Témata
Reklama

V popředí stojí aplikace – nikoli laserová technologie

Kterým zdrojům laserových paprsků patří budoucnost při zpracování materiálu, je v současné době předmětem kontroverzních diskusí. Při téměř všech debatách je patrné jedno: neexistuje „jeden“ ideální zdroj paprsků pro průmyslové použití laserů.

Uživatelé budou i v budoucnosti potřebovat různé zdroje paprsků. Paleta oborů je příliš rozmanitá a aplikace, u nichž jsou používány různé technologie vytváření laserových paprsků, příliš komplexní. Trumpf jako firma působící v oboru laserových technologií proto sází na všechny základny technologií. Své myšlení důsledně orientuje na aplikace a nabízí zákazníkům vhodné lasery pro každý ze způsobů použití.

Reklama
Reklama
Reklama
U laserového řezání je jako dříve zlatým standardem CO2 laser.

Vždy, když na trh pronikají nové technologie, si uživatelé a experti kladou otázku, zda nové přístupy nahradí staré osvědčené koncepty. Experti tak předpovídali při uvedení prvního vysokovýkonného pevnolátkového laseru na trh konec CO2 laseru. První diodový laser v kilowattové oblasti s jeho vysokým stupněm účinnosti a jeho kompaktností byl rovněž dlouhou dobu považován za budoucí zdroj laserových paprsků. Retrospektivně je však zřejmé, že tak dobře žádný z nových konceptů zdroje paprsků stávající osvědčené technologie nenahradil. Nové technologie však nalezly pochopení u uživatelů, a přitom většinou rozšířily potenciál laseru při zpracování materiálu.

I dnešní diskuse o tom, který ze zdrojů paprsků je nejlepší, se často zabývá pouze rozhodnutím buď anebo. Přitom se při diferencovaném sledování různých aplikací laseru při zpracování materiálu ukazuje, že jediný optimální laser neexistuje. Každá technologie má své výhody, které je potřeba cíleně využít v souladu s požadavky výroby.

Laserové řezací zařízení TruLaser 2030 s CO2 laserem TruCoax 2000 je schopno zpracovávat konstrukční ocel o maximální tloušťce 12 mm, nerez do 6 mm a hliníkový plech do 6 mm.

Proto sází Trumpf na všechny technologie a nadále je průběžně rozvíjí. Firma Trumpf je tak v situaci, kdy může svým zákazníkům nabídnout nejvhodnější laser pro každou aplikaci. Portfolio výrobků sahá od laserů pro mikroobrábění (TruMicro), svařování a řezání filigránských součástek (TruPulse, TruFiber) přes popisovací lasery (TruMark) až ke kotoučovým laserům (TruDisk) pro náročné svařovací úlohy a CO2 lasery (TruFlow, TruCoax), bez kterých si již nelze běžný výrobní den odmyslit.

Popisovací laser TruMark Station 5000 nabízí mimořádně kompaktní stavbu s nízkou zástavbovou plochou.

Vláknový laser u filigránských aplikací, diskový laser pro multikilowattovou oblast

Různé laserové technologie jsou založeny na různých konceptech. Každý zdroj paprsků tak má své silné - avšak také slabé stránky. Jak diskový, tak vláknový laser poskytují paprsek vysoké jakosti a vysokého stupně účinnosti. Zatímco je však silnou stránkou vláknového laseru oblast nízkých výkonů, je kotoučový laser vhodným konceptem pro oblast vysokých výkonů.

Lasery ze série TruMicro 3000 nabízejí průměrný výkon 40 W a vysokou opakovací frekvencí až do 200 kHz.

