Ngành công nghiệp đóng tàu đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực hàn và cắt kim loại, với các quy trình chính là cắt và hàn. Trong đó, gia công cắt laser là một phương pháp lý tưởng để chuẩn bị tấm trước của tàu, phù hợp với xu hướng hiện nay về kết cấu tàu quy mô lớn, sản xuất chính xác và xây dựng hiệu quả.
Ứng dụng của cắt laser trong ngành đóng tàu
1. Đặc điểm gia công cắt trong đóng tàu
Ngành công nghiệp đóng tàu đòi hỏi độ chính xác cao trong phân đoạn thân tàu và độ chính xác chuyển giao, đồng thời khoảng hở chuyển khung phải được giữ trong vòng 1mm. Trước đây, plasma thường được các công ty đóng tàu sử dụng phổ biến để cắt các gân, do đó yêu cầu cắt tỉa thủ công trong quá trình lắp ráp tại hiện trường do định mức cắt tỉa trên các gân để đảm bảo khe hở lắp ráp. Chất lượng cắt kém sẽ dẫn đến lượng oxit dư trong rãnh cắt tăng lên, dẫn đến khối lượng công việc lắp ráp tăng lên và chu trình lắp ráp kéo dài, ảnh hưởng đến toàn bộ chu trình xây dựng phân đoạn.
Tuy nhiên, việc sử dụng máy cắt laser để loại bỏ biên độ lắp ráp giúp giảm nhu cầu cắt tỉa tại chỗ và giảm thiểu lãng phí nhân công và vật liệu. Điều này dẫn đến việc lắp ráp cấu trúc nhanh hơn và chất lượng lắp ráp được cải thiện.
2. Ưu điểm của công nghệ cắt laser trong đóng tàu
Trong những năm gần đây, việc đóng tàu nhanh chóng và chính xác đã trở thành xu hướng chính trong ngành đóng tàu và công nghệ cắt laser đã phát triển nhanh chóng, chiếm hơn 70% toàn bộ ngành công nghiệp xử lý laser . Ngành đóng tàu chủ yếu sử dụng thép tấm làm nguyên liệu chính và tấm cắt laser có thể thay thế một số phương pháp cắt khuôn đòi hỏi khuôn lớn phức tạp, giúp giảm đáng kể chu kỳ và chi phí sản xuất.
Hiện nay, phương pháp cắt các bộ phận tấm thân tàu trong ngành đóng tàu chủ yếu liên quan đến cắt ngọn lửa, cắt plasma, xử lý cắt và cắt laser. Tuy nhiên, các phương pháp cắt khác có một số nhược điểm so với cắt laser. Ví dụ, cắt bằng ngọn lửa và plasma có khe rộng, độ chính xác cắt thấp, tạo ra khí độc hại và gây ô nhiễm môi trường đáng kể.
Trong cắt tàu biển, cắt laser có ưu điểm là độ chính xác cao, biến dạng nhiệt tối thiểu, giảm thiểu quá trình xử lý thứ cấp (như phay, khoan , v.v.), chuyển và mài, đặc biệt đối với các vòng tròn nhỏ, lỗ nhỏ và bề mặt cong. Nó hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác khi chuyển mặt cắt thân tàu và kiểm soát khe hở của cụm khung trong vòng 1mm, nhưng tốc độ cắt thực tế đối với thép chậm hơn so với cắt plasma.
Hình vẽ thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ cắt và độ dày cắt của thép cacbon thấp theo các phương pháp cắt khác nhau và hiệu quả cắt của thép cacbon thấp theo các phương pháp cắt khác nhau.
Trong đóng tàu, cắt laser được sử dụng để đảm bảo khe hở lắp ráp bằng cách đặt lề cắt trên các gân, ngăn cản việc cắt plasma. Tuy nhiên, việc cắt tỉa thủ công dẫn đến chất lượng cắt không đồng đều.
