Témata
Reklama

3D a 2D laserové stroje

7. března 2001 byla uveřejněna zpráva o významném akvizičním kroku italské firmy Prima Industrie. Tato firma získala od americké společnosti GSI Lumonics výrobu 3D laserových obráběcích strojů Laserdyne v Maple Grove (Minneapolis,USA).

Původní společnost Prima U.S., Inc., po provedené akvizici změnila svůj název na Laserdyne Prima, Inc. Vznikl tak silný dodavatel schopný uspokojit širokou poptávku segmentu 3D víceosých a 2D laserových strojů. Dle očekávání by měl obrat v roce 2001 dosáhnout 200 mld. lir s vyváženým prodejem na americkém i evropském kontinentě. Podíváme-li se na typické oblasti aplikací a na popis spojených produktových řad, zjistíme, že velmi dobře pokrývají poptávku.
Reklama
Reklama

Aplikace v leteckém průmyslu

Pro vysoce náročné aplikace v leteckém průmyslu, jako je například výroba částí leteckých motorů, je vyžadován stroj s vysokou přesností a opakovatelností stopy paprsku v celém pracovním prostoru. Jsou požadovány navíc malé poloměry řezů a otvorů, řádově v oblasti 1 ÷ 2 mm, vrtání otvorů, kde vstup paprsku může být i pod ostrým úhlem k povrchu dílu. Zpracovávají se vysoce kvalitní materiály, prostorové povrchy bývají složité, řez bývá i obtížně přístupný. Povrch může být pokryt termálně izolující vrstvou, která se nesmí porušit v oblasti vstupu a výstupu paprsku. Prostor vymezený krychlí o hraně 1 m by mohl být obálkou pro velikost významné části produkce. Mohou se však vyskytnout i dlouhé konstrukční díly.
Typické aplikace:
  • řezání - spalovací komory, tepelné kryty leteckých motorů, 300 ÷ 500W Nd:YAG laser s vysokým výkonem v pulzu, cca 30 kW;
  • vrtání otvorů malého průměru, s ostrým úhlem k povrchu ve spalovací komoře motoru, 300 ÷ 500W Nd:YAG laser s vysokým výkonem v pulzu, cca 30 kW;
  • lopatky a otvory pro lopatky turbín leteckých motorů.
  • Pro takové aplikace se používá pěti- nebo šestiosý 3D stroj s laserovým zdrojem Nd:YAG o vlnové délce v 1,06 (m. Průměrné výkony jsou do 500 wattů, avšak špičkový výkon pulzu je v desítkách kilowatů, a to zejména pro vrtání. Pro převážně symetrické rotační tvary je pravidlem použít vhodný rotační stůl. Jsou kladeny velké požadavky na kvalitu paprsku a tvar pulzu. K dispozici bývá výměnný kit pro modifikaci optické dráhy v laseru pro zvýšení kvality paprsku i za cenu mírného snížení průměrného výkonu. Poměr technologického a režijního času je spíše ve prospěch času technologického. Rychlosti řezání a produktivita bývají poněkud nižší ve srovnání s lasery CO2.

