Применение лазерных технологий в судостроении
В 1990-х годах начались исследования возможностей использования лазеров для резки металлических конструкций в судостроительной отрасли. Лазерные установки обеспечивают высокую точность и аккуратность обработки, что упрощает последующие технологические операции. Первоначально предполагалось, что внедрение таких технологий приведет к значительным экономическим преимуществам и развитию автоматизированных систем резки и сварки.
За прошедшее время лазерные технологии претерпели значительные усовершенствования. Современные лазерные установки стали более доступными по цене, а традиционные газовые лазеры уступили место более эффективным волоконным моделям. Однако в России на судостроительных предприятиях по-прежнему преобладают традиционные методы резки, такие как плазменная и кислородно-ацетиленовая обработка. Для выяснения причин ограниченного применения лазерных технологий в отечественной судостроительной практике и перспектив их развития были проведены консультации с ведущими специалистами отрасли.
Интервью с экспертами
Алексей Коруков, генеральный директор ВНИТЭП:
"Лазерные технологии активно применяются за рубежом, однако в России мы преимущественно занимаемся резкой металла для нужд судостроения, а также очисткой и нанесением грунтовых покрытий. Диапазон обрабатываемых деталей варьируется от 30 метров в длину до 24 метров в ширину."
Денис Петрищев, директор научно-производственного объединения "Юнимаш":
"Лазерная резка демонстрирует высокую эффективность, но внедрение новых технологий может затрудняться из-за приверженности традиционным методам. Тем не менее, производители малотоннажных судов уже начали использовать лазерные установки. В будущем ожидается расширение применения лазерных технологий в судостроительной отрасли."
Яков Певзнер, преподаватель Санкт-Петербургского государственного морского технического университета:
"На внедрение лазерных технологий влияют как технические, так и организационные факторы. С одной стороны, многие задачи могут быть решены с использованием традиционных методов. С другой стороны, консерватизм и привычка к устоявшимся способам работы также играют свою роль. Однако лазерные технологии продолжают развиваться, предлагая новые возможности для оптимизации производственных процессов."
Сергей Смирнов, генеральный директор ЦК СПА:
"Наше предприятие производит оборудование для лазерной резки и сотрудничает с различными судостроительными компаниями. Наши установки уже используются на некоторых российских верфях, а также рассматриваются перспективы их внедрения на предприятиях в Корее и Японии."
Алексей Коруков, генеральный директор ВНИТЭП:
"Наша продукция используется для резки металла на катерах, судах на воздушной подушке и электроходах."
Анализ преимуществ и недостатков лазерной резки
Современные лазерные установки способны резать металл толщиной до 40-45 мм, что позволяет существенно сократить затраты на расходные материалы, особенно при необходимости создания большого количества отверстий. Однако, как и любой другой метод обработки, лазерная резка имеет свои ограничения и особенности.
Сергей Смирнов отмечает, что лазеры наиболее эффективны для резки металла толщиной до 25 мм, хотя технологии нашего предприятия позволяют обрабатывать материалы толщиной до 45 мм. Алексей Коруков подчеркивает, что для резки металла толщиной до 12 мм лазерные установки демонстрируют наибольшую экономическую целесообразность. При работе с более толстыми материалами выбор метода обработки зависит от размеров и конфигурации деталей.
Яков Певзнер указывает на тенденцию к сближению возможностей лазерной резки и традиционных методов обработки по мере совершенствования лазерных технологий. Современные установки способны резать металл все большей толщины, приближаясь по своим характеристикам к традиционным методам.
Влияние пыли на работу лазерных установок
Ранее пыль представляла значительную проблему для работы лазерных установок. Однако с развитием технологий пылезащитные системы стали более совершенными, что позволило существенно снизить негативное влияние пылевых частиц на производительность оборудования. Современные лазерные установки способны работать в условиях повышенной запыленности, что расширяет возможности их применения на различных производственных площадках.
Тем не менее, как отмечает Яков Певзнер, даже при наличии эффективных пылезащитных систем, оборудование должно обладать высокой надежностью для обеспечения стабильной работы в условиях запыленности.
