การใช้เครื่องตัดเลเซอร์โลหะในการตัดอลูมิเนียม

ข้อดีของการตัดด้วยเลเซอร์คือสามารถแปรรูปอลูมิเนียมฟอยล์เป็นรูปทรงต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีนี้ทำให้อุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์เป็นที่สนใจของสายการบินต่างๆ ทันทีที่เริ่มจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ ในปี 1970 ผู้ผลิตรายใหญ่ได้ประเมินเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ และพบว่าไม่อนุญาตให้สร้างความเสียหายต่อลักษณะความล้าของชิ้นส่วนที่เกิดจากรอยแตกขนาดเล็กที่เกิดจากการประมวลผลด้วยเลเซอร์ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลเสียต่อผลประโยชน์ของอุตสาหกรรมการผลิต ทำให้เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์กลายเป็นชั้นวางของผู้ผลิตโครงเครื่องบินรายใหญ่

การผลิตชิ้นส่วนสปินเนอร์และระบบส่งกำลังทำจากเหล็กแท่งโลหะขนาดใหญ่ ลำตัวยังมีชิ้นส่วนบางส่วนที่ใช้วัสดุปลอมแปลง แต่ชิ้นส่วนลำตัวส่วนใหญ่ทำจากแผ่นอลูมิเนียม ตามเนื้อผ้า โลหะผสมอลูมิเนียมที่มีสังกะสีเป็นส่วนประกอบหลัก 7000 ถูกนำมาใช้ในการแปรรูป เนื่องจากโลหะผสมมีความแข็งแรงคงที่และความล้าที่ดี แม้ว่าวัสดุอะลูมิเนียมซีรีส์ 7000 จะเหมาะมากสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ แต่ก็ไม่ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ การให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว เช่น การเชื่อมและการตัดด้วยเลเซอร์ อาจทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กได้ รอยแตกขนาดเล็กทำให้ความแข็งแรงเมื่อยล้าลดลง การเชื่อมและการตัดด้วยเลเซอร์เป็นสองกระบวนการที่ทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กที่เกิดจากความร้อน

การควบคุมคุณภาพและการประมวลผลถือเป็นสิ่งสำคัญ กระบวนการใดๆ ที่นำปัจจัยที่ไม่แน่นอนมาสู่การประมวลผลจะต้องได้รับการควบคุมหรือกำจัดโดยตรง ในอดีต การตัดด้วยเลเซอร์ทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อการควบคุมคุณภาพและความสม่ำเสมอระหว่างชุดการผลิตต่างๆ

ในระบบการตัดด้วยเลเซอร์ในปัจจุบัน ข้อจำกัดของการตัดด้วยเลเซอร์เหล่านี้ในการใช้งานด้านการบินได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ข้อจำกัดเหล่านี้รวมถึงประสิทธิภาพความล้าและความสม่ำเสมอของกระบวนการผลิตที่ลดลง ขณะนี้ ระบบเลเซอร์ได้ลดขนาดของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) และรอยแตกขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องลงอย่างมาก ในกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ ช่างเทคนิคสามารถควบคุมพารามิเตอร์การตัดได้แล้ว และใช้ซอฟต์แวร์เครื่องคิดเลขเพื่อทำซ้ำได้อย่างแม่นยำ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้ผู้คนคิดใหม่ว่าการตัดด้วยเลเซอร์เหมาะสำหรับการผลิตโครงสร้างลำตัวหรือไม่ โครงสร้างลำตัวส่วนใหญ่ทำจากวัสดุอลูมิเนียมซีรีส์ 7000

การแตกหักจากความเมื่อยล้ามักเกิดขึ้นในบริเวณที่มีความเครียดสะสม เช่น ขอบของชิ้นส่วน การเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิต หรือข้อต่อ มีหลายวิธีในการต่อชิ้นส่วนลำตัวที่ทำจากโลหะแผ่น และรอยแตกเมื่อยล้าส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ข้อต่อ หากไม่ได้ใช้เลเซอร์เพื่อตัดรูเล็กๆ ในข้อต่อ เลเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตัดขอบของชิ้นส่วน สำหรับผลกระทบอื่นๆ สามารถใช้ตำแหน่งการเชื่อมต่อที่เปราะบางที่สุดเพื่อแสดงให้เห็นว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อแล้ว รอยแตกขนาดเล็กที่เกิดจากการตัดด้วยเลเซอร์ไม่ใช่ตำแหน่งความเสียหายหลัก ด้วยวิธีนี้ เราสามารถสรุปได้ว่าหากชิ้นส่วนมีแนวโน้มที่จะแตกหักที่ข้อต่อ เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์จะไม่สร้างความเสียหายต่อลักษณะความล้าของชิ้นส่วนอีกต่อไป

กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์สามารถประมวลผลชิ้นส่วนที่สม่ำเสมอได้เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพมากกว่าการประมวลผลแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีเลเซอร์คาดว่าจะช่วยลดเวลาการประมวลผลและต้นทุนการผลิต เป็นเวลานานแล้วที่การประมวลผลแผ่นอะลูมิเนียมซีรีส์ 7000 ไม่ได้นำข้อดีของเลเซอร์มาใช้ เนื่องจากประสิทธิภาพความล้าลดลง เมื่อเร็วๆ นี้ นวัตกรรมในระบบเลเซอร์ทำให้ผู้คนสามารถประเมินข้อดีของการตัดอะลูมิเนียมด้วยเลเซอร์สำหรับการบินได้อีกครั้ง การทดสอบเบื้องต้นได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเทคโนโลยีเลเซอร์ในการประมวลผลเฟรมเครื่องบิน ระบบเฟรมเครื่องบินในอนาคตและการออกแบบที่มีอยู่ไม่ควรตัดทอนการใช้เลเซอร์ที่เป็นไปได้ในระบบเฟรมเครื่องบินนี้โดยพิจารณาจากประสบการณ์ในอดีต เราควรจะมีทัศนคติที่เปิดกว้างในการวิเคราะห์สถานการณ์ต่างๆ เพื่อพิจารณาว่าเทคโนโลยีเลเซอร์สามารถก่อให้เกิดประโยชน์ต่อผลิตภัณฑ์ได้หรือไม่