圖1   Tubilaser為格魯吉亞第比利斯和平之橋（左）和愛爾蘭都柏林的阿維瓦球場（右）所提供的管筒件（圖片來自Shutterstock.com）

這家公司為包括橋梁及場館建設(shè)、農(nóng)機、滑雪纜車構(gòu)造、室內(nèi)設(shè)計、建筑以及一般制造在內(nèi)的多個行業(yè)服務(wù)（圖1）。簡而言之，其客戶可以有對使用激光切割鏈接管件的任何需要（圖2）。Tubilaser最早購買了BLM的激光切管技術(shù)以增強其在與其他金屬加工廠競爭中的優(yōu)勢。“這使我們能夠以更低的成本為客戶提供更好的質(zhì)量。”Guido Bonaldo在介紹中表示。

圖2   Tubilaser生產(chǎn)的零件包括軸（左上）、吊燈（右上）、燈具（左下）以及桁架（右下）

激光切管

Tubilaser首次投資激光管材切割時購買了BLM的小口徑切割機，使用CO2激光器作為光源，可以切割直徑為4.75英寸、長度為20英尺的管。第二臺切割機則采用了3.5 kW的CO2激光器，可以切割直徑為20英寸、長度為50 英尺、厚度為0.625英寸的管。除了切割圓管，還切割方形管、矩形管、橢圓管、腔管、彎管以及工字梁管（圖3）。

圖3   采用激光切割的管和梁（圖片由BLM提供）

2014年，Tubilaser購買了其首臺使用光纖激光器的切割機，采用IPG 3 kW光纖激光器。這臺激光器增強了他們加工大型管的能力（圖4）。

圖4   光纖激光切割系統(tǒng)正在運行 （圖片由BLM提供）

采用激光切割大型管，絕對是15年前Bonaldo在具有高瞻遠(yuǎn)矚的企業(yè)家精神的情況下所做出的決定。他立刻意識到激光切割，甚至是大型管激光切割的潛在優(yōu)勢。最初投資激光切割機時這些優(yōu)勢并不明顯，“起初，所有客戶認(rèn)為我為一臺機器做出的如此巨大的投資絕對是瘋了，”他指最初決定購買激光切管機。“最開始，大型部件和結(jié)構(gòu)件沒有一點生意。我們不得不努力與客戶工程部門合作，令設(shè)計師相信使用激光加工的諸多優(yōu)勢。這些優(yōu)勢在小型管生意上非常明顯，但要讓客戶相信它用于更大、更重的管時一樣出眾卻還要等些時候。”

慢慢地，Tubilasers的客戶開始意識到激光切割的優(yōu)勢，開始為他們的零部件采用創(chuàng)新的設(shè)計解決方案。而如今，即使是簡單的應(yīng)用，也要用到激光切割工藝。Tubilaser生產(chǎn)經(jīng)理Flavio Colusso這樣解釋道：“該優(yōu)勢不在與單一部件的自動化生產(chǎn)，而在于他們覆蓋了項目的整個生產(chǎn)流程，同時與傳統(tǒng)工藝相比降低了所有的成本。”為了證明自己的觀點，Colusso舉例說明：“比如說2根長40英尺的大直徑圓形管。這些管要切出90°的槽，沿著管的方向還要切出其他的槽，這樣其他的管才能插進來組成管筒結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，你要注意這些槽的切割方向必須與90°槽的方向一致。一個小錯誤，甚至是1°的誤差，就會在管的另一端有很大的偏差。用傳統(tǒng)手工工藝制造時這種錯誤很普遍。返工以糾正此類錯誤的時間幾乎是無止境的。這意味著成本超標(biāo)，而且此類返工件的外觀也從來都不好看。激光管切機能夠以傳統(tǒng)手工工藝無法比及的精確性和重復(fù)性完全自動化地加工這些大型管。”

