Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Kompaktní laserová pracovní stanice
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Kompaktní laserová pracovní stanice

Laserové zpracování kovů, které bylo kdysi vyhrazeno pro drahé letecké a medicínské technologie, se postupem času stalo běžnou technologií v mnoha průmyslových odvětvích. Ve srovnání s tradičními laserovými zdroji, které vyžadují drahý spotřební materiál a pravidelnou údržbu optických součástí, jsou dnešní vláknové lasery v podstatě bezúdržbové. Kromě velmi vysoké technické úrovně a sofistikovanosti, které tyto lasery nabízejí, jsou nyní mimořádně cenově konkurenceschopné. Náklady na laserové diody se v posledních letech snížily o více než 80 , a proto se stroje používající vláknové lasery staly mimořádně cenově efektivním řešením pro mnoho aplikací zpracování materiálu.

Kvalitní laserové zpracování začíná laserovým zdrojem. Vláknové lasery IPG disponují kompaktními rozměry v kombinaci s nejvyšší účinností a vysokou kvalitou laserového svazku na trhu a jsou vyráběny v široké škále provedení a výkonů. Většina průmyslových uživatelů však potřebuje kompletní řešení, které umožňuje správně umístit zpracovávanou součást pod laserový svazek a následně koordinovat všechny aspekty posuvu součásti i parametry laserového zdroje tak, aby bylo dodáno přesné množství světelné energie na správné místo součásti ve správný okamžik. Tyto sofistikované stroje, obvykle označované jako laserové systémy, jsou klíčem k tomu, aby laserové zpracování bylo stejně jednoduché jako použití běžného obráběcího stroje. Laserové systémy mají mnoho společného se stroji pro třískové obrábění, existuje však také řada rozdílů, které by měly být pochopeny při zvažování nákupu laserového obráběcího systému.


Pracovní stanice IPG MultiAxis Compact

Laserové systémy mohou být schopny stejně jako většina jiných zařízení provádět více technologií, ale nejlépe fungují jako jednoúčelové. Obecně vzato, technologie, které vyžadují úpravu povrchu, jako je čištění, gravírování a značení, vyžadují jiný typ laseru a způsob zpracování než procesy, které jsou založeny na tavení kovů (svařování a řezání). Protože svařování a řezání jsou zdaleka nejvýznamnějšími průmyslovými procesy, jsou tyto aplikace klíčové.

Unikátní konstrukční řešení

Laserové zdroje IPG používají ve svých strojích zejména výrobci strojů a integrátoři. Společnost IPG přichází se zcela novým produktem – kompaktním laserovým systémem MultiAxis, který byl kompletně navržen a vyroben právě společností IPG Photonics. Od konkurenčních produktů se odlišuje především konstrukční koncepcí. Stroj disponuje masivní žulovou základnou, která zajišťuje výbornou tuhost společně s tepelnou a mechanickou stabilitou, výkonným laserovým zdrojem s vysokou účinností a flexibilním výstupním optickým vláknem. Od jednoho výrobce navíc pochází také procesní optika.

Rozmítací svařovací hlava IPG

Správný laserový zdroj pro každou aplikaci

Pracovní stanice IPG Photonics je vysoce precizní systém navržený tak, aby maximálně využíval veškeré známé výhody vláknových laserů, neboť právě laserový zdroj je nejdůležitější součástí zařízení. Stroj je dále vybaven automatickým vertikálním otevíráním předních dveří a bezpečnostním krytem CDRH třídy I. Pohony stroje s kuličkovými šrouby umožnují pohyb ve čtyřech osách a otáčení kolem osy X. Systém je kompatibilní s lasery řady IPG YLM a YLR a lze jej použít pro různé aplikace od laserového svařování nebo řezání až po vrtání. Laserový svazek je ke zpracovávanému materiálu doveden pomocí flexibilního optického vlákna, které je dále připojeno do řezací nebo svařovací hlavy s možností zobrazení pomocí CCD kamery. Hlavní konkurenční výhodou této pracovní stanice je především její komplexnost, kdy kompletní řešení pro zákazníka zajišťuje jeden dodavatel – pracovní stanice je 100% výrobkem společnosti IPG Photonics. To znamená, že zákazník obdrží podporu pro všechny fáze svého procesu od jednoho dodavatele. Kompaktní stanice se řadí mezi profesionální průmyslové systémy s vysokou spolehlivostí a dlouhou životností při zachování nízkých pořizovacích a provozních nákladů. Nelze opomenout ani široké možnosti konfigurace – díky standardním modulárním prvkům jej lze přesně optimalizovat podle konkrétní aplikace zákazníka. V pracovní stanici je vždy použit takový laserový zdroj, který nejlépe vyhovuje konkrétní aplikaci. To samé platí pro použitou procesní optiku – v pracovním prostoru stroje se nachází buď svařovací, nebo řezací hlava.

Možné trajektorie rozmítání laserového svazku

Živá ukázka na stánku IPG Photonics

Na veletrhu MSV 2019 v Brně společnost IPG Photonics vystavuje provedení stroje pro svařování s laserovým zdrojem QCW, který nabízí unikátní kombinaci vysoké energie v pulzu a vysokého špičkového výkonu, čímž umožňuje zpracování široké škály typů materiálů včetně oceli, hliníku nebo mědi a zároveň minimalizuje tepelně ovlivněnou oblast (TOO) svaru. Vystavený stroj je dále vybaven speciální rozmítací svařovací hlavou (Wobble Head). Rozmítací svařovací hlava disponuje přídavnou skenovací optikou, která pomocí velmi přesného pohybu zrcátek umožňuje dodatečné vychylování laserového svazku ve svarové lázni podle předem naprogramované trajektorie. Úpravou parametrů procesu lze navíc jednoduše řídit hloubku svaru bez vlivu na jeho kvalitu.

Díky tomuto řešení je u svařovaných dílů možné zvýšit absorpci laserového svazku a zároveň svarovou lázeň stabilizovat. Tak lze dosáhnout velmi kvalitních svarů i u materiálů, které jsou konvenčními metodami či standardním laserovým svařováním nesvařitelné či svařitelné jen obtížně, jako například měď. Obtížnost svařování mědi laserem je přitom spojena se dvěma klíčovými fyzikálními vlastnostmi: vysokou odrazivostí povrchu pro vlnové délky většiny typů průmyslově používaných laserů a velmi dobrou tepelnou vodivostí mědi, která má za následek rychlé odvedení tepla ze svarové lázně dále do materiálu. Použití rozmítací svařovací hlavy v kombinaci s vláknovým laserem s velmi dobrou kvalitou svaru a vysokým výkonem však dokáže tato úskalí úspěšně eliminovat.


Svařování vláknovým laserem IPG

Pro aplikace, které vyžadují vysokou úroveň kontroly kvality, nabízí IPG in-line welding monitoring LDD-700. Toto zařízení umožňuje měření hloubky svaru a parametrů profilu povrchu svaru v reálném čase a porovnává je s předem stanovenými limity. Zpětná vazba z procesu pak může být použita ke zlepšení kvality a produktivity procesu.

Kvalitu samotné laserové technologie, která je společně se zařízením dodávána zákazníkovi, nadále velmi významně podporuje know-how společnosti IPG Photonics v oblasti aplikací, neboť disponuje 15 aplikačními centry po celém světě. V těchto centrech jsou zaměstnáni zkušení inženýři a technologové, kteří vždy doporučí optimální parametry zpracování pro danou konkrétní aplikaci.

Pro návštěvníky veletrhu MSV 2019 je připravena živá ukázka svařování na stánku společnosti IPG Photonics. Navíc ve výstavní premiéře bude možné vidět další novinky – mimořádně kompaktní laserový zdroj YLR s výkonem 3 kW nebo pulzní laser YLPN na aplikace čištění s průměrným výkonem 200 W a chlazením vzduchem.

IPG Photonics

Ing. Roman Švábek

rsvabek@ipgphotonics.com     

Další články

Technologie spojování/ dělení materiálů
Nekonvenční technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: