Využitelnost laserů v současnosti

Technologie laserového opracování jsou opět dostupnější!

Laserové technologie nachází uplatnění v nejrůznějších průmyslových aplikacích. Například v oblasti zpracování a řezání, stejně jako při svařování nebo kalení plechů. Rozsáhlá je také oblast aplikací s nekovovými materiály, jako je řezání a svařování plastů, opracování kůže, výroba reklamních předmětů, nesmazatelného popisu atd. Existuje tedy mnoho možností využití laserových technologií, které u nás ale nebyly dosud příliš rozšířeny. Důvodem je používání „starých“ konvenčních mechanických technologií dlouhodobě zavedených ve výrobě. Nároky na technologii, kvalitu a čas cyklu se však zvyšují, a tím se mechanické nástroje dostávají na limit své efektivnosti. Proto se i u nás začínají objevovat nové nebo dosud ne příliš využívané metody, které pomáhají dělat práci rychleji a kvalitněji. A zde je prostor pro laserové technologie. Kde všude můžeme „stávající“ technologii nahradit laserem?

Řezání je nerozšířenější průmyslovou laserovou technologií. Její využití se datuje od roku 1965, kdy firma Western Electric Company postavila funkční laserový systém. Od roku 1965 se ale mnoho věcí změnilo, technologie řezání přešla z 2D formátu za pomoci CO₂ a Nd:YAG také do technologie prostorového opracování – 2,5D a 3D. Standardně jsou dostupné celky s technologií na bázi CO₂, vláknového nebo diodového laseru, které ale byly doteď nedostupné kvůli své ceně a finanční situaci podniků či strachu většiny podniků inovovat stávající technologie. Momentálně se tato situace s nástupem výkonných CAD/CAM softwarů a novými architekturami rezonátorů rapidně mění. Hlavním fokusem trhu je 3D opracování s vysokou opakovatelnou přesností a kvalitou opracování.

3D laserové řezání komponentů do automobilového průmyslu.

Další velkou oblastí 3D opracování je laserové svařování, které tvoří dominantní podíl hlavně ve výrobě automobilů a aerospace. Na nově produkovaných automobilech se využívá několik různých typů laserů pro spojování těžko svařitelných slitin a plastů. Nebylo by špatné zkusit spočítat, kolik laserových technologií je použito na výrobu nových „smartphonů“.

Obrázek se souhlasem IPG Photonics, Burbach, Germany. Bodové svařování pomocí QCW vláknového laseru a ukázka výbrusu průvaru materiálů.

Součástí laserového svařování je i proces následného čištění. Laser nachází velké uplatnění při čištění svárů, odmašťování povrchů před nanášením různých hmot, odstraňování nástřiků, dokonce při renovaci památek a historických děl.

Obrázek se souhlasem CleanLaser, Herzogenrath, Germany. Příklad laserového čistění brzdových kotoučů.

Výroba jemných struktur, vytváření otvorů v proudových motorech nebo výroba filtrů. Tady všude vidíme dominanci laserové technologie, a to pulzních laserů o vysokém špičkovém výkonu. Produktivita práce je obrovská, v některých případech i 15 děr za sekundu.

Obrázek se souhlasem IPG Photonics, Burbach, Germany. Vzhled procesu a samotné díry po procesu laserového svařování.

Oblast povrchové úpravy pomocí laseru momentálně zažívá velký boom, hlavně v oblasti nástrojářství, kde pro implementaci dalších os k robotům dokážou podniky kalit a také navařovat obrovské plochy materiálů. Technologií se navařují nebo kalí lopatky turbín, rotorů leteckých motorů a také větrných elektráren nebo opravují lžíce největších bagrů na světě.

Příklady laserového kalení a navařování pomocí laseru.

Momentální převrat, nebo to klidně můžeme nazvat „obrození technologie“, je pozitivní realita, která začíná vymazávat minulost. Laserové celky se stávají nedílnou součástí průmyslové výroby a posouvají ji na jiný level z hlediska produktivity a kvality.

Zásadními výhodami laserové technologie jsou:

• Bezkontaktnost procesu – materiál nepodléhá mechanickým silám, které mohou způsobit deformaci, zvlnění, kroucení, praskání atd.
• Malé tepelné ovlivnění – do materiálu je zaneseno minimální množství tepla, které nenarušuje krystalitu
• Opakovatelnost procesu – využitím vhodné technologie je opakovatelnost až 0,05 mm, což snižuje zmetkovitost výroby
• Možnost vytvářet jemné struktury – laserový pracovní bod se pohybuje mezi 8-50 µm, což umožňuje využít technologii na velice jemné opracování a řezání malých přesných tvarů – hlavní využití automotive, aerospace, nástrojárny atd.
• Kvalita opracování a variabilita procesu
• Jednoduchost přenastavení technologie

Pro více informací nás neváhejte kontaktovat.