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光纤激光技术用于活性炭过滤器生产

newmark 2016-12-22 10:25:02

[导读] RSE Incorporated(密歇根州, 新巴尔的摩)的规模在过去20年间扩大了10倍。作为北美历史最悠久的活性炭过滤器制造商之一,该公司在多个领域引领了行业的发展,包括拥有专有技术和设备来设计和制造高品质的空气过滤产品。随着室内空气质量要求日趋严格,RSE通过使用光纤激光技术生产出标准化和定制设计的活性炭空气过滤器,以满足OEM客户的需求。通过使用光纤激光切割系统,这些OEM客户可以提高大多数部件加工速度达60%。

RSE Incorporated(密歇根州, 新巴尔的摩)的规模在过去20年间扩大了10倍。作为北美历史最悠久的活性炭过滤器制造商之一,该公司在多个领域引领了行业的发展,包括拥有专有技术和设备来设计和制造高品质的空气过滤产品。随着室内空气质量要求日趋严格,RSE通过使用光纤激光技术生产出标准化和定制设计的活性炭空气过滤器,以满足OEM客户的需求。通过使用光纤激光切割系统,这些OEM客户可以提高大多数部件加工速度达60%。

新鲜空气的需求

活性炭过滤器可以吸收空气中我们所吸入的气体、异味和污染物, 包括具有潜在危害、可能致癌的化学物质等。室内空气通过活性炭过滤器过滤循环,并返回到周围环境或者被排放到外部。通过环保局(EPA)认证的这种空气过滤方法,由于活性炭具有的出色吸附性能而成为优选,并因此获得了广泛的应用。RSE的产品在我们身边到处可见,从机场到学校、再到办公大楼、餐馆、赌场、甚至是太平间和废水处理中心。

由于空气质量日益成为影响公众健康、经济和环境的重要问题,RSE的产品也迎来了强劲而不断增长的需求。RES首席运营官Charles McCormick解释道,公司通过紧密保持核心业务,并有效地紧跟当前产品生产技术而保持了市场竞争力。2015年11月,他们通过购买LVD Strippit (纽约阿克伦)公司生产的2kW光纤激光器Lynx FL而成功进入了光纤激光切割领域。在对激光切割系统进行了深入研究之后,McCormick选择了光纤激光技术(图1),淘汰了传统的CO2 切割技术。

光纤激光器用于活性炭过滤器生产

图1:LVD Strippit公司的Lynx FL 2kW光纤激光机使得碳过滤器生产企业RSE可以将大多数部件生产速度提高60%。

平衡需求和预算

作为一个综合性生产厂,RSE在其工厂生产活性炭空气过滤器所需的所有部件(图2)。用于罩住碳板的大型外壳和金属板模块要求进行大量的直线切割。这些外壳是在一个转塔冲床上通过使用12GA(2.70mm)厚的材料制成的,McCormick计划使用激光系统来更高效地生产这些外壳。

面临的挑战是要找到合适的激光设备。作为一个小型家族企业,McCormick衡量了资金投资、设备维修、运营和维护成本等多种因素。公司在新巴尔的摩的35,000平方英尺的工厂内雇有45名员工。而设在附近密歇根州克拉克斯顿的第二个10,000平方英尺的工厂则专门生产军用空气过滤产品。

光纤激光器用于活性炭过滤器生产

图2:RSE生产活性炭空气过滤器用的所有部件,包括罩住碳板的大型外壳(a、b)和金属板模块(c、d)

“当激光器开始为我们这种规模的企业所负担得起时,我开始考察和关注CO2 激光器,但它们的维修保养和设备本身价格都比较高,”McCormick说到,“即便是寿命最长的激光谐振器,也必须每隔6年更换或翻新一次,这意味着需要再多花4万至6万美元,激光器单位时间的运行成本也更高。这个费用太大了。”

经过广泛的调研后,他最终选择了光纤激光切割技术。“当我最终将目光落定在Lynx光纤激光器上时,我被它的成本优势震惊了,”他说道。该激光系统在性能和价格之间达到了很好的平衡,将光纤激光器的所有优点集中到市场上最有价格竞争力的光纤激光机上。

光纤激光器的速度及其低运营成本最终让我们决定采用它。光纤激光器的电光转化效率比CO2系统高出30%,因此运营成本也更低。光源生成过程中没有活动部件或反光镜,减少了维护要求,进一步降低了成本。据估计,光纤激光器系统的维修间隔时间比CO2系统长50%,维护成本低50%。“光纤激光器的速度也比CO2激光器快很多,”McCormick说道,“电力和辅助气体的消耗率也相对较低,因此从多个方面来看,选择光纤激光器比CO2激光器更有优势。”

另外,光纤激光器系统比较小巧,这也是一项优势。RSE的主要生产基地的占地面积比较小,由于身处镇区,发展也相对受到一定限制。

更快的直线切割

在直线切割方面,光纤激光器的加工速率要远高于公司的高速冲床。“我对光纤激光机和转塔式冲床做了多次对比试验。虽然冲床的速度够快,但光纤激光器在很多加工项目中的速度比它要快60%,”他说道,“14GA的不锈钢以前要加工10分钟,现在只要4分钟。”

更快的切割速度意味着公司能在更短的时间内生产出更多产品。“我们的客户认可我们,是因为我们可以设计加工他们所需要的任何产品,”McCormick说道,“我们可以在3至4周内交付一批新的产品。光纤激光器对此做出了大量贡献。我们有设备满足产能需求,并且在有需要时还可以增开第二、第三班制。”

一体式的移动工作台系统也有助于提高光纤激光器设备的速度。操作工在装载一个工作台时,机器便在另一个工作台负责切割。更换工作台的总时间为35秒。一体化的西门子Siemens IU CNC控制和驱动包确保RSE公司即便在高速加工条件下,也可以实现部件的高精密加工和重复生产。

比以往更具竞争力

McCormick已经将50%的部件加工转移到光纤激光机上,并且还有更多产品加工会转移过来。光纤激光器技术的简捷特性最大程度地减少了培训要求。McCormick本人也接受了激光器系统的操作培训。

RSE期望光纤激光器能在14-16个月内收回成本。“这个回报时间是非常快的,” McCormick表示,“通常2.5-4.5年的回报期被认为是合适的。”这种2kW的光纤激光器系统在实践中被证明非常契合公司的加工需要、预算和运营理念。

McCormick解释道,“作为一家小型家族企业,我们的利润率很低,管理费用也很低。我们必须根据客户的需求,灵活调整产品组合,并快速完成设计和产品交付。

[整理编辑:中国测控网]
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