Bằng cách sử dụng cắt laser, chất lượng vết cắt được cải thiện, dẫn đến bề mặt cắt có độ thẳng đứng tốt, không có cặn, lớp oxit mỏng và bề mặt nhẵn. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu xử lý thứ cấp và cho phép hàn trực tiếp.
Ngoài ra, cắt laser còn giảm thiểu biến dạng nhiệt, đảm bảo độ chính xác cao khi cắt đường cong. Điều này làm giảm thời gian phối hợp và cho phép cắt các tấm tàu có độ bền cao mà không gặp trở ngại, giảm khối lượng công việc lắp ráp, thời gian chu trình, chi phí vật liệu và nhân công.
Thực trạng ứng dụng công nghệ cắt laser trong đóng tàu
Hiện nay, công nghệ cắt laser CO2 là công nghệ sản xuất, gia công được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trên toàn cầu trong ngành đóng tàu. Tuy nhiên, tốc độ cắt của laser CO2 5-6kW thường được sử dụng còn kém so với plasma và không đáp ứng được yêu cầu về tốc độ cũng như hiệu quả hiện tại của ngành đóng tàu. Ngoài ra, chi phí bảo trì thiết bị và máy móc cao cùng với lợi nhuận thấp khiến ngành đóng tàu khó đáp ứng nhu cầu.
Bất chấp những hạn chế trong ứng dụng đóng tàu, công nghệ cắt laser đã dần được áp dụng trong lĩnh vực này. Cho tới nay, với sự phát triển của sản xuất trong nước, laser sợi quang cũng có sự phát triển nhanh chóng. Công suất cao của laser sợi quang, kết hợp với chất lượng chùm tia tuyệt vời, hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, kích thước nhỏ gọn và khả năng truyền qua sợi quang, mang lại tính linh hoạt khi làm việc cao hơn và hầu như không cần bảo trì với độ tin cậy cao. Điều này đã thách thức công nghệ cắt laser CO2 truyền thống.
Khi hiệu quả của việc cắt laser sợi quang trên các tấm dày tiếp tục được cải thiện, nhiều nhà sản xuất thiết bị cắt trong nước đã tham gia hoặc đang chuẩn bị tham gia thị trường laser sợi quang. Công nghệ laser đã được công nghiệp hóa và đã giải quyết được các vấn đề cắt và hàn trong đóng tàu, hàng không vũ trụ và sản xuất ô tô.
Ngành đóng tàu đã tận dụng tối đa công nghệ cắt laser, kết hợp với robot để tạo thành hệ thống cắt robot. Từ năm 2000, các công ty robot như KUKA ở Đức, ABB ở Thụy Sĩ và FANUC ở Nhật Bản đã phát triển một loạt robot laser và robot cắt laser. Sự tích hợp của robot và công nghệ laser là xu hướng chủ đạo hiện nay trong ngành đóng tàu và toàn bộ ngành sản xuất.
—————————————
Được thành lập bởi các kỹ sư có kinh nghiệm trên 10 năm trong ngành gia công tấm với nền tảng kỹ thuật và uy tín cao trên thị trường, Công ty Cổ phần Giải pháp cơ khí VNTECH là đơn vị chuyên cung cấp dịch vụ, máy móc, thiết bị và giải pháp gia công tấm tại Việt Nam.
VNTECH – XÂY DỰNG GIÁ TRỊ BỀN VỮNG
🔹Trụ sở chính: Số 39, ngõ 285 Phúc Lợi, Q.Long Biên, TP.Hà Nội
🔹CN Đà Nẵng: Số 20 Nguyễn Sinh Sắc, Q.Liên Chiểu, TP.Đà Nẵng
🔹CN HCM: 43 Đường N2, KP Thống Nhất, Q.Dĩ An, T.Bình Dương
🔹Hotline: 0984.537.333
🔹Mail: sale@vntechcnc.vn
🔹Facebook: https://www.facebook.com/vntechcnc
🔹Website: https://thietbivntech.vn/
🔹Youtube: https://www.youtube.com/@cokhivntech
