Témata
Reklama

Fotonika - klíč k technologickému rozvoji

Vynález laseru, optických vláken a polovodičových optických součástek výrazně zvýšil význam využití optiky pro moderní technologie. Byl to také impulz pro rozvoj mladého vědního oboru – fotoniky –, který se zabývá vlastnostmi a metodami využití fotonů. Místem, kde si odborníci z těchto tří na sobě závislých oborů – optika, elektronika a fotonika – sdělují svá know-how a sdílejí své úspěchy, se každoročně stává nejvýznamnější světový veletrh optických a laserových technologií Laser World of Photonics. I letos jej koncem června na mnichovském výstavišti doprovázel světový kongres World of Photonics congress.

Rostoucí význam tohoto mladého vědního oboru potvrzuje také studie vytvořená německou strojírenskou asociací VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) a evropskou technologickou platformou Photonics21, uveřejněná právě k letošnímu veletrhu laserových technologií Laser World of Photonics. Studie ukazuje nárůst celkového trhu souvisejícího s fotonikou od roku 2005 do roku 2015 o 220 miliard eur (roční přírůstek 6 %), což je zhruba dvakrát více než růst světového hrubého produktu. V Evropě, která je nyní v žebříčku produkce fotoniky na druhém místě, vzrostl obrat za stejné období o více než 25 miliard eur (v roce 2015 byl obrat necelých 70 miliard) a pouze německé společnosti věnující se oboru fotonika hlásí v roce 2016 obrat 31 miliard. Na prvním místě světové produkce fotoniky vystřídala dlouhodobého lídra Japonsko Čína.

Reklama
Reklama
Také letos hostily největší veletrh laserových technologií Laser World of Photonics mnichovské veletrhy Messe München GmbH.

Vedoucí obor 21. století

Z výše popsaných výsledků je patrné také široké národnostní spektrum vystavovatelů a návštěvníků, kteří se koncem června v Mnichově na 55 000 m2 veletrhu účastnili. Vedoucí světoví výrobci ve svém oboru prezentovali jedinečnou kombinaci inovativních laserových technologií a jejich průmyslové využití. Rekordní účast 1 293 vystavovatelů, kteří představovali své produkty více než 32 000 návštěvníkům dokazuje postavení tohoto veletrhu ve světě. Celé dva pavilony zaměřené na využití laserových technologií v průmyslových aplikacích pak poukazují na nekompromisní prolínání tohoto oboru s moderními výrobními postupy.

Světlo je nejdůležitějším nástrojem v jednadvacátém století. Ve výrobě polovodičů umožňují UV lasery a vysoce výkonná optika výrobu účinnějších a levnějších mikroprocesorů. Širokopásmový internet by byl nemožný bez optických kabelů. Dokonalá miniaturizace by nebyla možná bez přesných měřicích a sledovacích systémů. Základní kameny pro Průmysl 4.0 jsou definovány jako cenově dostupné mikroprocesory, účinné zesíťování výroby a přesný monitoring. Proto se i v této souvislosti na veletrhu objevuje pojem Fotonika 4.0. Fotonika však není pouze základ pro zesíťovanou výrobu, ale je také naprosto zásadní v mnoha přesných, digitálně řízených laserových procesech. Laserem lze vrtat, řezat, svařovat, tepelně zpracovávat oceli apod., a to vše za minimálního ovlivnění zpracovávané součásti. Jeho největší výhodou je přesnost, flexibilita a rychlost. Přesto se laserové technologie nepřestávají dále vyvíjet. V digitální výrobě má v současné době největší význam využívání laseru s ultrakrátkými pulzy. Moderní lasery s ultrakrátkými pulzy dnes dosahují megahertzových frekvencí a vysoké hustoty pulzu bez toho, aniž by tepelně ovlivňovaly zpracovávaný materiál. Nechtěné tavení materiálu nebo rozstřiky jsou minulostí. Tyto pokroky ve vývoji laseru jistě zaznamenají v budoucích letech velké úspěchy nejen v průmyslových technologiích.

Vývoji laserů s ultrakrátkými pulzy a jejich aplikacím se věnuje také Fraunhoferův institut ILT. Výsledkem jejich bádání jsou „multipaprskové“ procesy. Paprsek ultrakrátkého pulzu je pomocí difrakčních elementů rozdělen na mnoho částečných paprsků a takto je možné simultánně zpracovávat povrch velkých ploch. Rychlost, dynamika či pozice každého paprsku lze řídit pomocí programovatelného systému k těmto účelům vyvinutého a změny např. směru či tvaru paprsku je možné provádět i v průběhu procesu. Využití tato aplikace nalezne např. ve fotovoltaice nebo v elektronice.