由于回轉(zhuǎn)卡盤牽引，切割機的3D傾斜切割頭可以沿管的方向移動。這種方法為沿工件的任何部位切割提供了高度的精確度和靈活性。“我們所有的客戶對切割精度和質(zhì)量都相當(dāng)滿意，”公司創(chuàng)始人之子Filippo Bonaldo表示。多虧了激光切割工藝，Tubilaser目前以短訂貨周期和低成本供應(yīng)高質(zhì)量零部件。這就是當(dāng)客戶將他們與其他用陳舊的傳統(tǒng)手工工藝與其競爭的加工廠相比較時發(fā)現(xiàn)的巨大優(yōu)勢。

“傳統(tǒng)方法按要求生產(chǎn)一個零件的總生產(chǎn)時間（以及成本）無法提前確定，因為這取決于諸多因素，最重要的因素就是加工者的手藝，” Colusso表示。“用激光器卻不同。按需生產(chǎn)任何部件，甚至是后續(xù)需要焊接的坡口切割，其成本和時間可以提前計算。無論是生產(chǎn)一個部件還是成百上千個部件，計算成本和實際成本一致。我們的客戶非?？粗爻杀九c質(zhì)量的優(yōu)勢。”

“成功項目中的一個例子就是生產(chǎn)鐵路上的復(fù)雜管狀結(jié)構(gòu)，”Bonaldo表示。“這些結(jié)構(gòu)體安裝在鐵路沿線，用來懸掛列車的信號燈和其他指示燈。這些管材用激光切割以后運往現(xiàn)場，準(zhǔn)備安裝。安裝期間無需更多調(diào)整或任何其他返工修補，像拼圖一樣安裝這種結(jié)構(gòu)體。”他繼續(xù)解釋到，“在傳統(tǒng)工藝中，不同時期操作工的手藝與以往都不同。在過去，只要你給他圖紙，操作工自己就可以制造出一個配件。新工人沒有這種技能。任何錯誤都會有很大的經(jīng)濟損失，因為你要么花費很多時間去返工或修復(fù)，要么重新開工。由于大直徑管的材料費非常昂貴，一個操作工根本無法獨自完成。”

光纖激光的優(yōu)勢

新型BLM切割機被設(shè)計用于厚壁大管的切割，而光纖激光器以高速切割薄板材料所具有的最佳性能而聞名，所以你不一定能立即反應(yīng)到這種新型切管機使用的是光纖激光器。選擇光纖激光器是由于其總體運行成本更低。“筒體結(jié)構(gòu)和農(nóng)機具行業(yè)對價格及其敏感——對零件成本控制得很嚴(yán)格，” Bonaldo說。“光纖激光技術(shù)，以更低的能耗和更少的維護，幫助節(jié)約單位成本。它還能夠切割其他在使用CO2激光器時，切割質(zhì)量不好的材料——鍍鋅板、紫銅、黃銅、不銹鋼。對于任何管材加工廠，這是一種非常重要的能力。”實際上，與CO2激光器相比，光纖激光器耗電相當(dāng)少；也沒有鏡片需要調(diào)整、清潔和維護。如果使用CO2激光器，會因維護而停機停產(chǎn)。此外，光纖激光器內(nèi)部有備用模塊，如果運行模塊出現(xiàn)問題，備用模塊也可以激活運行。

圖5   光纖激光器切割黃銅及紫銅 

雖然起初有些遲疑，但現(xiàn)在Tubilasers 的客戶理解到高精度、高質(zhì)量部件可以在現(xiàn)場安裝及焊接的優(yōu)勢，因此激光切割工藝成為他們加工管材類零部件的最新標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)設(shè)計師也感受到了光纖激光技術(shù)所提供的潛在的新的設(shè)計自由，而他們已經(jīng)開始在設(shè)計美觀、創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)體時對光纖激光技術(shù)靈活自如運用。

吸引人的設(shè)計、加工零部件的高度精確性、更低的單位成本、更少的維護及安裝時間，均證明了多年前Guido Bonaldo將大型厚壁管材管道的加工賭在激光切割技術(shù)上的正確性。

本文發(fā)表于英文版《工業(yè)激光解決方案》（2016年3月）

作者Giovanni Zacco, BLM公司業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理