Масла для смазки и охлаждения режущих инструментов

Если при обработке металлических материалов используются масла для смазки и охлаждения режущего инструмента, то при лазерной резке могут образовываться углеводороды и альдегиды. При применении рекомендуемых фирмой TRUMPF масел для смазки и охлаждения режущего инструмента были установлены следующие концентрации на рабочем месте:

	Оцинкованный стальной лист [мг/м3]	Сплавы алюминия [мг/м3]	ПДКдля рабочей зоны [мг/м3]
Ацетальдегид	0.007	0.005
Ацетон	0.111	0.204
Бутанол	0.334	0.022
Бутилацетат	0.081	0.007
Декан	0.060	0.004	нет предельного значения
Этилацетат	0.297	0.002
Этилбензол	0.034	0.004
Формальдегид	0.021	0.013	0.6
Все углеводороды	2.600	1.875	нет предельного значения
Толуол	0.057	0.12
Ксилол	0.113	0.013

Таким образом, концентрации веществ в данном случае значительно ниже предельно допустимых концентраций на рабочем месте (ПДК) (примеры для использования других масел для смазки и охлаждения режущего инструмента не могут быть непосредственно приведены).

Масла для смазки и охлаждения режущего инструмента при обработке алюминия, например, рекомендуемое фирмой TRUMPF масло производства фирмы Wisura, содержат аминовые соединения, что при лазерной резке может теоретически вызвать образование нитроаминов. Несмотря на это, соответ­ствующие исследования дали во всех пробах отрицательный результат: наличие нитроаминов не могло быть установлено. При применении рекомендуемых фирмой TRUMPF масел для смазки и охлаждения режущего инструмента на основе, не содержащей хлора, образование полихлорированных бифени-лов (РСВ) и диоксинов исключается.

Озон

При высокочастотном разряде TLF-лазера может образовы­ваться озон. Этот озон улетучивается через вентиляционные прорези кожуха в окружающий воздух. Контрольные измерения на фирме TRUMPF при шести включенных в одном помещении лазерах выявили концентрацию озона в окружающем воздухе величиной в 5 частей на миллиард. Действующая в Федеративной Республике Германия предель­но допустимая концентрация озона на рабочем месте (ПДК) составляет 100 частей на миллиард. Таким образом, обнару­женное значение значительно меньше предельного.

Листы с защитным полиэтиленовым покрытием

При лазерной резке покрытых полиэтиленовой пленкой листов образуются, главным образом, алифатические и олеиновые соединения:

• n-гептан, 1-гептен, гептады

• п-октан, 1-октен, октады

• n-нонан, 1-нонен, нонады

• n-декан, 1-декен, декады

• непредельные n-декан, 1-декен, декады

• другие n-алкан, 1-алкен, диеновые пары

• Толуол

• Этилбензол

• L-лимонины

• N-бутилбензолсульфоамид

При измерениях во всасываемом потоке воздуха при помощи анализатора общего содержания углеводородов (пламенно-ионизационного детектора) были обнаружены концентрации между 2 и 10 частей на миллион, замеренные в пересчете на метан. Таким образом, при лазерной резке листов с защитным полиэтиленовым покрытием не ожидается превышение предельных значений концентрации органических составля­ющих отводимого воздуха. Незначительное образование запаха может вызываться отдельными, находящимися в предельно низких концентрациях (в диапазоне частей на миллиард) и имеющими интенсивный запах компонентами отводимого воздуха.

Опасности при термическом разложении линз из селенита цинка

Линзы из селенита цинка (ZnSe) установлены в зеркало для вывода энергии лазерного агрегата и в качестве фокусиру­ющей линзы в режущей головке.

Характеристики линз

Химический состав

Форма

Цвет

Запах

Точка плавления

Давление паров

Растворимость в воде

Воспламеняемость

Реакции

Специальные защитные меры

ZnSe (селенит цинка)

Покрытие содержит фторид тория (содержание фтора в линзе

шайба (линза)

оранжевая, прозрачная

-

1520 °С

-

-

пренебрежительно мало

растворимы в сильных солях и щелочах

никаких при нормальных условиях хранения и эксплуатации

Термическое разложение

Термическое разложение в связи с поглощением лазерного излучения, которое вызывается, например, загрязнением или прожиганием линзы.

Если работы проводятся при мощности лазера свыше 2500 Вт, необходимо следить за абсолютной чистотой линзы в лазерной головке. В противном случае имеется большая вероятность повреждения линзы, вызванного поглощением излучаемой мощности.

Продукты разложения

Оксид цинка, гидраты цинка, селен, оксиды селена, селенит водорода (H2Se), торий

Данные по токсичности

Селен:

Селен и его соединения в случае термического разложения пред­ставляют собой ядовитые соединения, т. к. селен замещает серу в организме человека. Селенит водорода при комнатной температуре представляет собой бесцветный газ с запахом „гнилой редьки" и даже в незначительных количествах (величина ПДК для рабочего места 0.2 мг/м³) оказывает сильное раздражающее действие на слизистую носа и глаз (т. н. „селеновый насморк").

