800 400 464
banner
5 nejnovějších poptávek
Obrábění
Výroba dle dokumentace
Trommelrohr
Regranulát PELD - dlouhodobě
Olověné autobaterie s elektrolyty
5 nejnovějších nabídek
SVAŘOVACÍ TECHNIKA
Žebérkové pletivo
Odpady
Čištění průmyslových odpadních vod
Silentbloky, těsnící elementy, "O" kroužky, desky, vlnovce, membrány

Výhody laserové technologie v průmyslových aplikacích

05/08/2016

 

lintech_300_03

 

Laserové technologie nahrazují postupně konvenční technologie v mnoha různých oblastech průmyslu. Důvod je zřejmý – s ohledem na svoji přesnost, nízké provozní náklady bez spotřebního materiálu, bezúdržbovost či vysokou životnost nabízí výhody, které mnohé ostatní technologie nabídnout nemohou. Díky těmto výhodám jsou pořizovací náklady na laserovou technologii vyšší, proto byly dříve nasazovány především v provozech, kde bylo možné naplno využít jejich obrovskou produktivitu. Postupem času se však pořizovací náklady laserových systémů postupně snižují a zákonitě tak nacházejí cestu do širšího spektra aplikací. Následující řádky ukazují, v jakých aplikacích jsou využívány laserové technologie v porovnání s jinými technologickými postupy.

 Značení dílů znac_280

Velmi běžnou aplikací, kde se lasery objevují je značení či popis dílů. V této oblasti se využívá samozřejmě i dalších technologií, kdy se nejčastěji jedná o některou z mechanických forem (ražba, mikroúder) nebo např. ink-jetové systémy.

Mechanické formy značení mají výhodu v nejnižších pořizovacích nákladech, ovšem nesou i řadu nevýhod. Ražba značí pouze materiály jistého rozsahu tvrdosti  - u poddajných materiálů se popis ztrácí vlivem elasticity materiálu, u velmi tvrdých (např. kalené díly) se ostří razidla velmi rychle ničí, dokáže-li vůbec do materiálu vytvořit stopu. Nižší formy ražby (úderové jednotky a razidla) se hodí spíše na značení stále se opakujícího vzoru, vyšší forma ražby (mikrobodové systémy) má pak editovatelnost výrazně lepší a lze ji použít i pro komplexnější vzory. Laser exceluje nad ražbou v podstatě ve všem. Jeho využití není limitováno tvrdostí materiálu, je přesnější, rychlejší, mechanicky nepůsobí na díl, proto jej nedeformuje a díl není nutné upínat. Editovatelnost značení je v podstatě neomezená. Ink-jetové systémy využívající ke značení vychylované kapky inkoustu soupeří nejčastěji s CO2 lasery v oblastech potravinářství, či obecně v obalovém průmyslu. Výhodu mají v obrovské rychlosti značení, která je dokonce vyšší než u laseru. Mají sice nižší pořizovací náklady, ale daleko vyšší náklady provozní kvůli doplňování barvy a ředidla, proto z dlouhodobého hlediska vycházejí ekonomicky hůře. Kromě toho nejsou zdaleka schopny dosahovat přesnosti a detailnosti laserových vzorů, navíc značení ink-jetem postrádá na rozdíl od laseru nesmazatelnost.
 
 
První ze svařovacích aplikací je svařování plastů. To se provádí za pomoci mnoha různých technologických postupů v závislosti na procesních požadavcích. Používá se svařování horkou deskou či horkým vzduchem, ty se však používají spíše v případě jednodušších dílů (trubky, desky, profily, apod.) a nedají se tak příliš porovnávat s laserovým svařováním, které se zaměřuje hlavně na díly s přesnými a jemnými svary a požadavkem na vynikající design, který ve výše zmíněných příkladech většinou není tak nutný. Společnou vlastností všech svařovacích aplikací je kombinace tepla a tlaku.   svar_308
 
