RSE Incorporated(密歇根州, 新巴爾的摩)的規(guī)模在過去20年間擴(kuò)大了10倍。作為北美歷史最悠久的活性炭過濾器制造商之一,該公司在多個領(lǐng)域引領(lǐng)了行業(yè)的發(fā)展,包括擁有專有技術(shù)和設(shè)備來設(shè)計和制造高品質(zhì)的空氣過濾產(chǎn)品。隨著室內(nèi)空氣質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格,RSE通過使用光纖激光技術(shù)生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)化和定制設(shè)計的活性炭空氣過濾器,以滿足OEM客戶的需求。通過使用光纖激光切割系統(tǒng),這些OEM客戶可以提高大多數(shù)部件加工速度達(dá)60%。
新鮮空氣的需求
活性炭過濾器可以吸收空氣中我們所吸入的氣體、異味和污染物, 包括具有潛在危害、可能致癌的化學(xué)物質(zhì)等。室內(nèi)空氣通過活性炭過濾器過濾循環(huán),并返回到周圍環(huán)境或者被排放到外部。通過環(huán)保局(EPA)認(rèn)證的這種空氣過濾方法,由于活性炭具有的出色吸附性能而成為優(yōu)選,并因此獲得了廣泛的應(yīng)用。RSE的產(chǎn)品在我們身邊到處可見,從機(jī)場到學(xué)校、再到辦公大樓、餐館、賭場、甚至是太平間和廢水處理中心。
由于空氣質(zhì)量日益成為影響公眾健康、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的重要問題,RSE的產(chǎn)品也迎來了強(qiáng)勁而不斷增長的需求。RES首席運(yùn)營官Charles McCormick解釋道,公司通過緊密保持核心業(yè)務(wù),并有效地緊跟當(dāng)前產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)而保持了市場競爭力。2015年11月,他們通過購買LVD Strippit (紐約阿克倫)公司生產(chǎn)的2kW光纖激光器Lynx FL而成功進(jìn)入了光纖激光切割領(lǐng)域。在對激光切割系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究之后,McCormick選擇了光纖激光技術(shù)(圖1),淘汰了傳統(tǒng)的CO2 切割技術(shù)。
光纖激光器用于活性炭過濾器生產(chǎn)
圖1:LVD Strippit公司的Lynx FL 2kW光纖激光機(jī)使得碳過濾器生產(chǎn)企業(yè)RSE可以將大多數(shù)部件生產(chǎn)速度提高60%。
平衡需求和預(yù)算
作為一個綜合性生產(chǎn)廠,RSE在其工廠生產(chǎn)活性炭空氣過濾器所需的所有部件(圖2)。用于罩住碳板的大型外殼和金屬板模塊要求進(jìn)行大量的直線切割。這些外殼是在一個轉(zhuǎn)塔沖床上通過使用12GA(2.70mm)厚的材料制成的,McCormick計劃使用激光系統(tǒng)來更高效地生產(chǎn)這些外殼。
面臨的挑戰(zhàn)是要找到合適的激光設(shè)備。作為一個小型家族企業(yè),McCormick衡量了資金投資、設(shè)備維修、運(yùn)營和維護(hù)成本等多種因素。公司在新巴爾的摩的35,000平方英尺的工廠內(nèi)雇有45名員工。而設(shè)在附近密歇根州克拉克斯頓的第二個10,000平方英尺的工廠則專門生產(chǎn)軍用空氣過濾產(chǎn)品。
圖2:RSE生產(chǎn)活性炭空氣過濾器用的所有部件,包括罩住碳板的大型外殼(a、b)和金屬板模塊(c、d)