Выписка:

Распоряжение по опасным веществам (GefStoffV), приложение I:

R23/25: ядовитый при вдыхании и глотании

R33: опасность кумулятивного действия

S20/21: при работе не есть, не пить, не курить

S28: при соприкосновении с кожей промыть большим количеством воды

S44: при плохом самочувствии обратиться к врачу (это описание предоставить для информации врачу)

Торий:

Торий является радиоактивным веществом. В любом случае необходимо избегать попадания его соединений в организм (например, при вдыхании паров).

Меры в случае аварии

При термическом разложении линзы (“закуривании”) необходимо незамедлительно принять следующие меры:

• нажать клавишу аварийного отключения станка

• покинуть прилегающее к станку пространство

• подождать минимум 30 минут до прекращения реакции

• провести влажную очистку режущей головки и канала хода луча; при этом обязательно надевать защитные рукавицы

Необходимые работы (например, очистка, демонтаж и т. п.) в зоне держателя зеркала вывода энергии и разрядных трубок разрешается выполнять только специально обученному этому персоналу!

При работах по очистке необходимо пользоваться защитными рукавицами и плотно прилегающим противопылевым респиратором:

• В качестве защитных рукавиц подходят пятипальцевые перчатки с бесшовным покрытием нитрил-каучуком или ПВХ.

• В качестве респираторов подходят респираторы по защите от ядовитой мелкодисперсной пыли класса филь­трации РЗ, очень удобные в ношении.

• демонтировать поврежденную линзу

• все элементы линзы, ветошь и т. п. заварить в пластиковую пленку и утилизовать

На опасность вдыхания продуктов разложения указыва­ется установленной на станке предупреждающей табличкой.

Рисунок 47. Предупреждающая табличка для случая повреждения линзы

Утилизация линз

Поврежденные и разрушенные линзы могут быть посланы для утилизации в заваренной и надписанной пластиковой упаковке по адресу TRUMPF Lasertechnik GmbH Johann-Maus-StraBe 2 71254 Ditzingen / Deutschland. При отправке указать номер счета или накладной, по которым линза была получена от фирмы TRUMPF. При отсутствии этих данных в принятии будет отказано.

Заключение

Одним из основных направлений Программы стратегического развития завода является инвестиционная деятельность. Только в этом году объем инвестиций составит 500 млн. рублей. Средства идут на модернизацию производства, приобретение современного унифицированного оборудования, что делает предприятие привлекательным для потребителей российского и зарубежного рынка. Так, удельный вес инновационной продукции в общем объеме производства с начала года составляет 10,8 %.

В марте 2007 года приобретен первый лазерный комплекс марки TruLazer 3030 фирмы TRUMPF (Германия) для изготовления деталей на автобусы, выпускаемые заводом совместно с нидерландским концерном VDL. Немецкая фирма является одним из лучших изготовителей лазерного оборудования на мировом рынке. С внедрением лазерного комплекса уменьшаются затраты на подготовку производства, то есть не требуется изготовление штампов, инструментов для механической обработки деталей, снижается трудоемкость по изготовлению изделий. Так, средняя скорость реза металла толщиной до 1-2 мм составляет от 6 до 6,5 м в минуту, а точность реза – 0,01 мм. Лазерный комплекс мощностью 3,2 кВт. С помощью новой установки можно резать детали с применением азота, кислорода. Например, детали из углеродистой стали (используется кислород) - режутся толщиной до 20 мм, из нержавеющей стали (применяется азот) – до 12,0 мм, из алюминия – до 8 мм. Поставку азота высокой чистоты (99,999%) осуществляет фирма “Уралтехгаз” из Екатеринбурга.

Специалисты Московского представительства TRUMPF произвели монтаж лазера в цехе сборки вахтовых автобусов № 35 (на бывшем участке по производству пенопласта). Так как приобретенное оборудование дорогостоящее и требует идеальной чистоты, были созданы и соответствующие условия. В сжатые сроки ремонтные службы завода произвели ремонт полов современными смолами, обшивку стен профнастилом. На участке установлен компрессор производства Германии и подведен трубопровод с подачей воздуха высокой чистоты к лазеру.

Концерн VDL предоставил заводу программное обеспечение TruTops Lazer (это 68 программ) по изготовлению деталей более 300 наименований для автобусов городского класса. На сегодняшний день внедрены 40 программ для выполнения плана (это изготовление деталей на 30 комплектов автобусов). А с 8 мая освоили изготовление 10 деталей из углеродистой стали для полуприцепов новых моделей. После обучения специалистов, в числе которых инженеры-программисты отдела главного технолога, имеем возможность разрабатывать любые программы для всех производств. Программы необходимы для создания чертежей, задания основных параметров, автоматического расположения заготовок разной конфигурации на листе и настройки лазера согласно заданиям программы. А также обеспечивается сохранение этих программ для оптимальной работы и увеличения производительности установки.