Выбор мощности лазерного оборудования
Мощность лазерного оборудования является ключевым параметром, определяющим его функциональные возможности. Для резки металла толщиной от 1 до 30 мм рекомендуется использовать установки мощностью 15 кВт. Сергей Смирнов указывает, что для резки металла достаточно мощности 3-4 кВт, для сварки – 15-20 кВт, а для наплавки – 3 кВт.
Алексей Коруков рекомендует использовать лазерные установки мощностью 6 кВт и выше, отмечая, что наиболее эффективной является мощность 15 кВт, обеспечивающая оптимальное соотношение производительности и качества резки.
Значение лазерной резки для судостроения в России
С развитием цифровизации судостроительная отрасль предъявляет все более высокие требования к точности и эффективности технологических процессов. Лазерная резка играет важную роль в повышении конкурентоспособности российских судостроительных предприятий за счет оптимизации производственных операций и улучшения качества конечного продукта.
Сергей Смирнов подчеркивает, что лазерная резка способствует подготовке металла к сварке, обеспечивая более высокое качество сварных швов. Денис Петрищев отмечает, что использование лазерной резки позволяет повысить качество продукции, что является важным фактором в условиях жесткой конкуренции на мировом рынке.
Сравнение CO2-лазеров и волоконных лазеров
CO2-лазеры традиционно используются для резки неметаллических материалов и обработки толстых металлических конструкций. Однако волоконные лазеры демонстрируют более высокую эффективность при работе с металлом благодаря своей простоте в эксплуатации, надежности и экономичности обслуживания.
Яков Певзнер отмечает, что волоконные лазеры становятся все более популярными в области резки металла, что обусловлено их технологическими преимуществами.
Критерии выбора лазерного оборудования
При выборе лазерного оборудования необходимо учитывать ряд ключевых параметров, таких как мощность установки, скорость резки, точность обработки, возможность быстрой смены оснастки и уровень автоматизации. Сергей Смирнов подчеркивает важность мониторинга состояния оборудования для обеспечения его надежной и бесперебойной работы.
Денис Петрищев отмечает преимущества оборудования Unimach, оснащенного системой автоматической фокусировки и современным программным обеспечением, что позволяет оптимизировать производственные процессы.
Автоматизация и повышение скорости обработки
Увеличение скорости резки металла требует синхронизации с другими производственными процессами. Алексей Коруков отмечает внедрение автоматизированных систем загрузки и разгрузки на предприятии ВНИТЭП, что позволяет повысить эффективность производственных операций.
Денис Петрищев подчеркивает автоматизацию подачи и выгрузки металлических заготовок, сбора отходов, а также использование беспроводных систем управления.
Сергей Смирнов отмечает автоматизацию процессов лазерной сварки, начиная от поиска изделия и заканчивая разработкой программы сварки.
Преимущества оборудования для лазерной резки
ЦК СПА является одним из ведущих производителей оборудования для лазерной резки, предлагая установки мощностью более 15 кВт. Сергей Смирнов отмечает, что предприятие входит в число двух мировых лидеров в данной области.
Денис Петрищев подчеркнул высокую динамику, систему автофокуса и удобное программное обеспечение оборудования Unimash, что делает его привлекательным для использования в судостроительной отрасли.
Алексей Коруков отметил надежность и высокий уровень сервисного обслуживания оборудования ВНИТЭП, которое успешно эксплуатируется на предприятиях в США, Тайване и других странах.
Перспективы развития лазерных технологий в России
Алексей Коруков отмечает, что использование лазерных установок мощностью 15 кВт является более выгодным по сравнению с оборудованием меньшей мощности.
Сергей Смирнов указывает, что лазерные технологии уже применяются на российских верфях, однако их распространение пока ограничено.
Яков Певзнер выделяет высокую стоимость оборудования как основное препятствие для более широкого внедрения лазерных технологий в России.
Денис Петрищев прогнозирует, что внедрение лазерных установок станет возможным по мере увеличения загрузки верфей и возможности инвестирования в современное оборудование.
