Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại, công nghệ CNC (Computer Numerical Control) đã tạo ra một bước đột phá lớn trong ngành gia công cắt kim loại tấm.
Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu về sản xuất các sản phẩm có hình dạng phức tạp mà còn tối ưu hóa hiệu quả và chi phí sản xuất. Công nghệ CNC laser, đặc biệt là CNC laser fiber, đã dần trở thành giải pháp ưu việt cho nhiều ngành công nghiệp, từ ô tô đến hàng không vũ trụ.
Nhưng câu hỏi đặt ra là, từ đâu mà công nghệ này xuất hiện và phát triển mạnh mẽ đến vậy? Hãy cùng Thép Kim Đồng tìm hiểu ngay ở bài viết dưới đây của chúng tôi nhé.
1. Vì sao lại có các công nghệ CNC gia công cắt kim loại tấm?
Các công nghệ CNC gia công kim loại tấm không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu sản xuất các sản phẩm có độ chính xác cao, tiết kiệm chi phí và nguyên liệu, và mở ra những khả năng thiết kế linh hoạt chưa từng có. Một số lý do chính bao gồm:
- Độ chính xác và hiệu suất cao: Các công nghệ CNC như cắt laser fiber giúp tạo ra sản phẩm với độ chính xác cực cao, bề mặt cắt mịn màng và tốc độ gia công nhanh chóng.
- Tiết kiệm chi phí và nguyên liệu: Việc gia công kim loại tấm giúp tận dụng tối đa diện tích vật liệu, giảm thiểu lượng phế liệu, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
- Tính linh hoạt trong thiết kế: Công nghệ CNC cho phép biến tấm kim loại phẳng thành các sản phẩm có cấu trúc phức tạp như vỏ máy tính, thiết bị y tế, bộ phận ô tô, máy bay.
- Ứng dụng rộng rãi: Công nghệ CNC xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực từ đời sống hàng ngày đến sản xuất công nghệ cao.
2. Nguồn gốc hình thành và phát triển của CNC laser
Mỗi công nghệ ra đời đều nhằm đáp ứng một số các nhu cầu nhất định. Theo thời gian các công nghệ cắt ngày càng hoàn thiện hơn. Vì vậy, tùy theo từng nhu cầu cụ thể mà chọn các công nghệ cắt khác nhau, các phương pháp gia công chính bao gồm: Oxy-gas CNC, Plasma CNC, Laser fiber CNC, Plasma và Nitơ. Sau đây chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về sự tồn tại và phát triển của các công nghệ này:
2.1 Công nghệ cắt CNC Oxy-Gas
Công nghệ cắt oxy-gas CNC ra đời kết hợp giữa kỹ thuật nhiệt hóa học truyền thống và hệ thống điều khiển số. Từ những năm 1950, công nghệ này đã trải qua các bước phát triển quan trọng:
- Sự ra đời của máy cắt chép hình (Pantograph): Trước khi có CNC, máy cắt oxy-gas sử dụng bản mẫu để cắt. Tuy nhiên, công nghệ này yêu cầu kỹ năng cao và độ chính xác không cao.
- Công nghệ NC: Vào những năm 1950, công nghệ NC ra đời giúp tự động hóa các trục chuyển động, thay thế cho việc sử dụng bản mẫu.
- CNC hoàn chỉnh: Vào thập niên 1980, sự phát triển của vi xử lý đã giúp hoàn thiện công nghệ CNC, tạo ra những máy cắt oxy-gas CNC tự động hóa hoàn toàn, từ việc điều chỉnh tốc độ đến áp suất oxy.
Ngày nay, máy cắt oxy-gas CNC vẫn là giải pháp quan trọng trong ngành công nghiệp nặng, đặc biệt là trong gia công các vật liệu dày.
2.2 Công nghệ cắt CNC Plasma
Công nghệ cắt plasma CNC ra đời trong thập niên 1950, bắt nguồn từ kỹ thuật hàn plasma. Tuy nhiên, công nghệ này đã nhanh chóng phát triển và được tích hợp với CNC:
- Phát minh ban đầu: Tiến sĩ Robert Gage phát minh ra công nghệ cắt plasma vào năm 1953. Tia plasma nén có thể cắt các kim loại màu như nhôm và thép không gỉ, điều mà công nghệ oxy không làm được.
- CNC Plasma: Đến thập niên 1980-1990, công nghệ CNC được tích hợp vào cắt plasma, tạo ra những máy cắt có thể thực hiện các hình dạng phức tạp một cách chính xác.
- Cải tiến hiện đại: Ngày nay, với công nghệ plasma độ phân giải cao (High-Definition Plasma), cắt plasma CNC đã trở thành giải pháp tối ưu cho các ngành công nghiệp yêu cầu tốc độ cắt nhanh và độ chính xác cao.
2.3 Công nghệ cắt CNC Laser Fiber
Công nghệ cắt CNC Laser Fiber kết hợp hệ thống điều khiển CNC và nguồn phát laser sợi quang, đánh dấu một bước tiến lớn trong ngành gia công cắt kim loại tấm:
- Nguồn gốc của laser fiber: Được phát minh vào đầu những năm 1960, công nghệ laser fiber đã giúp tăng công suất laser đáng kể.
- Thương mại hóa: Năm 2007, công ty Salvagnini đã phát triển máy cắt laser fiber CNC đầu tiên, nhanh chóng chứng minh ưu thế về tốc độ và hiệu quả cắt kim loại mỏng.
- Sự bùng nổ và tiêu chuẩn hóa: Từ năm 2010 trở đi, laser fiber đã trở thành công nghệ chủ đạo trong ngành cắt kim loại tấm, nhờ vào công suất lớn, tự động hóa hoàn toàn và khả năng cắt các kim loại phản xạ mạnh như đồng và nhôm.
2.4 Công nghệ cắt CNC sử dụng khí Nitơ (Nitrogen)
Công nghệ này sử dụng khí nitơ làm khí hỗ trợ để cắt các kim loại không gỉ và nhôm, mang lại bề mặt cắt sạch và sáng bóng:
- Ra đời của laser đầu tiên: Vào năm 1964, laser CO2 được phát minh, mở ra khả năng sử dụng tia laser công suất cao trong công nghiệp.
- Sự chuyển hướng sang Nitơ: Vào những năm 1980-1990, khí nitơ được sử dụng để thay thế oxy trong cắt kim loại, giúp giảm oxy hóa và tạo ra bề mặt cắt đẹp hơn.
- Tiến bộ hiện đại: Với sự xuất hiện của laser fiber, công nghệ cắt nitơ đã đạt được những cải tiến vượt bậc về tốc độ và độ chính xác.
Vậy trên đây là thông tin chi tiết về nguồn gốc hình thành và sự phát triển của công nghệ CNC laser trong gia công kim loại tấm mà chúng tôi chia sẻ tới các bạn. Nếu bạn đang cần tìm hiểu thêm những thông tin về gia công kim loại tấm, hãy tham khảo thêm ở các bài viết khác của Thép Kim Đồng nhé.