Další z Fraunhoferových institutů IWS se věnuje mj. vývoji laserových hlav podle požadavků Průmyslu 4.0. Na veletrhu představil „chytrou“ laserovou hlavu, která je určena k navařování, opravám či povlakování. Hlava je dimenzovaná na laser o výkonu až 6 kW se šířkou stopy od 0,6 do 6 mm. Obsahuje hned několik senzorů, které informují operátora o kritických hodnotách teplot, tlaku či průtoku a při nebezpečí z poškození chytrá hlava dokonce sama proces zastaví.

Ovládnutí světla přináší mnoho nejen průmyslových aplikací.

Dynamicky rozvíjející se sektor – senzory

Rozrůstající se sektor senzoriky demonstruje, že přesně kontrolovatelné světlo spolu s kamerovými systémy a bezdotykovými optickými měřicími přístroji budou tvořit základ všech budoucích výrobních procesů. Generální ředitel společnosti Trumpf Dr. Peter Leibinger potvrzuje, že senzory mají kritickou pozici a jakožto jeden z požadavků Průmyslu 4.0 budou tvořit důležitý most mezi fabrikou, IT, cloudem a dodavateli.

Stalo se dnes již naprosto běžnou praxí kontrolovat a monitorovat výrobní procesy důkladněji než jen pouhým okem. Občas to z důvodu rychlosti taktu výrobní linky nebo velikosti sledovaného produktu není ani možné, některé defekty jsou viditelné pouze v určitých vlnových délkách. Stále častěji jsou proto tyto výrobní procesy monitorovány vysokorychlostními kamerami. Běžně jsou data z kamery pomocí optických kabelů přenášena do zobrazovacích zařízení a sledována, např. zmetkovitost výroby či predikce údržby zařízení.

„Chytrá“ laserová hlava z Fraunhoferova institutu IWS obsahuje senzory, které sledují všechny procesy, jež hlava provádí.

Doprovodný program

Tradičně bylo možné se na veletrhu zúčastnit komentovaných prohlídek. Mezi nejpopulárnější letos patřila prohlídka s názvem Laserové technologie pro e-mobilitu nebo Fotonika ve výrobě s praktickými ukázkami např. svařování vysokopevnostní ocele apod.

Úspěšná byla premiéra doprovodné akce Make Light Makeathon. Na organizaci akce se podílelo mimo jiné také Ministerstvo vzdělávání a výzkumu. Mnichovské veletrhy již před rokem hostily první Makeathon na veletrhu robotiky s názvem Automatica. A nyní se stal ideálním místem pro mladé talenty také veletrh fotoniky. Za 24 hodin 78 studentů mělo vyvinout produkt za použití optiky do robotické či automatizační oblasti od myšlenky až k prototypu přímo v průběhu veletrhu. Vyvinut byl např. prototyp s názvem Smog Dog – zařízení o velikosti sekačky na trávu, které lokalizuje znečištění ovzduší nebo menší požár pomocí optických senzorů. Jedenáct týmů své projekty ve dvouapůlminutové řeči obhajovalo před porotou složenou z expertů z oboru i z představitelů významných výzkumných ústavů, ale i průmyslových podniků.

Soutěž byla organizována na podporu mladých talentů, kteří mají zájem o techniku, na podporu německých podniků i světového prvenství ve fotonice, kterého podle slov organizátorů bude možné dosáhnout pouze, bude-li podporován příchod mladých schopných inženýrů do průmyslových podniků.

Česká reprezentace

Tradičně se veletrhu účastní také hrstka českých zástupců z oblasti optiky, elektroniky a fotoniky. Letos jich bylo osm. Již ostřílenými hráči na mnichovském výstavišti jsou Crytur, Meopta či SQS Vláknová optika. Nově zde své produkty prezentovaly společnosti EZconn Czech, Ústav fyziky plazmatu AV ČR nebo našim čtenářům známý prodejce laserů na zpracování plechů a profilů 4ISP. Ten jako jeden z mála měl na svém stánku laserový řezací stroj v provozu a jednatel společnosti Petr Tůma si hrdě a s úsměvem hned první den pochvaloval nečekaně velký zájem návštěvníků. Své úspěchy přijela prezentovat také dolnobřežanská výzkumná centra HiLASE a ELI Beamlines. Většina účastníků však přiznává, že spíše než nové obchody zde probíhají přátelská setkání s obchodními partnery a dodavateli.