В процессе прохождения преддипломной практики я научился составлять программы для лазерной установки TC L 3030(4 станка, 35 цех) и TC L 4030(1 станок, 32 цех) на базе устройства управления SINUMERIK 840D. От чертежа детали до создания готовой управляющей программы с помощью системы ToPs 100 lite требуется всего лишь несколько операций:

Модуль „Чертеж"

В модуле ЧЕРТЕЖ Вы создаете чертеж детали, что означает: Вы вычерчиваете геометрию детали. Чертеж детали является основой всех дальнейших операций.

1. Создание чертежа детали.

Модуль „Технология"

Модуль ТЕХНОЛОГИЯ является центром системы программирования. В нем следующим образом создается управляющая программа

2. Выбор детали.

3. Определение расположения деталей на листе. Должно быть определено количество изготовляемых деталей, а также материал и размеры листа.

4. Выбор таблицы лазерной обработки и свода правил.

5. Определение обработки листа. Система ToPs автоматически определяет обработку листа. При этом, например, распределяются размеры контура, проверяются возможности нарушения контура и продолже­ния при подходе к контуру, устанавливается последователь­ность обработки, и оптимизируются траектории перемещения.

6. Моделирование обработки листа на экране. Вы можете шаг за шагом смоделировать обработку листа на экране. Благодаря этому определенная системой ToPs обработка может быть подробно проверена и, при необхо­димости, изменена.

7. Создание управляющей программы. Система ToPs автоматически создает управляющую программу. Для этого она обращается к модулям управля­ющей программы, которые сохранены в базе данных. Кроме того, система ToPs создает схему обработки (технологи­ческую карту), в которой содержится вся важная для обработки информация.

8. Сохранение управляющей программы в каталоге пересылки.

Для ускорения технологического процесса могу предложить использовать функцию TwinLine листа (общий разделительный рез). При общих разделительных резах резка контуров расположенных рядом деталей выполняется одновременно. При этом детали расположены таким образом, что расстояние между ними соответствует ширине прорези. Отходов не остается. Что представляет собой подготовка TwinLine:

• На всех контурах, расстояние между которыми соответствует прорези в активной технологической таблице, TruTops создает общий разделительный рез.

• При подготовке TwinLine определяется последовательность резов (общий разделительный рез, подготовительный рез в соседнем контуре, пересекающийся рез, возврат...).

• Если лист одновременно имеет разделяющие лист резы, то подготовительные резы интегрируются в подготовку TwinLine.

Подготовительный рез выходит из разделительного реза в прилегающий контур:

1 подготовительный рез, 2 – длина наложения

Длина наложения удлиняет подготовительный рез. Это предотвращает образование перемычки, если подготовительный рез и собственно резка контура впоследствии "идут навстречу друг другу". Таким образом, длины наложения разрезаются "дважды". Длина наложения зависит от материала.

Длина подготовительного реза:	15 мм
Длина наложения:	1 мм
Общая длина реза в прилегающий контур:	16 мм

Минимальная длина элемента для подготовки

Посредством данного значения обеспечивается, чтобы заготовка уже не была отделена двумя подготовительными резами.

Длина уменьшенного подвода

Уменьшенный подвод к контуру применяется преимущественно при обработке высококачественной стали и алюминия. TruTops считывает значение из свода правил.

Список литературы

1. Руководство по эксплуатации: система управления TRUMPF на базе устройства управления SINUMERIK 840D TC L3030, TC L4030, TC L6030, TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co, KG, 2006.

2. Руководство по программированию TC L3030, TC L4030, TC L6030, TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co, KG, 2006.

3. Erhardt, K.-H., Heine, A., Pommersberger, H.: Laser in der Materialbearbeitung, Vogel Buchverlag, Würzburg, 1998.

4. Bimberg, D. und vier Mitautoren: Materialbearbeitung mit Lasern (Kontakt & Studium, Band 343), Expert Verlag, Ehningen bei Böblingen, 1994.

5. Treiber, H.: Lasertechnik, Frech-Verlag, Stuttgart, 1985.

6. Treiber, H. (Hrg.): Der Laser in der industriellen Ferti­gungstechnik, Hoppenstedt Technik Tabellen Verlag, Darm­stadt, 1990.

7. Kulina, Richter, Ringelhan, Weber: Materialbearbeitung durch Laserstrahl, DVS Verlag, Düsseldorf, 1998.

8. www.trumpf.com

9. http://orbita/ - внутренний локальный ресурс завода