Střetává se však v podobných aplikacích s ultrazvukovým řešením, které využívá ke spojování materiálu akustickou energii. Obě technologie spojuje řada výhod – zejména vysoká svařovací rychlost, čistota, bezúdržbovost a životnost zařízení. V obou případech je možno zachovat vynikající pohledovost, což je důležité u dílů, u kterých je vyžadována vysoká úroveň designu. Značnou nevýhodou ultrazvukového řešení je však nutnost vytvářet na každou geometrii dílu specifické nástroje a přípravky, proto je adaptace této technologie na více různých druhů dílů problematická a nákladná. Dále je velikost svařovaného dílu omezená velikostí konstrukce ultrazvukové svářečky. Pokud je součástí svařovaného dílu elektronika, není použití ultrazvuku žádoucí, protože vibrace elektronice nesvědčí. Laserový systém má vyšší přizpůsobivost s ohledem na geometrické rozdílnosti více typů svařovaných dílů, protože lze snadno přeprogramovat cestu paprsku tak, aby kopírovala různé svarové linie. Celý proces svařování lze výhodně zautomatizovat, navíc je možné výhodně kontrolovat kvalitu svaru a zvyšovat již tak vysokou procesní stabilitu, ať už za pomoci termovizní, či jiné formy kontroly. Svařované materiály musí být nicméně pro laser uzpůsobeny tak, aby byly schopny jeho záření absorbovat či naopak propouštět, dle požadavku aplikace. Na druhou stranu dokáže úzký paprsek svařovat i místa, která jsou jen těžko přístupná.
 
Při svařování kovů lze svařovat jak tenké, tak i materiály s tloušťkou kolem 1cm v závislosti na parametrech laseru a použité svařovací metodě (tavné svařování X svařování klíčovou dírkou). Lasery mohou dosahovat díky vysoce fokusovanému paprsku hlubokého, ale zároveň úzkého svaru, a to za minimální vstupující energie a bez nutnosti použití přídavného materiálu. Vlivem malé velikosti laserového spotu jako pracovního nástroje je svar přesný s dobrým vzhledem a jen malá oblast kolem svaru je tepelně ovlivněna, což snižuje pnutí v materiálu a vznik případných deformací. Celý proces je možno jednoduše zautomatizovat, např. posazením laserové hlavy na robotické rameno nebo jinou polohovací jednotku, čímž je dosažena vysoká reprodukovatelnost. V některých případech se laser vhodně kombinuje s jinou svařovací technologií (např. s MIG), je-li potřeba dosahovat ještě vyšších procesních rychlostí.
 
 
Laserový paprsek o vysoké plošné hustotě energie je samozřejmě dobře využitelný i pro aplikaci laserového řezání. Opakovat již několikrát zmíněné výhody laseru je, myslím, zbytečné. V závislosti na požadavcích lze laserem a vhodným asistenčním plynem dosáhnout různých rychlostí a kvalit řezu.
V aplikacích spolu s laserem často soupeří plasma a vodní paprsek. Plasma může řezat pouze elek. vodivé materiály, vytváří větší tepelně ovlivněnou oblast a dosahuje nižší kvalitu řezu. U vodního paprsku je nutno doplňovat spotřební materiál ve formě abraziva, které napomáhá dělení materiálu, což zvyšuje ekonomickou náročnost procesu. Ačkoli zde neexistuje tepelné ovlivnění materiálu, kovový materiál při kontaktu s vodou má snahu korodovat, není-li správně ošetřen. Vodní paprsek dokáže řezat i materiály o vysoké tloušťce, má ale značná omezení naopak při řezání menších dílů.  
 
Obecně řečeno, laserové aplikace jsou rychlé, přesné, s nízkými energetickými vstupy a výborně automatizovatelné. Jejich výsledky mají výbornou pohledovost, přičemž laserový paprsek nedeformuje materiál přímo ani nepřímo, např. výraznějším tepelným ovlivněním v okolí pracovní oblasti. Existuje samozřejmě i celá řada dalších aplikací, kde je možno lasery efektivně využít – kalení, povlakování, pájení a další. Bližší rozbor všech těchto aplikací je však bohužel nad rámec tohoto článku.
 
 
 

LINTECH, spol. s r.o.

Chrastavice 3
Domažlice
344 01
Česká republika

Tel.: +420 379 410 201
Fax: +420 379 410 200
E-mail:
Internet:

Chcete být informování o poptávkách dříve než ostatní?
banner

Proč využívat Industry-EU? Cíle portálu Industry-EU Poptávky a nabídky Industry-EU