Česká společnost 4ISP jako jedna z mála měla na svém stánku vyřezávací laserový stroj v chodu.
Reklama
Vydání #9
Kód článku: 170921
Datum: 12. 09. 2017
Rubrika: Servis / Reportáž
Autor:
Firmy
Související články
Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Ultrakrátké pulzy na Laser - World of Photonics

Květen letošního roku byl po dvou letech opět dějištěm tradičního mnichovského veletrhu Laser - World of Photonics a ukázkou toho, kam vývoj v této oblasti pokročil. Podle statistik švýcarské Optech Consulting dosáhl obrat na trhu průmyslových laserů v roce 2012 sice objemu 7,9 miliard euro, tedy o 9 % více než v předchozím roce, ale tento ukazatel je třeba do jisté míry korigovat kurzovními změnami, ke kterým došlo v tomto roce při poklesu hodnoty eura jak vůči US dolaru, tak i hlavním asijským měnám. Co je ale podstatné pro uživatele laserových technologií, je další vývoj těchto technologií ve smyslu zdokonalování technických parametrů a efektivnosti systémů.

Související články
Startovní výstřel pro kovozpracování a subdodavatele

Veletrhy Intec a Z 2021, které se budou konat v příštím roce od 2. do 5. března, opět promění Lipsko v centrum strojírenství a evropského subdodavatelského průmyslu. V nelehkých dobách nabídnou důležitou pomůcku pro orientaci v zásadních změnách, kterými průmysl prochází. Vystavovatelé z Česka mají na veletrzích Intec a Z ty nejlepší předpoklady navázat, či dále prohloubit obchodní vztahy s významnými společnostmi z Německa a celé Evropy. Ministerstvo průmyslu a obchodu plánuje společnou expozici českých firem v rámci programu na podporu exportu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prostor pro laserovou automatizace je stále obrovský

Česká společnost Lascam systems se zabývá zejména dodávkami laserových zařízení pro obrábění kovů a plastů. Byla včas u rozvoje moderních laserových technologií a dnes pomáhá firmám s integrací laserových aplikací do výrobních procesů. Podle slov obchodního ředitele společnosti Karola Flimela se považují spíše za dodavatele řešení než distributora jednotlivých zařízení a za největší výzvu považují složité inovativní projekty, které přinášejí nový způsob výroby.

Komodita Machine Tool je japonskou jistotou. Jak dlouho?

Japonsko. U Evropana tato destinace stále vyvolává pocit neznáma a určitého tajemna. Je to země kruté historie ovlivněné přímo i nepřímo lidskými rozhodnutími, jenž zanechaly v celé řadě generací znatelný šrám projevující se uzavřeností a prvotní osobní nedůvěřivostí a i určité váhavosti projevující se například z obavy ze sdělení negativního názoru spoluřečníkovi, aby se případně necítil uražen. V komunitě Japonců jste pokaždé udivováni obrovskou vzájemnou úctou a respektem. Budiž jejich chování vzorem pro ostatní národy.

MSV ve znamení technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i tvůrci nejrůznějších sofistikovaných technologií. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Ing. Michala Badina, ze společnosti TOX Pressotechnik, Mgr. Tomáše Kašpárka ze společnosti Bossard CZ a Ing. Aleše Zapletala ze společnosti Raveo.

Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Zcela jiné možnosti s aditivními technologiemi

Nadnárodní společnost General Electric napříč všemi svými dceřinými společnostmi neustále prohlubuje obrovské know-how. Vlastní zkušenosti s vývojem aditivně vyráběných částí zejména pro potřeby leteckého průmyslu přesahující již dvě dekády daly podnět ke vzniku zákaznického centra. GE Additive otevřela v roce 2017 zákaznické centrum (Customer experience center – CEC) kousek od Mnichova, kde firmám nabízí pomoc s nelehkými začátky s aditivními technologiemi.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

Cena MM Award na EMO 2019

Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

Deset let na trhu a nový dodavatel

Společnost 4ISP v letošním roce slaví již deset let na trhu. Na počest tohoto výročí uspořádala v centru Eurazio vernisáž výstavy technických exponátů pod záštitou Technického muzea v Brně. Žádná velká narozeninová party se však konat nebude. Firma svoje jubileum oslaví se zaměstnanci i zákazníky individuálně.

I ti nejlepší stále zlepšují

Každoročně ještě před začátkem vánočních svátků pohody a rodinných setkání se koná ještě jedno příjemné setkání v prostorách showroomu pražské společnosti Trumpf, která v prosinci pravidelně pořádá Dny otevřených dveří. I tentokrát byly dveře otevřené technické veřejnosti, zákazníkům a zájemcům o technologie zpracovávající plechy a profily po tři dny. Součástí programu byl také přednáškový blok, kde byly mj. představeny novinky Trumpf z loňského veletrhu Euroblech 2018 konaném v Hannoveru.

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