Файл: Содержание анализ и систематизация поставленной задачи.docx

Таблица 3. Таблица сравнения лазерной и плазменной резки [3]

Параметры	Лазерная резка	Плазменная резка
Ширина реза	Ширина реза постоянна (0,2 - 0,375 мм)	Ширина реза не постоянна из-за нестабильности плазменной дуги (0,8 - 1,5 мм)
Точность резки	Как правило ±0,05 мм (0,2 - 0,375 мм)	Зависит от степени износа расходных материалов ±0,1 - ±0,5 мм
Конусность	Менее 1°	3° - 10°
Минимальные отверстия	При непрерывном режиме диаметр примерно равен толщине материала. Для импульсного режима минимальный диаметр отверстия может составлять одну треть толщины материала.	Минимальный диаметр отверстий составляет 1,5 от толщины материала, но не менее 4мм. Выраженная склонность к эллиптичности, (возрастает с увеличением толщины материала).
Внутренние углы	Высокое качество углов	Происходит некоторое скругление угла, из нижней части среза удаляется больше материала, чем из верхней
Окалина	Обычно отсутствует	Обычно имеется (небольшая)
Прижоги	Незаметны	Присутствуют на острых наружных кромках деталей
Тепловое воздействие	Очень мало	Больше, чем при лазерной резке
Производительность резки металла	Очень высокая скорость. При малых толщинах обычно с заметным снижением при увеличении толщины, продолжительный прожиг больших толщин.	Быстрый прожиг; очень высокая скорость при малых и средних толщинах обычно с резким снижением при увеличении толщины.

1.1.3.2 Экономическая оценка применения волоконных лазеров

Рассмотрим экономические вопросы, закономерно возникающие при оценке проектов технического перевооружения на основе мощных волоконных лазеров [4,5]. У волоконных лазеров имеется целый ряд технических особенностей и свойств, из-за которых переносить опыт применения классических лазеров на новую технику не совсем корректно. Поэтому целесообразно начать с изложения этих отличий и особенностей.

---

1. 
   Уникальный ресурс новых излучателей (более 100 тысяч часов с возможностью продления ресурса при сравнительно небольших затратах) и почти нулевые эксплуатационные затраты. С учетом фактического изъятия части амортизации через НДС и ЕСН в существующей налоговой системе это может быть весьма важным экономическим фактором (часть амортизации не используется и остается в вашем распоряжении).
   
2. 
   Минимальные время и затраты на подготовку помещений и пусконаладку. Производитель волоконных лазеров даже называет процесс пусконаладки термином «инсталляция», поскольку процесс запуска оборудования с момента распаковки транспортной тары занимает всего несколько часов.
   
3. 
   Универсальность лазерного источника. Волоконный лазер является образцом источника «чистой лучевой» энергии, и в нем самом почти нет технологической специфики — т. е. он может быть переориентирован с выполнения одного технологического процесса на другой при диверсификации или иной перестройке производства. С оговорками можно даже назвать такой источник ликвидным, в том смысле, что он сам по себе сохраняет стоимость и ценность. Отсюда начинают развиваться сервисы лизинга и обмена лазеров (по этим вопросам лучше контактировать прямо с производителем).
   
4. 
   Возможность наращивания мощности. Вы можете приобрести лазер с конструктивным запасом, скажем, на мощность 700 Вт при поставке и потом просто докупить блоки накачки и увеличить мощность до 2400 Вт, практически ничего не меняя в вашей производственной системе (операция установки дополнительных блоков длится не более 2-3 часов). Это позволяет существенно уменьшить начальные капитальные вложения и нарастить производительность точно в тот момент, когда это нужно вашему производству.
   
5. 
   Транспортировка излучения по оптическому кабелю длиной от 10 до 100 м существенно упрощает проектирование и компоновку технологических систем. Можно использовать огромный ассортимент серийной промышленной робототехники. Для некоторых задач требуется только три компонента: лазер, технологическая головка и промышленный робот. Естественно, при отсутствии опыта услуги фирмы-интегратора все равно потребуются, но суммарные затраты на создание специфической производственной системы будут существенно меньше.
   
6. 
   Возможность организации на базе волоконных лазеровмногоцелевых и многофункциональных технологических участков для максимизации загрузки лазерного источника. Это не совсем просто, но вполне реально, и ввиду важности этой возможности мы ее специально обсудим далее.
   
7. 
   И наконец, вопрос кадров и специалистов. Волоконные лазеры избавляют вас от необходимости содержать штат специалистов с довольно специальными знаниями в области оптики, электрических разрядов и вакуумных систем. Ничего этого не требуется для эксплуатации, обучение специалиста оператора занимает время не более недели. Естественно, это не избавит вас от необходимости иметь грамотных технологов, но это уже иной вопрос, не имеющий отношения к самому лазеру. Вполне возможно задействовать имеющийся персонал и заодно получить другой, более качественный уровень производительности.
   

---

В настоящее время волоконные лазеры сейчас несколько дороже классических CO2-лазеров и поэтому стоимость самого лазера составляет существенную часть технологической системы. Ориентировочная цена лазера за 1000 Вт мощности составляет 3,5 млн.руб. с НДС.

В минимальный «рабочий» набор оборудования для выполнения лазерной технологической операции входят: 

1. 
   Волоконный лазер с указанной выше базовой стоимостью 3,5 млн. руб./кВт;
   
2. 
   Лазерная технологическая головка — 0,4…0, 8 млн.руб. Она непосредственно формирует поток излучения и потоки других веществ в зоне обработки;
   
3. 
   Роботизированный манипулятор для перемещения лазерной головки или изделия, а также для общего управления процессом. Если применить готовый универсальный промышленный робот, то затраты составят 1-2 млн. руб. в зависимости от бренда и комплектации.
   

Таким образом, базовая сумма капитальных затрат на технологическую систему мощностью 1000 кВт составит около 6 млн.руб. На самом деле ещё будут необходимы затраты на интеграцию, программное обеспечение, подготовку помещений и производства. Поэтому будет разумным для простоты расчетов предположить, что стоимость вложений составит примерно две цены волоконного лазера. В частности, такая пропорция наблюдается по лазерным станкам для раскроя металла — цены на станки с волоконным лазером мощностью 2000 Вт находятся в интервале 12-14 млн. руб.

При этом лазерные раскройные системы представляют собой большой комплекс оборудования и имеют большие габариты, но цена снижается благодаря серийности и типовой, хорошо обкатанной технологии. В других технологических процессах (сварка, закалка) комплекс оборудования может быть проще, но зато на данном этапе эти технологии не пакетированы в серийные комплексы, т.е. здесь возникнут существенные затраты на инжиниринг и технологию. Поэтому двухкратный коэффициент может быть оправданным для широкого класса применений при среднем уровне автоматизации (процесс обработки автоматический, загрузка-выгрузка ручная или полуавтоматическая).

ЛИТЕРАТУРА

1. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная резка металлов. – М.: Высшая школа, 1988. – 127 с.

2. Может ли плазменная резка конкурировать с лазерной. –

http://www.gigamech.com/info-mmi/articles-mmi/92-lazer-vs-plasma

3. Лазер или плазма? – http://unimach.ru/articles/67

4. Волоконные лазеры. Экономическая оценка. –

---

http://www.ntoire-polus.ru/ritm37_pp43-45.pdf

5. Скрипченко А.И., Медвецкий В.М. Волоконные лазеры. Экономическая оценка. НТЦ ООО «Электроресурс» – http://unimach.ru/articles/84

---