Website đang trong quá trình cập nhật

Vui lòng nhập mật khẩu để truy cập

Quyền truy cập sẽ được lưu trong 48 giờ
Nguyễn Quốc Huy
Nguyễn Quốc Huy
1 Showcases · Tham gia Feb 2025

Precision Laser Cutting for Sheet Metal Fabrication: Automotive Parts

1,087 Lượt xem
9.3 Đánh giá
15 Bình luận
9 Thích
4 weeks ago

Project Overview

This project showcases precision fiber laser cutting technology for automotive sheet metal fabrication. Through optimized nesting strategies, parameter tuning, and quality control measures, we achieved 92% material utilization, ISO 9013 Class 1 edge quality, and 45-second cycle time per part.

Project Objectives

  • Optimize laser cutting parameters for various sheet metals
  • Maximize material utilization through intelligent nesting
  • Achieve superior edge quality (ISO 9013 Class 1)
  • Minimize heat-affected zone and thermal distortion
  • Reduce post-processing requirements

Technical Specifications

ParameterValueNotes
MaterialStainless Steel 3042mm thickness
MachineFiber Laser CutterTrumpf TruLaser 3030
Laser Power6 kWFiber laser source
Cutting Speed15 m/minFor 2mm SS304
Assist GasNitrogenHigh-pressure (15 bar)
Nozzle1.5 mmConical type
Edge QualityISO 9013 Class 1No post-processing needed
Tolerance±0.1 mmStandard tolerance

Laser Cutting Process Development

1. Nesting Optimization

Implemented intelligent nesting strategies to maximize material utilization and minimize waste:

  • Automatic Nesting: Lantek Expert AI-based part arrangement
  • Common Line Cutting: Shared edges between adjacent parts
  • Grain Direction: Aligned with material rolling direction
  • Remnant Management: Reuse of skeleton material for smaller parts

2. Cutting Parameter Optimization

Systematic testing to determine optimal laser cutting parameters for different materials:

Laser Cutting Parameters (SS304, 2mm):
- Laser Power: 6000 W
- Cutting Speed: 15 m/min
- Focus Position: -1.0 mm
- Assist Gas: Nitrogen (15 bar)
- Nozzle Distance: 0.8 mm

Edge Quality Factors:
- Roughness (Ra): < 6.3 μm
- Perpendicularity: < 0.1 mm
- Dross Formation: None (Class 1)
    

3. Assist Gas Selection

MaterialThicknessGas TypePressureEdge Quality
SS3042 mmNitrogen15 barClass 1
Mild Steel3 mmOxygen0.8 barClass 2
Aluminum4 mmNitrogen12 barClass 1
Galvanized1.5 mmAir10 barClass 2

Process Optimization Results

Material Utilization Analysis

Comparison between manual and optimized nesting:

Nesting MethodUtilizationWasteParts/Sheet
Manual Layout78%22%24
Basic Auto-Nesting85%15%28
Optimized Nesting92%8%32
Improvement+14%-14%+33%

Quality Improvements

  • Edge Quality: Achieved ISO 9013 Class 1 (no dross, smooth edges)
  • Dimensional Accuracy: Maintained ±0.1 mm tolerance
  • Heat-Affected Zone: Minimized to < 0.2 mm through parameter optimization
  • Post-Processing: Eliminated deburring for 95% of parts

Manufacturing Process Flow

Step 1: Material Preparation

Stainless steel 304 sheet metal (2440 x 1220 mm, 2mm thickness). Material inspection for surface defects, flatness verification.

Step 2: CAD/CAM Programming

Import DXF files into Lantek Expert. Automatic nesting with common line cutting enabled. Optimize part orientation based on grain direction and bend lines.

Nesting Parameters:
- Sheet Size: 2440 x 1220 mm
- Part Spacing: 2 mm
- Edge Distance: 5 mm
- Common Line: Enabled
- Target Utilization: > 90%
    

Step 3: Laser Cutting

Fiber laser cutting with nitrogen assist gas. Automatic focus control and real-time power adjustment for consistent edge quality.

Step 4: Part Removal and Sorting

Careful part removal to prevent scratches. Sort by part number and batch. Skeleton material saved for remnant database.

Step 5: Quality Inspection

  • Dimensional verification with calipers and CMM
  • Edge quality inspection (dross, perpendicularity)
  • Visual inspection for heat damage
  • First article inspection report

Simulation and Verification

TruTops Simulation

Complete laser cutting program simulation using TruTops software. Verified cutting sequence, collision detection, and cycle time estimation.

Material Waste Analysis

Lantek Expert waste analysis showing 92% material utilization. Skeleton material cataloged in remnant database for future use on smaller parts.