“當(dāng)激光器開始為我們這種規(guī)模的企業(yè)所負(fù)擔(dān)得起時,我開始考察和關(guān)注CO2 激光器,但它們的維修保養(yǎng)和設(shè)備本身價格都比較高,”McCormick說到,“即便是壽命最長的激光諧振器,也必須每隔6年更換或翻新一次,這意味著需要再多花4萬至6萬美元,激光器單位時間的運(yùn)行成本也更高。這個費(fèi)用太大了。”
經(jīng)過廣泛的調(diào)研后,他最終選擇了光纖激光切割技術(shù)。“當(dāng)我最終將目光落定在Lynx光纖激光器上時,我被它的成本優(yōu)勢震驚了,”他說道。該激光系統(tǒng)在性能和價格之間達(dá)到了很好的平衡,將光纖激光器的所有優(yōu)點(diǎn)集中到市場上最有價格競爭力的光纖激光機(jī)上。
光纖激光器的速度及其低運(yùn)營成本最終讓我們決定采用它。光纖激光器的電光轉(zhuǎn)化效率比CO2系統(tǒng)高出30%,因此運(yùn)營成本也更低。光源生成過程中沒有活動部件或反光鏡,減少了維護(hù)要求,進(jìn)一步降低了成本。據(jù)估計,光纖激光器系統(tǒng)的維修間隔時間比CO2系統(tǒng)長50%,維護(hù)成本低50%。“光纖激光器的速度也比CO2激光器快很多,”McCormick說道,“電力和輔助氣體的消耗率也相對較低,因此從多個方面來看,選擇光纖激光器比CO2激光器更有優(yōu)勢。”
另外,光纖激光器系統(tǒng)比較小巧,這也是一項(xiàng)優(yōu)勢。RSE的主要生產(chǎn)基地的占地面積比較小,由于身處鎮(zhèn)區(qū),發(fā)展也相對受到一定限制。
更快的直線切割
在直線切割方面,光纖激光器的加工速率要遠(yuǎn)高于公司的高速沖床。“我對光纖激光機(jī)和轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床做了多次對比試驗(yàn)。雖然沖床的速度夠快,但光纖激光器在很多加工項(xiàng)目中的速度比它要快60%,”他說道,“14GA的不銹鋼以前要加工10分鐘,現(xiàn)在只要4分鐘。”
更快的切割速度意味著公司能在更短的時間內(nèi)生產(chǎn)出更多產(chǎn)品。“我們的客戶認(rèn)可我們,是因?yàn)槲覀兛梢栽O(shè)計加工他們所需要的任何產(chǎn)品,”McCormick說道,“我們可以在3至4周內(nèi)交付一批新的產(chǎn)品。光纖激光器對此做出了大量貢獻(xiàn)。我們有設(shè)備滿足產(chǎn)能需求,并且在有需要時還可以增開第二、第三班制。”
一體式的移動工作臺系統(tǒng)也有助于提高光纖激光器設(shè)備的速度。操作工在裝載一個工作臺時,機(jī)器便在另一個工作臺負(fù)責(zé)切割。更換工作臺的總時間為35秒。一體化的西門子Siemens IU CNC控制和驅(qū)動包確保RSE公司即便在高速加工條件下,也可以實(shí)現(xiàn)部件的高精密加工和重復(fù)生產(chǎn)。
比以往更具競爭力
McCormick已經(jīng)將50%的部件加工轉(zhuǎn)移到光纖激光機(jī)上,并且還有更多產(chǎn)品加工會轉(zhuǎn)移過來。光纖激光器技術(shù)的簡捷特性最大程度地減少了培訓(xùn)要求。McCormick本人也接受了激光器系統(tǒng)的操作培訓(xùn)。
RSE期望光纖激光器能在14-16個月內(nèi)收回成本。“這個回報時間是非常快的,” McCormick表示,“通常2.5-4.5年的回報期被認(rèn)為是合適的。”這種2kW的光纖激光器系統(tǒng)在實(shí)踐中被證明非常契合公司的加工需要、預(yù)算和運(yùn)營理念。
McCormick解釋道,“作為一家小型家族企業(yè),我們的利潤率很低,管理費(fèi)用也很低。我們必須根據(jù)客戶的需求,靈活調(diào)整產(chǎn)品組合,并快速完成設(shè)計和產(chǎn)品交付。