Kotoučový laser s vyšší bezpečností procesu

Výhody kotoučového laseru proti vláknovému při aplikacích v  multikilowattové oblasti jsou zřejmé. Díky své velké příčné ploše pracuje diskový laser i při vysokém výkonu pod kritickou hustotou energie. U vláknového laseru díky jeho malé příčné ploše jsou naproti tomu vytvářeny enormně vysoké hustoty energie - s negativním vlivem na bezpečnost procesu. Další nevýhodou vláknového laseru je vysoká citlivost vůči zpětným odrazům, ke kterým při zpracování materiálu laserem často dochází. Dojde-li v rezonátoru vláknového laseru k reflexům, je většinou nutno jej z důvodu ochrany laseru vypnout. Vzhledem k tomu, že rezonátor diskového laseru je i u vysoce reflektujících materiálů necitlivý vůči zpětným odrazům, může uživatel svařovat a řezat libovolné materiály bez rizika odstavení výroby.

Další výhodou pro uživatele je modulová konstrukce diskového laseru. Vzhledem k tomu, že si uživatel může při poruše nebo údržbě sám vyměnit jednotlivé budicí moduly, zkrátí dobu odstavení a sníží náklady na opravu. U vláknového laseru nemá uživatel z důvodu monolitické konstrukce možnost sám vadné moduly vyměnit. V důsledku toho jsou doby prostoje delší.

TruFiber 300 je laser s difrakčně limitovaným svazkem. Díky typickému ohniskovému průměru svazku 10-50 μm je určen především pro svařování a řezání filigránských součástek.

U aplikací v oblasti nízkých výkonů může opět uplatnit své výhody vláknový laser. Tento typ laseru může bez problému vytvořit paprsek v základním modu při cw provozu a tím dosáhnout relativně jednoduše jeho nejvyšší jakosti. Proto je velmi vhodný pro svařování a řezání slabých plechů, u nichž jsou požadovány velmi jemné obrysy.

CO2 laser je a zůstane první volbou pro univerzální řezací stroj

U laserového 2D řezání je pro firmu Trumpf tak jako dříve zlatým standardem CO2 laser. Momentálně nevidí, že by mohl uživatel získat rozhodující výhodu použitím pevnolátkového laseru o vlnové délce 1 µm. Chování CO2 laseru o vlnové délce 10 µm při řezání nabízí vysokou flexibilitu při zpracování plechů různé tloušťky. Vysoká jakost řezné hrany hovoří rozhodujícím způsobem pro použití CO2 laseru v univerzálním řezacím stroji.

Technika, použití, servis - roli hraje řada aspektů

V poslední fázi je to vždy zákazník, který rozhoduje o tom, jaký laser použije při dané aplikaci. V popředí jeho zájmu není laserová technologie. Daleko více mu musí vyhovovat celá sada tvořená technikou, použitím a servisem. Firma Trumpf nabízí nejen vhodný laser pro každou aplikaci, nýbrž také celosvětovou síť servisů s cca 900 techniky, na které se může zákazník kdykoli obrátit.

Budoucnost ukáže, jak bude řada vláknových, diskových, tyčových a CO2 laserů použita při zpracování materiálu. Dle Jense Blehera, vedoucího odbytu divize Trumpf Lasertechnik, je však jisté, že na pozadí diodové technologie - klíčové technologie pro laserové zpracování materiálu v blízké budoucnosti - ztratí současná principiální diskuse o správném zdroji paprsků během několika málo let význam.

Marek Svoboda

Trumpf

marek.svoboda@cz.trumpf.com

//www.cz.trumpf.com/

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 80728
Datum: 09. 07. 2008
Rubrika: Trendy / Nekonvenční technologie
Autor:
Firmy
Související články
Automatizované pracoviště elektroerozivního obrábění

Společnost Mesit foundry má za sebou šedesátiletou zkušenost z výroby odlitků metodou vytavitelného voskového modelu a více jak padesátiletou historii výroby vstřikovacích forem. V současnosti je dodavatelem kvalitních vstřikovacích forem pro plasty a forem pro přesné lití kovů, které využívají zákazníci, například při dodávkách největším světovým automobilkám.

