CẮT THÉP SIÊU DÀY 200 MM KHÔNG CẦN NGUỒN LASER SIÊU CÔNG SUẤT – GIẢI PHÁP NÀO CHO DOANH NGHIỆP?

Trong ngành kết cấu thép, đóng tàu và chế tạo cơ khí hạng nặng, nhu cầu gia công thép tấm dày hàng chục đến hàng trăm milimét đang đặt ra bài toán lớn về công nghệ và chi phí đầu tư. Laser fiber nổi bật về tốc độ, độ chính xác và khả năng tự động hóa, nhưng khi chiều dày vật liệu tăng cao, việc mở rộng năng lực cắt bằng cách tăng công suất nguồn laser chưa hẳn là phương án kinh tế nhất. Công nghệ Hybrid Laser – Oxygas, kết hợp năng lượng laser với quá trình cắt oxy-gas, mở ra hướng tiếp cận khác: gia công thép carbon dày tới 200 mm với nguồn laser dưới 20 kW, đồng thời duy trì khả năng cắt laser thông thường trên cùng một hệ thống.

Cắt thép siêu dày không phụ thuộc vào công suất nguồn laser “khủng”

Trong gia công thép tấm, việc lựa chọn công nghệ cắt phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày, yêu cầu chất lượng mép cắt, năng suất và các công đoạn gia công tiếp theo. Laser fiber phù hợp với những ứng dụng cần tốc độ, độ chính xác và khả năng xử lý biên dạng phức tạp. Trong khi đó, cắt oxy-gas vẫn giữ vai trò quan trọng đối với thép carbon dày nhờ khả năng tận dụng nhiệt lượng từ phản ứng oxy hóa để duy trì quá trình cắt.

Vấn đề xuất hiện khi một nhà máy đồng thời sản xuất nhiều nhóm kết cấu, từ chi tiết thép tấm mỏng, bản mã, gân tăng cứng đến những tấm thép dày 100–200 mm phục vụ chế tạo máy công trình, kết cấu cầu đường hoặc thiết bị công nghiệp nặng. Đầu tư nhiều hệ thống cắt riêng biệt kéo theo yêu cầu về diện tích nhà xưởng, vận hành, bảo trì và phân bổ công việc giữa các máy; ngược lại, lựa chọn máy laser công suất siêu cao chỉ để xử lý một phần đơn hàng thép siêu dày cũng đặt ra áp lực đáng kể về vốn đầu tư. Thay vì chỉ đặt câu hỏi cần nguồn laser bao nhiêu kW, doanh nghiệp cần đánh giá toàn bộ cơ cấu vật liệu và sản lượng để xác định phương án gia công hiệu quả trên mỗi nhóm sản phẩm.

Công nghệ Hybrid Laser – Oxygas: 2 cơ chế cắt trên một hệ thống

Máy cắt laser Hybrid Bruco GLC Series tích hợp công nghệ laser fiber và oxy-gas trên cùng hệ thống CNC khổ lớn, với hai chế độ vận hành đáp ứng các nhóm vật liệu và chiều dày khác nhau. Ở chế độ laser thuần, chùm tia laser tập trung năng lượng tại vùng cắt, kết hợp khí hỗ trợ để gia công thép carbon, thép không gỉ,... Đây là chế độ phù hợp với những sản phẩm cần đường cắt chính xác, biên dạng phức tạp và năng suất gia công cao.

Khi chuyển sang chế độ Hybrid, hệ thống kết hợp năng lượng laser với ngọn lửa oxy-gas sử dụng oxy và propan. Laser tham gia gia nhiệt vùng cắt, trong khi phản ứng oxy hóa của thép carbon bổ sung nhiệt lượng phục vụ quá trình cắt sâu vào vật liệu. Sự kết hợp này cho phép mở rộng phạm vi gia công thép dày tới 200mm mà không phải phụ thuộc hoàn toàn vào việc gia tăng công suất chùm tia laser.

