических процесса на одной рабочей платформе с одной фиксацией заготовки. Опубликованная конфигурация включает в себя схему расположения штампов: 16A, 11B, 3C и 2D станций с двумя вращающимися станциями (1B и 1C), ход по оси X 2500 мм в одном положении и до 5000 мм с вторичным позиционированием, ось Y — 1250/1500 мм, а повторяемость, обеспечиваемая двухцепочечным приводом с зубчатой рейкой, составляет ±0,01–0,02 мм. Согласно данным о продукции компании STON, станок занимает примерно на 40% меньше площади, чем отдельный штамповочный пресс и лазерный резак, а также устраняет необходимость в перемещении заготовок, повторном закреплении и повторной центровке между двумя операциями.

Компания STON не публикует прейскурантные цены на эти станки, поскольку конфигурация, комплект инструментов, мощность лазера и степень автоматизации существенно влияют на итоговую стоимость. Цены определяются на основании коммерческого предложения, составленного с учетом чертежей ваших деталей.

Почему всё больше производителей отказываются от этого варианта

По сравнению с раздельной схемой, которую сегодня используют большинство производителей — отдельная штамповочная линия и отдельная лазерная линия, каждая со своим оператором, собственной очередью и буфером незавершенного производства между ними, — интегрированный подход меняет постановку вопроса с “какой процесс” на “какой процесс для какой детали в рамках одной заготовки”.”
Это осуществляется двумя способами. Первый — это показанная выше комбинированная штампово-лазерная машина: пробивание повторяющихся отверстий и форм, лазерная обработка внешнего контура и нестандартных вырезов — всё за один зажим.
Вторая — линия с подачей из рулонов. Линия STON, включающая размотку, выравнивание, лазерную резку, штамповку и гибку, работает с рулонами, а не с заранее нарезанными заготовками, обрабатывая материал толщиной 0,5–2,0 мм и шириной листа 1000–1500 мм при весе рулона до 10 т, и обеспечивает точность выравнивания ±1 мм/м² и точность диагонали ≤1 мм на 2000 мм при скорости линии 0–12 м/мин. Для завода, серийно производящего одну группу панелей — шкафчики, дверцы шкафов, вентиляционные панели — экономия на стоимости материала за счет закупки рулонов вместо листов зачастую превышает экономию от выбора технологического процесса, которая и обсуждается в первую очередь.
Это оправдано только в том случае, если ассортимент вашей продукции остается стабильным. Предприятию, выполняющему заказы на изготовление 400 различных деталей в месяц, не следует воспринимать этот абзац как рекомендацию.

Две ошибки, которые допускают покупатели

“Лазер — это просто более современный вариант.”Возраст технологии не является определяющим фактором. Механический револьверный штамповочный станок, изготавливающий вентиляционную панель с 300 отверстиями за один автоматический цикл при мощности менее 2 кВт, — это не устаревший способ выполнения задачи, с которой лучше справляется лазер; он выполняет совсем другую задачу. Важен вопрос о том, как выглядят ваши детали, а не о том, какая технология была изобретена позже».
“Мы решим после покупки, исходя из того, какие заказы поступят.”. Проблема здесь заключается в инструментальном оснащении. Лазерный станок может принять новую деталь после изменения программы. А штамповочному прессу может потребоваться инструмент, которого пока нет в вашем запасе. Если вы купите штамповочный пресс, не сопоставив сначала семейства деталей с набором инструментов, вы обнаружите этот пробел уже при выполнении реального заказа. Сопоставляйте инструменты до того, как станок прибудет, а не после.

Принятие решения за один проход

1. Ответьте на эти четыре вопроса по порядку:
   Имеют ли ваши детали жалюзи, профили, зенковки или ребра? Если да, то в шорт-листе уже присутствует штамповочный пресс или комбинированный станок, а отдельно стоящего лазерного станка будет недостаточно.
2. Ваш ассортимент деталей стабилен или меняется ежемесячно? При стабильном ассортименте предпочтительнее штамповка; при нестабильном — лазерная резка.
3. Какой самый толстый и твердый материал вам приходится обрабатывать на регулярной основе? Если его толщина превышает пределы, при которых штамповка становится затруднительной с учетом периметра детали, с ним справится лазер.
4. Каково количество элементов на одной детали? При большом количестве плотно расположенных повторяющихся элементов предпочтительнее использовать штамповку; при длинных нерегулярных контурах — лазерную резку.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос: Может ли револьверный штамповочный пресс вырезать внешний контур, или для этого всё же понадобится лазер или ножницы?

A: Да, это возможно с помощью «постепенной резки» — наложения штрихов вдоль контура. В результате получается зубчатый край, и на длинном периметре требуется большое количество штрихов. Для прямоугольных заготовок с ровными сторонами этот метод вполне практичен. В случае изогнутых или нестандартных контуров этот процесс занимает много времени, а кромку, как правило, приходится дорабатывать — и именно эту пробелу устраняет комбинированный станок, сочетающий в себе штампово-лазерную технологию.

Вопрос: Какой процесс обеспечивает более качественную кромку для видимой окрашенной панели?

A: Как правило, лазерная резка, поскольку при ней отсутствуют заусенцы и прогиб при сдвиге. У краев, полученных штамповкой, на входной стороне наблюдается закручивание, а на выходной — заусенцы, и если край остается на виду, это означает необходимость удаления заусенцев. Если штампованные элементы представляют собой внутренние отверстия, скрытые за крышкой, состояние краев редко имеет значение.
Вопрос: На какое количество инструментов следует заложить средства в бюджете при приобретении револьверного штамповочного пресса?

A: Составляйте бюджет по группам деталей, а не по количеству. Выберите основные группы деталей, перечислите все уникальные размеры отверстий, пазы и формы, которые для них требуются, и добавьте стандартные круглые и прямоугольные детали, необходимые для общей обработки. Важна также компоновка станций — станок со специальными вращающимися станциями позволяет использовать один инструмент для обработки пазов под разными углами вместо того, чтобы закупать по одному инструменту на каждый угол.

Вопрос: Может ли волоконный лазер заменить штамповочный пресс при обработке тонколистовой нержавеющей стали?

A: При чистой резке тонкой нержавеющей стали лазер позволяет избежать риска деформации, который возникает при плотной штамповке упругого материала. Однако он не заменяет процессы формовки. Если на этих нержавеющих панелях необходимо установить жалюзи или профили, вам все равно понадобится штамповочное оборудование на каком-то этапе технологической цепочки.

Вопрос: Какие расходы на коммунальные услуги и снабжение мне нужно предусмотреть?

A: Для револьверных штамповочных прессов STON требуются напряжение 380 В ±5% и давление воздуха 0,55 МПа. Для установок лазерной резки предусмотрена установка мощностью 3 кВт при номинальной мощности ≤50 кВА (рекомендуется питание 60 кВА), а также установка мощностью 6 кВт при номинальной мощности ≤100 кВА (рекомендуется питание 120 кВА), плюс подача вспомогательного газа и охлаждающей жидкости. Перед началом электромонтажных работ необходимо уточнить данные в соответствии с окончательной конфигурацией.

Вопрос: Как получить четкий ответ по конкретным запчастям?

A: Пришлите чертежи деталей с указанием материала, толщины, перечня характеристик и годового объема производства. Инженерная команда STON предоставит разбивку технологического процесса и оценку продолжительности цикла с учетом конкретных конфигураций оборудования, а не общие рекомендации.