Odhrotování výbuchem

Odhrotování výbuchem se odborně nazývá termické odhrotování (TEM). Jde o vysoce výkonnou a maximálně produktivní metodu odhrotování menších, tvarově složitých, jednoduchých i velmi náročných výrobků, na které jsou kladeny ty nejvyšší požadavky z hlediska čistoty, kvality, a ekonomiky výroby. Tato nekonvenční metoda je schopna stoprocentně zajistit, že se později v zabudovaných součástkách nic neuvolní. Používá se zejména po třískovém obrábění železných i neželezných kovů nebo po středním či vysokotlakém lití menších neželezných odlitků.

Inovace? Inovace ano! Ale jak?

Na příkladu rozvoje originálního plazmochemického systému příspěvek popisuje potenciál a bariéry zbytků možností a perspektiv hospodaření v naší republice po tom, co jsme zavedli tržní ekonomiku, urychleně privatizovali, sehnali investory, drželi nízké mzdy a kurz koruny k euru atd., s cílem dohnat nejen vyspělé sousedy, ale i Německo. Není tématem tohoto článku rozebírat uvedené jednotlivosti, záměrem autora bylo v praxi pomoci ekonomice této země.

Související články
Popis světlem je trvanlivý

Brzdový kryt, boty, coca-cola nebo identifikační značky skotu – průběžné značení údajů laserem je dnes ve výrobě neodmyslitelné. Vlastnosti, které skýtá značení laserem, umožňují trvalé, spolehlivé, flexibilní a automatizovatelné značení předmětů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Rozvoj a současná úloha aditivní výroby

Není pochyb o tom, že v nadcházejících letech aditivní výroba (AM) kovů (běžně známá jako 3D tisk kovů) změní způsob, jakým budou výrobci přistupovat k průmyslové výrobě, která byla v tradičním pojetí založena na ‚subtraktivních‘ procesech. Ve skutečnosti již OEM (Original Equipment Manufacturer) výrobci z různých oblastí, počínaje prototypovou automobilovou a leteckou výrobou až po výrobu zdravotnické techniky a energetických zařízení, AM metody na svých výrobních linkách využívají. A navíc si lze snadno představit, že výhody těchto technologií budou prakticky využitelné pro vytvoření reálných nástrojů používaných pro výrobu, pokud se stanou součástí výrobního procesu jako takového.

Efektivní aplikace laseru

Technické strojírenské veřejnosti není příliš známo, že v současné době existují technologické aplikace, které doslova drží srovnatelný krok s inovacemi v oblasti informačních technologií. Jednou takovou je aplikace laseru. Naší snahou bude vám tyto technologie představit.

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.

Princip laserového čištění a jeho možnosti

Laserové čištění patří mezi mladé technologie, jež nacházejí stále nové uplatnění nejen v průmyslu. Hlavním důvodem jsou nízké provozní náklady, ekologická šetrnost k životnímu prostředí a v neposlední řadě šetrnost k čištěnému materiálu oproti konvenčním metodám.

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.

Výhody laserem kalených povrchů

Laserové kalení již není zdaleka výsadou pouze při zušlechtění forem. Díky dostupnosti a klesajícím cenám laserů (pořizovacím i provozním) je tato technologie stále častěji uplatňována také v tradičním strojírenství pro vhodné konstrukční materiály a strojní díly.

Nové technologie osvětlení vozidel

Získat zkušenosti s novými zdroji světla bylo cílem jednoletého projektu Ideag, do něhož se na konci roku 2017 pustila mladoboleslavská společnost EDAG Engineering CZ. Výsledný prototyp zadní lampy navržené pro model Škoda Superb ukazuje možnosti využití tří moderních technologií: elektroluminiscenční fólie, OLED panelu a COB LED destiček.

Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Nanotechnologie v automobilovém průmyslu

Nanomateriály budou hrát v automobilovém průmyslu bezpochyby významnou roli. Výroba automobilů v budoucnosti se změní na personalizovaný a zakázkový 3D tisk z nanokompozitních materiálů, které nahradí zcela ocel a plasty. Automobil s nanosenzory, které se stanou jeho čidly, se bude sám orientovat a přizpůsobovat okolnímu prostředí.

Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

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