    Aplikace v automobilovém průmyslu

    Pro automobilový průmysl je častou aplikací řezání a svařování 3D karosářských dílů s vysokou produktivitou. Rozměry bývají řádově přes 1 m. Další oblastí je svařování dílů karoserie při její kompletaci, přičemž je třeba dosahovat vyšší produktivity a pohybu v prostoru řádově srovnatelném s rozměry hotového vozu. Laserů se používá také ke svařování a řezání menších dílů (tlumičů, výfuků...), popřípadě i k jiným technologiím, např. k povrchovému kalení atd.
    Typické aplikace:
  • svařování střešních švů karoserie pro zvýšení tuhosti, 2 ÷ 6kW CO2 laser;
  • řezání a svařování podběhů pro vysokou kvalitu, 1 ÷ 6kW CO2 laser;
  • řezání karoserie, 1,5 ÷ 2kW CO2 laser (300 ÷ 500W Nd:YAG laser);
  • svařování výlisků a dílů pro zvýšení tuhosti, 2 ÷ 6kW CO2 laser;
  • svařování dveří a řezání dveřních výztuží, 2 ÷ 6kW CO2 laser;
  • svařování ozubených kol pro vysokou kvalitu a produktivitu, 2 ÷ 6kW CO2 laser;
  • svařování zdvihu ventilů, 2 ÷ 6kW CO2 laser;
  • řezání a svařování výfuků a výfukových potrubí, 2 ÷ 6kW CO2 laser (300W Nd:YAG laser);
  • řezání a svařování vnitřních dílů stropu, 150W Nd:YAG laser;
  • řezání a perforování airbagů, 1 ÷ 2kW CO2 laser;
  • výroba prototypů, 1,5 ÷ 2kW CO2 laser (300 ÷ 500W Nd:YAG laser).
  • Pro takové aplikace je tedy používán pěti- nebo šestiosý 3D stroj s laserovým zdrojem CO2 o vlnové délce 10,6 (m s vyšším výkonem, cca 1,5 ÷ 6 kW. Pro dosažení dobrého poměru technologického času a času režijního je třeba vyvinout jisté úsilí pro optimální uspořádání pracoviště a cyklu. Např. do pracovního prostoru se umísťuje v dávce několik výrobků, což vyžaduje větší rozměry pracovního prostoru, popřípadě jsou výrobky podávány do pracovního prostoru jednoúčelovým zařízením. Cyklus je potom přerušovaný nebo - pokud laserový stroj pracuje střídavě na několika pracovištích nepřetržitě - nepřerušovaný. Pro některé aplikace je vhodný i Nd:YAG laser. Paprsek je přiveden vláknem k robotem nesené svařovací, případně řezací hlavě. Je možné rovněž přivádět výkon laseru CO2 uzavřenou trubkovou soustavou s klouby a zrcátky, využít univerzálnosti robota pro špatně dostupná místa či spolupráce několika robotů najednou na malém prostoru. Vedení paprsku, udržování fokusační vzdálenosti vzhledem k rozměrům dílů a možným tolerancím prostorových plechových dílů je zvláštní kapitolou, používá se zejména vedení kladkou. Rychlost interpolace a přesnost robota lze zvýšit použitím speciální řezací hlavy, která nejen udržuje vzdálenost trysky od povrchu, ale i polohuje paprsek při řezání malých kruhových otvorů, zatímco robot zůstává nehybný.
    Všeobecné použití
    Pro všeobecné použití k řezání 2D plechů a plochých materiálů se používají spíše laserové zdroje CO2 s výkony 1,5 až 5 kW. Velikost stolů je standardizována od cca 1 x 2 m, délka však může být až 6 m. Stroje mohou být podle požadavků na produktivitu vybaveny zařízením pro manipulaci s materiálem, např. výměnnými stoly, jeřáby, automatizovanými zásobníky materiálu atd. Jedná se v zásadě o standardní vyladěná a optimalizovaná řešení s vysokým výkonem.

    Laserové stroje

    Na uvedené oblasti se soustřeďuje svými produktovými řadami společnost Prima, zatímco zmíněná GSI Lumonics bude zřejmě nadále leadrem hlavně v oblasti polovodičů a mikroelektroniky. Přitom lze očekávat, že bude docházet k postupné unifikaci obou produktových řad a k využívání jednotných řešení. Níže je uveden přehled nejzajímavějších strojů obou produktových řad. Další silnou stránkou společnosti Prima je výroba průmyslových laserů.

