Každá laserová technologie má svůj potenciál

V blízké budoucnosti pravděpodobně nebude existovat „disruptive technology“, tedy nová laserová technologie, která nahradí všechny zdroje laserových paprsků. I v budoucnu bude používána široká paleta různých laserových technologií. Výrobce laserů proto musí zvládnout celý tento rejstřík a být schopen nabídnout svým zákazníkům relevantní technologie. Firma Trumpf proto sází na všechny laserové technologie a nabízí svým zákazníkům vhodný laser pro každou aplikaci v oblasti zpracování materiálu. Firma Trumpf je tak podnikem s širokým spektrem laserových technologií – od CO2 laseru přes Nd:YAG diskový, tyčový až k vláknovému laseru.

Současný univerzální řezací stroj je založen na CO2 technologii.

Neexistuje jeden optimální laser pro zpracování veškerého materiálu. Každá technologie má svůj potenciál, který je nutné cíleně využít pro příslušnou aplikaci.

Nejlepší technologie?

Hlubší sledování aplikací ukazuje, že neexistuje jeden optimální laser pro zpracování veškerého materiálu. Každá technologie má svůj potenciál, který je nutné cíleně využít pro příslušnou aplikaci. Proto v laserové technice zásadně platí, že různé aplikace kladou různé požadavky na zdroj paprsků a výrobní systém.

Kdy diskový a kdy vláknový laser?

Vyšší výkony jsou a zcela jasně zůstanou doménou diskového laseru, který je správnou koncepcí pro průmyslové aplikace v oblasti vysokých multikilowatových cw výkonů. Disk je robustní modulární základnou, která umožňuje ekonomicky výhodně dosáhnout dobré až velmi dobré jakosti paprsku. Zde je do budoucna ještě skryt velký potenciál.

Vláknový laser je dobrou technologií především pro oblast nízkých výkonů do několika set wattů. Proto je vždy vhodný pro svařování a řezání v případech, kdy jsou požadovány velmi jemné obrysy u slabých plechů. Naproti tomu však diskový laser nabízí velmi dobré možnosti tam, kde by uživatel rád dosáhl krátkých a vysokých špičkových impulzních výkonů.

Zkušenosti společnosti Trumf i jejich zákazníků ukazují, že existují aplikace, které zvládne určitá technologie lépe než jiná. Především u silnějších plechů pevnolátkový laser s vlnovou délkou 1 µm nemůže na rozdíl od 10 µm CO₂ laseru z fyzikálních důvodů optimálně řezat.

Současný univerzální řezací stroj je založen na CO₂ technologii také proto, že u CO₂ laseru jsou z důvodu desítek let používání značně větší zkušenosti s řezáním a hlubší znalosti procesu. Pokud by chtěl uživatel řezat výlučně slabé plechy a fólie, může pro něj být z důvodu vyšší rychlosti zajímavý pevnolátkový laser.

Požadavky pro efektivní řezání laserem

Proces řezání musí být velmi intenzivní a uživatel vyžaduje možnost strojem flexibilně zpracovávat nejrůznější plechy, a to i v malých dávkách. Proto musí laserové řezací zařízení umožňovat použití velmi širokého spektra způsobů zpracování. Kromě toho musí laser uživateli zaručovat vysokou bezpečnost procesu. Je také důležitá dostatečně velká řezná mezera, aby mohly být součásti spolehlivě odděleny.

Mohlo by se zdát, že kdo chce být při zpracování plechů flexibilní, použije pouze CO₂ laser. Tak jednoduché to přece jen není. Význam pevnolátkových laserů bude i u flexibilního zpracování plechů vzrůstat. A to nejen u řezání, nýbrž především u svařování. Laserové svařování je v rostoucí míře považováno za ekonomicky účelný doplněk procesního řetězce u plechu – převážně u spojování slabých až středně silných plechů 0,6 až 6 mm. Zde jsou vhodné pevnolátkové lasery především pro možnost jejich zapojení do sítě.

Pro způsoby svařování, které vyžadují vysokou jakost paprsku při výkonech v multikilowattové oblasti, například dálkové svařování v automobilovém průmyslu nebo úzké a hluboké svary, jsou však správným konceptem diskové lasery, např. typové řady TruDisk.

Důvody jsou především technické: U diskového laseru zůstává – na rozdíl od vláknového – hustota energie uvnitř rezonátoru i při vysokých výkonech daleko pod kritickou mezí destrukčního zdroje laserového média. Díky konstrukci, která zabezpečuje odolnost vůči zpětnému odrazu záření, se uživatel diskového laseru nemusí obávat výpadku zdroje záření, dochází-li ke zpětnému odrazu od součásti. Diskový laser proto umožňuje lepší využití zařízení, a tím poskytuje zřetelně vyšší produktivitu.

Na jaké technologii bude založen laser budoucnosti?

Klíčovou technologií blízké budoucnosti je nepochybně dioda. Diodou čerpaný pevnolátkový laser, avšak také diodový přímý laser budou podle našeho názoru hrát stále důležitější roli. Dioda se tak stane centrálním prvkem všech laserů. Přesněji řečeno, je jím již dnes.

Rozhodující je proto získat potřebné kompetence u tématu dioda. Důležitými hesly jsou polovodičová technika a konečná úprava. Zde vytváří firma Trumpf již řadu let potřebné know-how, aby byla i v budoucnu na poli technologie průmyslových laserů a laserových systémů mezi vedoucími společnostmi.

Jens Bleher

Trumpf

marek.svoboda@cz.trumpf.co

www.cz.trumpf.com