Cost-Benefit Analysis

FactorManual NestingOptimizedSavings
Material Utilization78%92%+14%
Material Cost/Sheet$180$180-
Parts per Sheet2432+8 parts
Cost per Part$7.50$5.63$1.87/part
Total Savings$1.87/part

For a production run of 10,000 parts: $18,700 material savings

Lessons Learned

  1. Nesting optimization is critical: 14% improvement in material utilization directly impacts profitability
  2. Assist gas selection matters: Nitrogen for stainless steel eliminates post-processing
  3. Focus position is crucial: Proper focus ensures consistent edge quality
  4. Common line cutting saves material: Shared edges between parts reduce waste
  5. Remnant management adds value: Skeleton material reuse for smaller parts

Future Improvements

  • Implement real-time edge quality monitoring with camera system
  • Explore adaptive power control for varying material thickness
  • Develop automated part sorting and stacking system
  • Integrate with ERP for real-time material tracking

Conclusion

This project successfully demonstrated that intelligent nesting optimization and proper laser cutting parameters can significantly improve material utilization and reduce manufacturing costs. The 92% material utilization, combined with ISO 9013 Class 1 edge quality, validates the importance of CAD/CAM optimization in modern sheet metal fabrication.

15 Bình luận 0 Người theo dõi
9.3
12 đánh giá
Chất lượng kỹ thuật
9.2
Tính sáng tạo
9.2
Tính hữu ích
9.3
Chất lượng tài liệu
9.3

Đánh giá Showcase

Đăng nhập để đánh giá showcase này.
Vui lòng đăng nhập để bình luận.

15 Nhận xét


Trần Thị Bình 0 bình luận · Tham gia Jul 2025
3 weeks ago
Lantek Expert có tính năng gì mới so với Radan? Có đáng để chuyển đổi không?
Đỗ Minh Đức 0 bình luận · Tham gia Dec 2023
3 weeks ago
Material savings $18,700 cho 10,000 parts là con số thực tế. ROI rất nhanh!
Vũ Thị Mai 0 bình luận · Tham gia Feb 2025
3 weeks ago
Edge quality improvement chủ yếu do focus position hay do assist gas?
Vũ Thị Hương 0 bình luận · Tham gia May 2024
4 weeks ago
Parts per sheet tăng từ 24 lên 32 là rất ấn tượng. Nesting time mất bao lâu?
Hoàng Văn Đức 0 bình luận · Tham gia Oct 2025
4 weeks ago
Nitrogen 15 bar cho SS304 2mm có quá cao không? Tôi thường dùng 12 bar.
Nguyễn Văn An 0 bình luận · Tham gia Aug 2025
1 month ago
Phần remnant management rất hay. Bạn có dùng phần mềm quản lý skeleton không?
Phạm Thị Lan 0 bình luận · Tham gia May 2024
1 month ago
Phần quality inspection rất chi tiết. Edge perpendicularity < 0.1mm như thế nào đạt được?
Lê Minh Cường 0 bình luận · Tham gia Apr 2025
1 month ago
Phần TruTops simulation rất quan trọng. Đã giúp tôi tối ưu cutting sequence.
Phạm Thu Hà 0 bình luận · Tham gia Dec 2024
1 month ago
Cutting speed 15 m/min cho SS304 2mm là hợp lý. Tôi thường chạy 12 m/min.
Nguyễn Minh Tuấn 0 bình luận · Tham gia Feb 2025
1 month ago
ISO 9013 Class 1 edge quality mà không cần deburring là tuyệt! Bạn dùng nozzle gì?
Lê Thị Hương 0 bình luận · Tham gia Mar 2025
1 month ago
Common line cutting giúp tiết kiệm vật liệu đáng kể. Đã áp dụng và kết quả tốt.
Trần Văn Hùng 0 bình luận · Tham gia Mar 2024
1 month ago
Trumpf TruLaser 3030 là máy tốt nhưng đắt. Bạn có thử trên máy Bystronic chưa?
Trần Minh Đức 0 bình luận · Tham gia Nov 2024
1 month ago
Dự án rất hay! Tôi có câu hỏi về phần nesting optimization. Bạn dùng thuật toán nào?
Lê Quang Minh 0 bình luận · Tham gia Mar 2024
1 month ago
Material utilization 92% thật ấn tượng! Tôi chỉ đạt được 85% với auto-nesting.
Ngô Thị Thanh 0 bình luận · Tham gia May 2025
1 month ago
Tài liệu kỹ thuật rất đầy đủ. Cảm ơn bạn đã chia sẻ kinh nghiệm về laser cutting!