    Přehled laserových strojů Laserdyne

    Jedná se o Nd:YAG (popř. CO2) lasery se systémem řízení 94W/PC. Stroje mohou být volitelně vybaveny rotační hlavou.
  • Laserdyne 180 nachází použití pro řezání, vrtání a svařování pro výrobu a vývoj. Osy: X, Y, Z, rozsah os: 300 mm, 300 mm, 150 mm.
  • Laserdyne 350 se používá pro řezání, svařování, vrtání 3D i 2D tvarů ve výrobě polovodičů, v odvětví elektroniky i výroby lékařských přístrojů. Osy: X,Y, Z, rozsah: 600 mm, 450 mm, 450 mm.
  • Laserdyne 550 je určen pro přesné řezání 3D dílů, vrtání válcových a tvarových děr. Osy: X,Y, Z, D, rot. A, rozsah: 914 mm, 635 mm, 610 mm, ±135°, 360°. K polohování a dopravě paprsku je použit BeamDirector s přímým pohonem.
  • Laserdyne 790 je určen pro letecký, automobilový průmysl. Osy: X, Y, Z, D, C, rozsah: 1000 mm, 750 mm, 750 mm, ±135°, ±450°. K polohování a dopravě paprsku je použit BeamDirector s přímým pohonem. Je zaručena prostorová přesnost.
  • Laserdyne 890 - stroj s pohybující se mostovou konstrukcí, která poskytuje možnost nastavit osu Y až do délky 14 m. Stůl je možno úplně odstranit a do pracovního prostoru přivézt obráběný díl. Osy: X, Y, Z, D, C, rozsah: 2400 mm, 1800 mm, 900 mm, ±135°, ±450°. K polohování a dopravě paprsku je použit BeamDirector s přímým pohonem.
  • Přehled laserových strojů Prima
    Většinou jde o CO2 lasery, případně u řady Gemini také o Nd:YAG lasery. Rovněž stroje Prima mohou být vybaveny rotační hlavou.
  • Gemini 3 axis je laserový stroj pro použití v průmyslu, pro řezání plastů i kovů. Osy: X, Y, Z, rozsah os: 300 (resp. 600) mm, 300 (750) mm, 250 mm, řízení: PC-controller, pracující pod Windows.
  • Gemini Model H je laserový stroj s vysokou přesností. Osy: X, Y, Z, B, C, rozsah: 350 mm, 350 mm, 350 mm (resp. 600 mm, 750 mm, 250 mm), +135°, ±360°, řízení: PC-controller, pracující pod Windows NT.
  • Domino 1325 je stroj určený pro 2D a 3D aplikace. Řeže plechy i tvarované díly do výšky 160 mm. Je založen na konstrukci s pohyblivým mostem a vyznačuje se vysokou výkonností. Osy: X, Y, Z, A, B, rozsah: 2500 mm, 1250 mm, 370 mm, 360°, ±120°, řízení: PrimaCH-9000L CNC, 32 bit Windows NT.
  • Optimo má portálovou konstrukci a jedná se o největší stroj určený pro výrobu karoserií nebo pro letecký průmysl. Osy: X, Y, Z, A, B, rozsah: 3500 (popř. 4500) mm, 2500 mm, 920 mm, 360°, ±120°, 6. osa adaptivní. Řízení: PrimaCH-9000L CNC, 32 bit Windows NT.
  • Rapido je pětiosý stroj pro práci s díly střední velikosti, 6. osa je adaptivní. Konstrukce je založena na nosníku, který lze úplně odsunout z pracovního prostoru. Osy: X, Y, Z, A, B, rozsah: 3200 mm, 1525 mm, 600 mm, 360°, ±120°, řízení: PrimaCH-9000L CNC, 32 bit Windows NT.
  • Platino je určen pro 2D řezání plechů. Konstrukce je založena na konzolovém nosníku. Osy: X, Y, Z, rozsah: 2500 mm, 1250 mm, 150 mm nebo 3000 mm, 1500 mm, 150 mm, řízení: PrimaCH-9000L CNC, 32 bit Windows NT.
  • Laser Work Gold 2040 je určen hlavně pro 2D řezání kovových plechů. Základem je mostová pohyblivá konstrukce. Osy: X, Y, Z, rozsah: 4000 mm, 2000 mm, 150 mm, řízení: PrimaCH-900L CNC, 32 bit Windows NT.
  • Reklama
    Vydání #5
    Kód článku: 10519
    Datum: 09. 05. 2001
    Rubrika: Výroba / Obrábění
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Progres v navyšování podílu na trhu

    Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

    Kontinuální omílací systém do stávající periferie

    Pokud jde o sériovou výrobu složitých tlakových odlitků z hliníkových slitin, je Kovolis Hedvikov preferovaným partnerem automobilových výrobců a dodavatelů. S cílem rozšířit kapacitu i možnosti zpracování investovala společnost do nového omílacího systému, přizpůsobeného široké škále dílů a místním podmínkám.

    3D aditivní technologie - rok inovací a novinek

    Po kritickém roce 2016, kdy šlo Kovosvitu MAS o přežití, se tradiční česká strojírenská firma z jihu Čech nadechuje k dalšímu rozmachu a pro rok 2017 připravuje celou řadu výrobních novinek, které bude v průběhu roku postupně uvádět na trh. Nejbližší příležitostí jsou zákaznické dny konané začátkem dubna. Světovou premiéru zde bude mít mimo jiné také stroj Weldprint 1000 5AX, který patří do kategorie Hybrid Manufacturing (HM).

