Témata
Reklama

Využití laseru při dělení a značení materiálů

V odborných časopisech vycházejí celé řady článků na téma pokročilého použití laserových technologií v průmyslu. V praxi se však často setkáváme se zákazníky, kterým se nedaří získat základní informace o této problematice. Jaký typ laseru je vhodný na daný materiál? Jaký výkon je potřeba pro dělení desky o zadané tloušťce? Jaké asistenční plyny lze pro řez použít a jaké výsledky s daným typem plynu můžeme očekávat?

V oblasti zpracování nekovových materiálů, včetně procesů dělení, mají své nezastupitelné místo CO2 lasery, které zde v posledních několika letech zaznamenávají nebývalý rozmach. Důvodem je především příznivá cena samotných strojů, která dnes začíná lehce nad částkou 100 000 Kč, přesnost a spolehlivost těchto strojů. Skleněná hermetická laserová trubice má samozřejmě omezenou životnost. Jednodušší trubice nabízí životnost cca 1 500–3 000 pracovních hodin, trubice vyšší třídy až 10 000 hodin. Trubici není možné plnit a po skončení její životnosti je nutné ji nahradit trubicí novou, podobně jako například zářivku.

Dnes na trhu narazíte zpravidla na CO2 lasery s výkony v rozmezí 50–180 W. Tento výkonový rozsah je dostačující pro rychlé a přesné dělení materiálů, jako je například dřevo, papír, textil, překližka, guma a celá řada plastických hmot včetně plexiskla či polystyrenu. Tloušťka zpracovávaného materiálu se odvíjí od výkonu laseru a druhu materiálu. Jako příklad použijeme plexisklo (PMMA). Při výkonu laseru 50 W je možné dělit desky z tohoto materiálu o tloušťce 3–5 mm, kvalitní laser s výkonem 180 W si poradí i s tloušťkou materiálu 25–30 mm.

Reklama
Reklama
Reklama
CO2 laser HSG pro řezání

Více možností použití laserů

Nemalou výhodou laserů je také univerzálnost těchto strojů. Kromě dělení a řezání deskových materiálů umožňují, byť omezeně, i značení. Základní CO2 lasery jsou vybaveny skleněnou trubicí, která je zdrojem samotného záření. Trubice obsahuje směs plynů, skládající se zpravidla z oxidu uhličitého, dusíku, vodíku nebo xenonu a hélia. K samotné stimulované emisi záření však dochází pouze v molekulách CO2 – odtud tedy pochází také název samotného laseru. Emise záření je buzena vysokonapěťovým výbojem v řádech desítek tisíc voltů.

Jak již bylo řečeno, CO2 řezací lasery jsou zařízení velmi univerzální, a to díky své schopnosti řezání i značení výše uvedených materiálů. Při značení laserová hlava přejíždí nad plochou, kde má být obrazec vytvořen. V místě, kde má dojít k označení materiálu, dochází k sepnutí napájení trubice a k laserovému výboji. Tento princip značení je omezen přesností mechaniky stroje a nedosahuje takové kvality, jakou lze získat např. na CO2 značicím laseru s galvanometrickou hlavou, který bývá navíc nejčastěji vybaven vysokofrekvenční trubicí. Nicméně pro použití například v reklamním průmyslu bývá kvalita dostačující. Své uplatnění již nalezl například při výrobě razítkových štočků či při gravírování skleněných výrobků.

CO2 lasery s výkony v rozmezí 50–180 W jsou vhodné pro dělení materiálů, jako je dřevo, papír, textil, překližka, guma a celá řada plastických hmot včetně plexiskla či polystyrenu.

Značkovací CO2 lasery

Tyto lasery jsou vhodnými stroji pro každého, kdo potřebuje kvalitně značit nekovové produkty. Nejsou ekonomické pro značení velkých ploch, ale na rozdíl od řezacích CO2 laserů umožňují velmi přesné a rychlé značení plochy až do 300 x 300 mm. U značkovacích CO2 laserů je totiž paprsek vychylován dvojicí zrcátek umístěných přímo ve značicí hlavě, tím je minimalizován mechanický pohyb a značení je jemnější a přesnější. V porovnání s CO2 řezacími lasery je i rychlost značení cca 10x vyšší. Značkovací lasery dokážou značit s velkou přesností umístění, jemnost značení se pohybuje okolo 0,02 mm, což v praxi znamená, že dokážou napsat bez problémů čitelný text, který je lidským okem neviditelný. Značkovací CO2 lasery s vysokofrekvenční trubicí začínají na cca 380 tis. Kč bez DPH.

Údržba CO2 laserů

CO2 lasery obecně je nutné udržovat v čistotě a vždy zajistit dostatečné odvětrání zplodin vznikajících při práci. Na co je však potřeba dát si pozor? Při instalaci laseru je nutné dbát zejména na správné zapojení odvodu spalin, ať již mimo interiér anebo do interiérového externího filtru. Zplodiny vznikající při řezání mohou nežádoucím způsobem ovlivnit výrobu, jemnou mechaniku stroje i zdraví obsluhy. Nutné je také pravidelně čistit zrcátka, která vedou záření do laserové hlavy – zvýší se tak jejich životnost i kvalita řezu.