Việc chuyển đổi giữa hai chế độ được thực hiện bằng cách thay bép cắt tương ứng và lựa chọn chế độ trên phần mềm điều khiển, sử dụng chung hệ thống chuyển động và cụm đầu cắt. Nhờ vậy, nhà máy khai thác một hệ thống cho nhiều nhóm công việc, từ cắt chi tiết thông thường đến gia công phôi thép siêu dày, thay vì bố trí các máy hoàn toàn độc lập.

Cắt vát mép ngay trong quá trình cắt – Giảm công đoạn chuẩn bị mối hàn

Đối với kết cấu thép hạng nặng, chất lượng phôi cắt không chỉ được đánh giá qua độ chính xác kích thước và bề mặt cắt. Nhiều chi tiết còn yêu cầu gia công mép vát nhằm chuẩn bị liên kết hàn có chiều dày lớn, đặc biệt tại dầm hộp, kết cấu thân tàu, thiết bị chịu lực và các cụm chi tiết máy công trình. Phôi sau khi cắt thẳng phải được chuyển sang công đoạn vát mép riêng, phát sinh thêm thời gian gá đặt, căn chỉnh và vận chuyển. Với những tấm thép dày, kích thước lớn, việc xử lý qua nhiều công đoạn còn làm tăng yêu cầu về thiết bị nâng chuyển và kiểm soát sai lệch vị trí.

Phiên bản Bruco Hybrid 5 trục tích hợp thêm hai trục xoay, thực hiện cắt thẳng và cắt vát các dạng mép V, I, X, Y, K trên cùng một hệ thống. Ở chế độ Hybrid, phạm vi cắt thẳng đạt 40–200 mm; với góc vát 30° hoặc 45°, chiều dày thép carbon theo tài liệu kỹ thuật nằm trong khoảng 40–140 mm. Hệ thống còn hỗ trợ vát góc thay đổi liên tục dọc theo đường cắt, phục vụ những chi tiết có biên dạng đặc biệt như mép hàn của cấu kiện dạng trụ.

Đáng chú ý, công nghệ hiệu chuẩn RTCP (điều khiển vị trí điểm tâm dụng cụ) bằng camera giúp rút ngắn thời gian căn chỉnh theo dữ liệu kỹ thuật từ khoảng 3 giờ xuống còn khoảng 20 phút. Cùng với chức năng đo và bù độ nghiêng tấm, hệ thống hỗ trợ duy trì hình học đường cắt khi phôi thép dày có độ không phẳng nhất định. Việc tích hợp cắt tạo hình và chuẩn bị mép hàn trong cùng quá trình gia công góp phần giảm số lần gá đặt, hạn chế trung chuyển và cải thiện tính liên tục của quy trình sản xuất.

Kết cấu cơ khí máy và hệ thống điều khiển

Gia công thép tấm dài nhiều mét, đặc biệt với vật liệu dày và tải trọng lớn, đòi hỏi độ cứng vững của thân máy, độ ổn định truyền động và khả năng kiểm soát khoảng cách giữa đầu cắt với bề mặt vật liệu. Bruco Hybrid GLC Series chế tạo từ kết cấu thép hộp có gân tăng cứng, trải qua các công đoạn xử lý ứng suất và gia công cơ khí chính xác. Bàn cắt được thiết kế độc lập với thân máy nhằm hạn chế ảnh hưởng nhiệt trong quá trình cắt đến hệ thống chuyển động, trong khi cơ cấu bù sai số cơ khí trên dầm ngang hỗ trợ duy trì sự ăn khớp của bộ truyền bánh răng – thanh răng.

Hệ thống đầu cắt Bochu BLT tích hợp cảm biến theo dõi chiều cao không tiếp xúc, tự động duy trì khoảng cách với bề mặt tấm và giám sát các trạng thái vận hành như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí và vị trí tiêu điểm. Những chức năng cảnh báo bất thường và bảo vệ va chạm góp phần hạn chế rủi ro đối với đầu cắt khi gia công chi tiết lớn hoặc có độ không phẳng. Bộ điều khiển CNC Bochu FSCUT hỗ trợ tối ưu quỹ đạo, giảm hành trình không tải, xử lý biên dạng từ bản vẽ, cắt chung cạnh và ghi nhớ vị trí khi quá trình gia công bị gián đoạn. Phần mềm xếp phôi còn cho phép nhập danh mục chi tiết từ bảng vật tư, tối ưu bố trí trên thép tấm và kết nối dữ liệu thiết kế với hệ thống quản lý sản xuất. Năng lực gia công của máy không chỉ nằm ở chiều dày cắt tối đa, mà còn được quyết định bởi khả năng duy trì độ chính xác và tổ chức quá trình cắt ổn định trên toàn bộ khổ làm việc.

Công nghệ Hybrid phù hợp với những nhóm sản phẩm nào?

Trong ngành kết cấu thép và cầu đường, công nghệ này phục vụ cắt bản mã lớn, tấm liên kết, chi tiết dầm hộp và các cấu kiện thép dày cần chuẩn bị mép hàn trước khi tổ hợp. Đối với đóng tàu và công trình biển, bàn cắt khổ lớn cùng chức năng vát mép giúp xử lý phôi thép tấm, chi tiết kết cấu và những liên kết hàn yêu cầu gia công mép chính xác. Với ngành chế tạo máy công trình, thiết bị nâng hạ và cơ khí hạng nặng, khả năng xử lý thép carbon siêu dày phù hợp với các chi tiết chịu lực lớn, bản liên kết, khung máy và cụm kết cấu có chiều dày vật liệu đa dạng. Công nghệ cũng phục vụ gia công phôi cho thiết bị dầu khí, bồn bể và những sản phẩm công nghiệp có yêu cầu cắt tạo hình, chuẩn bị mép hàn chuyên dụng.

Tuy nhiên, mỗi nhóm sản phẩm đặt ra tiêu chí lựa chọn khác nhau. Nhà máy chủ yếu cắt phôi thẳng cần ưu tiên năng suất và chiều dày làm việc thực tế; doanh nghiệp có tỷ trọng lớn chi tiết phải vát mép cần tính đến hiệu quả tích hợp công đoạn; còn những cơ sở gia công nhiều chủng loại vật liệu phải đánh giá tỷ lệ công việc giữa chế độ laser thuần và Hybrid.

Lựa chọn cắt thẳng hay cắt vát mép 5 trục?

Bruco Hybrid GLC Series được phát triển với hai phiên bản, đáp ứng những yêu cầu gia công khác nhau.

Với chiều rộng bàn từ 2,5–3,5 m và chiều dài từ 6–26 m, hệ thống được cấu hình theo kích thước thép tấm, chiều dài chi tiết và đặc điểm mặt bằng nhà xưởng. Riêng phiên bản cắt vát, vùng gia công hữu dụng nhỏ hơn kích thước bàn ở một số cấu hình do yêu cầu hành trình và góc nghiêng đầu cắt.

Đối với doanh nghiệp đang cân nhắc đầu tư, ba yếu tố cần được làm rõ trước tiên là dải chiều dày gia công thường xuyên, tỷ lệ chi tiết yêu cầu vát mép và sản lượng cắt theo từng nhóm vật liệu. Đây là cơ sở để lựa chọn công suất nguồn, phiên bản đầu cắt, khổ bàn và phương án bố trí hệ thống, thay vì đầu tư dựa trên thông số chiều dày cắt tối đa.

Weldcom - Tổng thầu dây chuyền công nghệ và dịch vụ cung cấp máy cắt laser Hybrid Bruco GLC Series trong hệ sinh thái giải pháp gia công kim loại, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp đánh giá nhu cầu sản xuất để lựa chọn cấu hình phù hợp. Bruco Hybrid GLC Series mở rộng lựa chọn công nghệ cho doanh nghiệp cần gia công thép tấm từ mỏng đến siêu dày trên cùng một hệ thống, đặc biệt với nhu cầu cắt thép carbon siêu dày mà không phải phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn laser siêu công suất.

Liên hệ Weldcom để được tư vấn cấu hình máy, công nghệ cắt và phương án đầu tư phù hợp với sản phẩm thực tế.

Công ty Cổ phần Công Nghiệp Weldcom

• Địa chỉ: 285 Ngô Gia Tự, Phường Việt Hưng, Hà Nội
• Hotline: 1900 9410
• Website: weldcom.vn
• Email: sales@weldcom.vn