Эксперименты по лазерной обработке радиаторов для ООО «ИЗТТ»
Значительный сегмент работы компании Pokkels составляют исследования и эксперименты по применению лазерного оборудования. С конца 2021 года по заказу Ижевского завода тепловой техники (ООО «ИЗТТ») мы проводим серию испытаний по лазерной обработке нагревательных элементов электрических конвекторов. Предлагаем познакомиться с процессом работы и промежуточными результатами.
Заказчик
Ижевский завод тепловой техники (ООО «ИЗТТ») — лидер российского отраслевого рынка и один из крупнейших производителей тепловой техники в Европе. С 2007 года производит тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели, электрические конвекторы. Отдельное крупное направление работы предприятия — производство нагревательных элементов для электрических бытовых конвекторов. Порядка 70% конвекторов, продающихся в России, поставляются с ТЭНами от «ИЗТТ».
Задача исследования
Завод «ИЗТТ» обратился в Pokkels с целью провести эксперименты по лазерной обработке алюминиевого ТЭНа. Кроме того, предприятию необходимо разработать автоматизированную систему, которая позволит обрабатывать профиль со скоростью и эффективностью аналогично пескоструйной обработке.
Нагревательный элемент представляет из себя экструдированный алюминиевый профиль с четырьмя сегментами. Его обрабатывают различными методами, чтобы при том же размере получить максимальную теплоотдачу. Для этого необходимо увеличить площадь ТЭНа. Этот процесс состоит из двух этапов.
Сначала металл «растягивают», обычно с помощью пескоструйной обработки. Благодаря такому воздействию, морфология поверхности сегмента изменяется, вследствие чего эффективная площадь увеличивается в 1,2 раза. Следующий этап — штамповка,с помощью которой на поверхности радиатора выбиваются ребра, что приводит к увеличению площади в 1,5 раз.
Методы увеличения площади профиля
| Вид обработки | Результат | |
| 1 | Текстурирование поверхности пескоструем или лазером | 1,2х |
| 2 | Штамповка | 1,5х |
Конечный внешний вид радиатора
Этапы работы
Разработка автоматизированной системы занимает продолжительное время, поскольку требует подбора оптимальной мощности источника лазерного излучения и режимов обработки. В первую очередь, задача Pokkels заключалась в экспериментальном подборе оптимальных параметров исходя из требований и нужд заказчика.
Подготовка
Проведение любых экспериментов начинается с подготовки стендового оборудования. Для исследований понадобились:
- лазерные модули
- системы управления лазерным излучением
- механические системы для передвижения профиля
- система движения лазерного модуля
- система управления мощностью и режимом работы.
Запись на демонстрацию
Оставьте свои контакты и мы свяжемся с вами для согласования удобного времени демонстрации
Оставляя заявку, вы даете свое согласие на обработку персональных данных
Первые эксперименты
Компания «ИЗТТ» передала 10 образцов алюминиевого профиля. Каждый образец был пронумерован, поскольку в дальнейшем профили обрабатывались лазером в разных режимах. Благодаря возможности лазерного излучения создавать сложную морфологию на поверхности металла, создавалась полностью матированная поверхность. Обработка профилей проводилась с разной скоростью с помощью различных автоматизированных лазерных установок.
Профили после лазерной обработки. Размер и форма рисунка влияет на теплоотдачу радиатора
Тестирование со стороны заказчика
После проведения первой серии экспериментов обработанные профили были переданы заказчику для исследований. Компания «ИЗТТ» проводила собственные тесты по определению теплоотдачи образцов. Для этого профили дополнительно обрабатывали и нагревали.
В результате было выявлено, что некоторые методы обработки лазерным излучением приводят к удовлетворительным показателям по краям ТЭНа, но недостаточной теплоотдаче в центре. Другой режим обработки показал хорошие результаты по теплоотдаче именно в центре.
Отчет заказчика о проведении теста. Таблица замеров температур поверхности ТЭНов при напряжении 230В (температура не должна превышать 420°C)
| ТЭНы 2000Вт | ||
| Т1 (левая сторона) | Т2 (центр) | Т3 (правая сторона) |
| 294 | 440 | 253 |
Промежуточные итоги и дальнейшая работа
Проведенные тесты со стороны заказчика показали, что для получения равномерной теплоотдачи на всей поверхности радиатора необходимо разработать комбинированный режим лазерной обработки. В случае автоматизированной системы это означает, что по ходу обработки режим будет автоматически меняться.
Один из вариантов решения задачи — различная скорость обработки. Поскольку лазерная установка будет интегрирована в конвейер, она может в каких-то ситуациях обгонять конвейерную ленту и тратить меньше времени на обработку одного участка и притормаживать в другом месте, чтобы обеспечить более интенсивное взаимодействие лазерного излучения с поверхностью профиля.
Алюминиевый профиль, обработанный автоматической лазерной установкой
Еще одна задача, которую Pokkels ставит перед собой — добиться оптимальной мощности лазера по стоимости и эффекту обработки. Для нас важно, чтобы заказчик не переплачивал за повышенную мощность установки, если в этом нет необходимости.
Нагревательный элемент внутри конвектора
В настоящее время испытания все еще продолжаются. По итогам исследования, будет разработан прототип автоматической системы и произведены окончательные расчеты по стоимости оборудования для заказчика.