    Související články
    Od třísky k briketě ve dvanácti sekundách.

    Znáte legendu mezi výrobci kol z lehkých slitin a dodavateli pro Benetton Renault, Daimler Chrysler, Porsche, Ferrari, Jaguar, Maserati GT? Tato firma oslavila 25. výročí v roce 1995, v době, kdy Michael Schumacher s Benetton Renault vyhrál na jejích kolech závod Formule 1 a po té získal i dalších sedm titulů na kolech tohoto výrobce. Správné disky jsou pro automobilové milovníky a závodní nadšence ryzí erotikou. Upoutají pozornost a postarají se v motosportu o malou, ale důležitou výhodu nebo vytvoří ze sériově vyrobené limuzíny dokonalý vůz.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Vrtáky QTD s tvrdokovovými destičkami vyrobené aditivní technologií

    Dny, kdy přesné nástroje a aditivní výrobní strategie spolu neměly nic společného, jsou minulostí. Vrták Mapal řady QTD s tvrdokovovým hrotem, nástroj vyrobený pomocí aditivní výroby s LaserCUSING systémem od Concept Laseru, to prokázal. Je to poprvé, kdy specialisté na přesné nástroje z Aalenu vyrábějí vrtáky aditivně a s velmi dobrými výsledky. Dr. Dirk Sellmer, vedoucí výzkumu a vývoje v Mapalu, vysvětlil důvody, které vedly k novému vývojovému úkolu a využití nové geometrické volnosti v konstrukci složitých dílů.

    Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

    Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

    Zdvojnásobení produktivity při výrobě grafitových elektrod

    Frézka Penta P 432 HSC představuje novou ekonomickou řadu HSC vertikálních frézovacích center určených především pro obrábění elektrod. Je technicky a ekonomicky smysluplným doplněním pracovišť pro výrobu forem s vynikajícím poměrem cena/výkon.

    EMO Hannover 2013: část 8 - upínání obrobků

    V tomto vydání se již naposledy v ucelené monotematické retrospektivě poohlédneme po loňském veletrhu obráběcí techniky EMO Hannover. Autor tohoto příspěvku se zaměřil na problematiku upínání obrobků. A co nového v této oblasti firmy nabízejí? Čtěte dále.

    Soustružení abrazivním kapalinovým paprskem zvyšuje trvanlivost

    Soustružení abrazivním vodním paprskem je technologie, která spojuje kinematiku konvenčního soustružení s abrazivním vodním paprskem jako nástrojem. Toto spojení je výhodné zejména při obrábění těžkoobrobitelných materiálů, např. titanových slitin, kde nahrazuje hrubování konvenčním soustružením řezným nástrojem.

    Naše zlaté Brno

    Po všech "nej", která musí být v Česku vždy náležitě prezentována - a při příležitostech jako je Mezinárodní strojírenský veletrh obzvlášť - přichází období vystřízlivění a lopotné každodenní práce, stejně jako čas pragmatického hodnocení přínosů a vynaložených nákladů na "přehlídku toho nejlepšího", co lze ve střední a východní Evropě v oblasti strojírenství spatřit.

    Sedm celoživotních návyků

    Ve věku, kdy se většina lidí spokojeně těší do důchodu, podnikatel z americké Indiany, Don Wood, založil firmu, která se ukázala být jeho největším celoživotním úspěchem. Růst firmy s názvem 80/20 je záviděníhodný a vznikl díky perfektním organizačním dovednostem a energii vložené zakladatelem firmy. Jeho recept na úspěch přesto není přísně střeženým tajemstvím.

    EMO Hannover 2011, Část 8 - Materiály ve stavbě strojů

    Dnešním předposledním dílem již pomalu uzavíráme náš profesně tříděný pohled na loňskou výstavu EMO Hannover. Dnes se zabýváme materiály ve stavbě obráběcích strojů, v příštím vydání se můžete těšit na zpracovanou oblast brousicích strojů.

    Statika a dynamika obráběcích strojů

    V současné době je u obráběcích strojů hodnoceno především dobré statické a dynamické chování. Lepších statických a dynamických vlastností mohou výrobci obráběcích strojů dosáhnout plným vyu-žitím potenciálu konstrukce stroje.

    Pohodlné upínání magnetem

    Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit