Témata
Reklama

Trumpf, Laser a Intech 2011, Část 2

V prosincovém vydání jsme vám přinesli první díl pohledu na firemní veletrh Intech, který každoročně pořádá koncern Trumpf ve svém mateřském závodě. Nyní se do německého Ditzingenu opět vrátíme a podíváme se technickým pohledem na aktuální novinky především z oblasti laserů, které jsou uváděny na trh do všech destinací, kde tento světový výrobce pro oblast technologie tváření operuje.

Pro dnes časté technologie s užitím tenkého plechu jsou zajímavé výsledky vývoje u firmy Trumpf zvláště s diskovým laserem s úspěšně vyřešeným chlazením, kvalitativně na vyšším stupni oproti předchozím pevnolátkovým laserům. Pro čerpání aktivního diskového média je u těchto laserů podstatný vícenásobný přechod záření od laserové diody přes reflektující vrstvy jedné strany kotouče a okolních reflektorů. Teplo, které u diskových laserů vzniká stejně jako u jiných typů laserů, je odváděno napojením druhé strany kotouče na kontaktní chladič. Malá tloušťka disku a přitom dostatečná hodnota přechodu tepla ve směru paralelním s výstupním paprskem příznivě působí na intenzitu chlazení a homogenní rozdělení teploty uvnitř paprsku, a tím se dosahuje i vyšší jemnosti zaostření paprsku a růstu jeho hloubky ostrosti. Za dobu deseti let vývoje diskového laseru se podařilo firmě Trumpf dosáhnout postupně vyšších výkonů laseru na jeden disk tak, že se takový stav dá přirovnat ke známému Moorovu zákonu z oboru elektroniky. Ten říká, že se přibližně každé dva roky zdvojnásobuje výkon procesorů a podobně je tomu i s výkonem diskového laseru. Navíc se přitom náklady na 1 W snížily o 60 %, životnost laserových diod narostla o 500 % a podstatně se zvýšila i účinnost laseru. Trumpf jako výrobce vhodných typů diskových laserů vyšších výkonů je i partnerem Max-Born-Institutu v Berlíně u vývojového projektu ELI, zabývajícím se obecným studiem možností zvyšování výkonu laserů při extrémně ultrakrátkých pulzech.

Reklama
Reklama

Zrcadlová laserová řezací hlava, kde se původně užívané optické čočky nahrazují měděnými zrcadly s celoplošným chlazením, dosahuje vyšší životnosti a prodlužuje termín pro čištění. Její užívání se doporučuje pro všechny standardní operace řezání (např. i u nového typu TruLaser 5030), při nejvyšších rychlostech se volí spíše klasické provedení s optickými čočkami.

Další cesta vývoje

Paralelně s vývojem diskového laseru probíhá i vývoj vláknového, který spolu s diskovým představuje typy laserů s nejvyšší kvalitou paprsku. Vývoj provází ověřování vhodných technologií a hledání optima pro oba typy, konstrukčně podstatně odlišné. Na rozdíl od diskového laseru u vláknových dochází ke chlazení vzduchem po celé délce dotovaného vlákna, odpovídajícího funkci krystalu u klasických pevnolátkových laserů. U ns, ps a fs laserů, jejichž průmyslová realizace úzce s oběma typy laserů souvisí, se zatím z praktického hlediska se zaměřením na dosahované kvalitativní a výkonové parametry při tak extrémně krátkých pulzech, dává spíše přednost diskovým laserům s redukováním nelineárních efektů ve výkonové špičce pulzů.

Při řezání tenkých plechů se často vyskytuje potřeba řezat i plechy opatřené ochrannou fólií. Způsob řezání, aniž je třeba předem v řezu odpařovat vrstvu fólie, předvedl na výstavě Intech 2011 Trumpf na stroji TruLaser 5030 fiber s 3 kW diskovým laserem. Extrémně vysoká řezná rychlost, daná dynamikou stroje, nejen že působí na snižování výrobních nákladů – na samotné řezání až o 20 %, ale dává i předpoklady pro řezání plechů, neumožňujících další povrchové úpravy. Jako první zahraniční výrobek získal TruLaser 5030 fiber pro své vlastnosti i japonské ocenění "Machine Industry Design Award".

Zaměřeno na komponenty a technologie

Trumpf kromě svých laserových zdrojů a laserových systémů vyvinul pro laserové technologie i řadu obecně využitelných inovací. K těm z poslední doby patří např. vývoj společného optického kabelu vhodného pro přenos paprsku jak pro řezání, tak i svařování laserem. Každá z těchto technologií vyžaduje rozdílnou fokusaci paprsku, řezání užší, svařování naopak širší a tedy i tomu odpovídající rozdílná optická vlákna. U nového vlákna se pro řezání používá jádro vlákna s průměrem 100 μm, pro svařování vnější jádro s průměrem 400 nebo 600 μm. Řídicí systém u TruLaser Cell 7040, u kterého Trumpf už toto vlákno aplikoval, přitom sám rozezná potřebu řezání nebo svařování a záměnu vhodného průměru jádra vlákna provede automaticky.

Kontaktní otvory v keramické fólii o průměru v desítkách µm, prováděné pikosekundovým laserem TruMicro s dostatečným středním výkonem v pulzu, vykazují perfektní geometrii otvoru a nulovou tepelnou zátěž jeho okolí.

Jinou inovací pro řezání laserem je zrcadlová laserová řezací hlava, která nahrazuje hlavu s optickými čočkami. Ty je nutné, zvláště při vyšších výkonech, často systematicky čistit. Na rozdíl od čoček, kde laserový paprsek čočkou proniká, fokusuje zrcadlová hlava paprsek přes reflexi na dvou chlazených zrcadlech. U čoček už malé částice nečistot způsobují absorpci paprsku a jeho přeměnu v teplo, a navíc může docházet i ke změnám vlastností čočky. Nepovlakovaná měděná zrcadla nové hlavy, celoplošně ze zadní strany chlazená, dosahují podstatně vyšší životnosti a prodlužují termín čištění na přibližně desetinásobek.

Při gravírování plastů se většinou používají pevnolátkové lasery s diodovým čerpáním a nanosekundovou délkou pulzů, s výkonem pod 100 W. Vysoká kvalita paprsku těchto laserů zajišťuje ostrost popisu při neporušeném okolním povrchu.

Při řezání laserem se zvyšují požadavky průmyslu na prostorové 3D řezání tvářených dílů. Pro potřeby velkosériové výroby vyvinul Trumpf v tomto směru nové pracoviště TruLaser Cell 8030 s využitím špičkových výrobních programů, jak jsou např. FocusLine pro automatické nastavování ohniska nebo FastLine Cell pro zapichování během pohybu laserové hlavy. Zdrojem laserového paprsku u TruLaser Cell je diskový laser TruDisk o výkonu 3 kW.
U nového kombinovaného tvářecího pracoviště TruMatic 7000 bylo uplatněno hned několik novinek. Pro funkci klasického lisu je to např. funkce aktivní matrice, pro proces vyřezávání laserem ochrana okolí operace před rozptýlením zářením speciálními stěrači.

Stěrač pro ochranu okolí laserové operace před rozptýlením zářením pro kombinovaná pracoviště Trumatic.

Přínosem pro technologie jemného a přesného laserového řezání a vyřezávání tlustých plechů je vyvinutá technologie CoolLine s cíleným chlazením obrobku během řezání vodní mlhou. Tu při kruhovém pohybu vytváří tryska umístěná v řezací hlavě. Takovým postupem se dosahuje konstantního průběhu teploty během celého procesu řezání.

R

obotické pracoviště TruLaser Robot 5020 se stojanovým kloubovým robotem KUKA a  otočným stolem, umístěné na společné platformě, dává možnost snadné integrace na různých místech výrobního procesu. Jednoduché intuitivní programování robotu dává možnost využití pracoviště i při malosériové výrobě.

Trumpf se podílí i na vývoji technologií laserového tváření za postupu Direct Metal Deposition. Programově podle CAD dat je souose s laserovým paprskem naprašován i kovový prášek. Laserem je po vrstvách natavován do požadovaného tvaru, a to jak při výrobě nového výrobku, tak třeba i při opravě části renovovaného nástroje .

CO2 laserem je možné řezat plechy až do tloušťky 30 mm, úspěšné testy proběhly u vybraných materiálů i při tloušťce 40 mm.

Nepostradatelný pomocník

Pro údržbu laserových pracovišť vyvinul Trumpf zařízení v podobě elektrického čističe roštů, jehož přednosti vyniknou zvláště při čištění rozměrných roštů 2D řezacích strojů. Nejnovější verze čističe s typovým označením TruTool TSC 100 pracuje na principu škrabání a rozmělňování strusky a napečených částic z opracovávaných materiálů, včetně ušlechtilých ocelí i hliníku. Nástrojem je dvojice vertikálně působících škrabek se zuby ve funkci břitů – předchozí varianty užívaly dvojici čisticích válců. Rošty je možné čistit celoplošně nebo bodově. Posuv čističe při komplexním čištění je automatický a automaticky se čistič přizpůsobuje i různým tloušťkám strusky. Při čištění není rošty nutné demontovat, u laserových strojů s měničem palet se čištění může provádět paralelně za provozu stroje. Podle stupně automatizace postupu byly vyvinuty různé verze čističe, včetně verze s plně automatickým cyklem i v úvratích. Při komplexním čištění, kdy se výhodně využívá vysoké rychlosti čištění, trvá celá operace při standardní velikosti roštu 1 500 x 3 000 mm přibližně pouhých 30 min. Bodové čištění přichází většinou v úvahu při zpracovávání menších dílů na rozlehlém roštu. Oproti manuálnímu čištění roštu klesnou užitím elektrického čističe náklady údržby asi o dvě třetiny, a navíc se prodlužuje doba využitelnosti roštu.

Ing. Jiří Šmíd
Ditzingen

iia.smid@gmail.com

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 120107
Datum: 15. 02. 2012
Rubrika: Servis / Reportáž
Autor:
Firmy
Související články
Ohlédnutí za MSV 2018

Jubilejní strojírenský veletrh v Brně se i letos nesl ve znamení inovací, technických i technologických novinek (často také světových premiér), ale hlavně v duchu oslav stého výročí založení Československé republiky, takže se také vzpomínalo na historické úspěchy v technice v expozici 100RIES. A není tedy divu, že partnerskou zemí bylo letos Slovensko. Na následujících řádcích přinášíme malé ohlédnutí za veletrhem, kde připomeneme některé exponáty, které v očích naší redakce za zmínku a vzpomínku stojí.

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.

Související články
Lipsko letos jenom digitálně

Tradiční dvojice veletrhů pro oblast strojírenství a subdodavatelského průmyslu Intec a Z v Lipsku se letos uskuteční v termínu 2.–3. března 2021 výhradně digitálně pod názvem „Intec/Z connect“. Společnost Leipziger Messe, pořadatel veletrhu, se takto rozhodla, neboť současný vývoj koronavirové pandemie a s tím spojená omezení neumožňují takto velkou akci smysluplně realizovat klasickou ani hybridní formou

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Formárenský veletrh se blíží

Již třetí ročník formárenského veletrhu Moulding Expo v druhé polovině května bude hostit výrobce forem a nástrojů a dodavatelé potřebných technologií ve Stuttgartu. Pořadatelé sezvali novinářskou obec do slovinské Lublaně, kde prozradili několik detailu o blížícím se veletrhu. Součástí tiskové konference byla také návštěva místních nástrojáren a výzkumného centra pro formárenství.

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.

Co naznačila největší továrna na světě

Záruka dobrých obchodů, výkladní skříň pro mezinárodní trh, ukázka budoucnosti ve strojírenství – tak hodnotí vystavovatelé veletrh EMO Hannover 2017. Pod heslem Connecting systems for intelligent production představilo své novinky více než 2 200 vystavovatelů z 43 zemí. Tematické těžiště spočívalo v digitalizaci a propojení výrobních procesů. V centru pozornosti byly především výrobní postupy, stroje a zařízení pro zpracování a opracování kovů.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Moderní technologie v mechanice

Vyškovský výrobce teleskopických krytů, kapotáží a jiných výrobků z plechu firma Hestego společně se svojí sesterskou společností KSK Precise Motion, kuřimským výrobcem kuličkových šroubů, uspořádali pro své zákazníky a dealery z tuzemska i zahraničí Technický open house. Během třech dní se této akce zúčastnila celá řada návštěvníků z Německa, Rakouska, Švýcarska, Itálie, Turecka, Ruska, Polska a dalších zemí, kteří využili pozvání a nahlédli tzv. pod pokličku technického rozvoje a výroby samotné. Naše redakce byla též přítomna, a tak vám přinášíme malé poohlédnutí.

Novinky ze světa 3D tisku

V uplynulém měsíci se v české kotlině seběhlo několik akcí, jejichž společným jmenovatelem byl průmyslový 3D tisk. Představeny byly nové produkční 3D tiskárny, profesionální tiskové materiály a zapomenout nesmíme ani na největší z těchto akcí, výstavu a konferenci 3dexpo.

Češi v říši středu a snů

Česká expozice společné účasti na veletrhu CIMT je stejně jako v předchozích ročnících realizovaná specializovaným úsekem a. s. Veletrhy Brno a organizovaná pod patronací Ministerstva průmyslu a obchodu ČR. Nutno podotknout, že letošní expozice, i když po dlouhé době beze strojů, byla po designové stránce s ohledem na její kompaktnost velmi povedená. Možná právě proto, že ji netříštily volné otevřené plochy kolem stroje.

Roztažená křídla čínského draka

Opět po dvou letech se v Pekingu konal jeden z největších světových veletrhů obráběcích a tvářecích strojů a technologií CIMT (China International Machine Tool), který lze velikostně přirovnat k hannoverskému EMO a který rozlohou a počtem návštěvníků zdaleka předčí jeho milánské zastavení, tokijský Jimtof či chicagský IMTS. Celá světová liga (i ti, kteří třeba na EMO nevystavují) se zde prezentuje po boku domácích producentů oboru obráběcí stroje, nástroje a příslušenství. Letos se termín konání kryl s velikonočním týdnem a křesťanský svět musel tento fakt přijmout.

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.

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