Spotřebním materiálem je především laserová trubice – zdroj záření, který vydrží práci adekvátní výkonu, který pro práci potřebujete. Pokud tedy máte možnost si vybrat, volte raději nižší nastavení výkonu stroje. Zrcátka se vyměňují velmi zřídka, většinou je jejich opotřebení způsobeno špatným čištěním.

Veškeré výše popisované technologie jsou v provozu v předváděcích místnostech společnosti 4ISP, kde si lze řezání a značení různých materiálů na CO2 laserech také vyzkoušet.

4ISP

Jiří Malát

jiri.malat@bonmedia.cz

www.4isp.cz

Reklama
Související články
Největší předváděcí centrum laserů a CNC strojů

Časům nakupování průmyslových strojů naslepo, bez osobního vyzkoušení a podrobné znalosti strojů, provozních nákladů a potřeb, již „odzvonilo“.

Využití laseru při dělení a značení materiálů

Jaký typ laseru je vhodný pro jaký materiál? Jaký výkon je třeba pro dělení desky o zadané síle? Jaké asistenční plyny lze pro řez použít a jaké výsledky s daným typem plynu lze očekávat? Jakým laserem značit a jakým řezat?

Efektivita produkce a laserové technologie

Lasery mají svou nespornou výhodu v nízkých provozních nákladech. A také ve snadnosti přípravy a zadávání dat do výroby. Nízké provozní náklady hovoří o jejich aktuální spotřebě během výroby. Vzhledem k tomu, že potřebují standardní příkon nižší než mikrovlnka nebo varná konvice, stává se energie zanedbatelnou položkou.

Související články
Řezání trubek a profilů

Přestávají vám stačit pily? Následující tři řešení od 4ISP určená pro různé typy výroby mohou být vhodnou volbou.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Šetří lasery energii? Jak je to s lasery, ekologií a ekonomií?

Ekologie v průmyslu je téma, které se dnes velmi často probírá. Jedná se o mimořádně širokou problematiku, zahrnující úspory energií, eliminaci či alespoň snížení vzniku zdraví ohrožujících zplodin či omezení potřeby nebezpečných chemikálií v oblasti průmyslové výroby. V dnešním článku se na tuto problematiku podíváme z hlediska výhod a nevýhod jednotlivých laserových technologií, které se díky klesající ceně při zachování dobrých technických parametrů a nízkých provozních nákladů dostávají i do podniků s menším obratem a nižším počtem zaměstnanců.

Řezání materiálů s pomocí CNC laseru

Řezání, správně pálení materiálů pomocí laseru již dávno není žádnou technologickou novinkou a v dnešní době se tato technologie objevuje i v menších podnicích. Důvodem rozmachu tohoto způsobu zpracování je nenáročnost obsluhy, rychlost řezání a trvale klesající cena samotných laserových strojů.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Obrábění laserem pro všechna odvětví

Od doby, kdy byl objeven a vyroben první laser roku 1960, se uplatnění laserů rozšířilo téměř do všech oborů lidské činnosti. Dnes se s lasery setkáváme téměř všude ? ve zdravotnictví, potravinářství, stavebnictví a logicky i ve strojírenství. Velice často se lasery uplatňují v procesech zpracování a obrábění materiálů jako výrobní nástroje. Oblibu si získaly díky svým schopnostem rychlého procesu obrábění, minimální hlučnosti, vysoké flexibilitě, minimálnímu tepelnému ovlivnění okolního materiálu a dalším.

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.

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.

Laserová svařovací buňka, která promíjí nepřesnosti v plechu

Vstup do oblasti laserového svařování se stává snadnějším než dříve díky tolerantnímu laserovému svařování metodou FusionLine a balíčku pro náběh výroby. Nové konstrukční prvky a softwarové komponenty zjednodušují obsluhu.

Pokročilé metody laserového svařování

V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. Podstatou nových metod je laserová hlava obsahující systém dvou vychylovacích zrcadel doplněných speciální optikou. Díky tomu lze laserovým paprskem velice rychle přebíhat v dané ploše. Svařování s touto hlavou se nazývá skenerové svařování. V provedeném experimentu byla demonstrována významná časová úspora při využití této metody oproti svařování běžnou svařovací hlavou vedenou robotem. Druhou metodou, opět využívající vychylování laserového svazku zrcadly, je svařování s rozmítaným svazkem. U této metody dochází kromě posuvové rychlosti k mikropohybu laserového svazku podél svařované trajektorie. Řízením parametrů mikropohybu můžeme měnit jak šířku závaru, tak i mikrostrukturu svaru, jak je opět předvedeno v rámci několika experimentů.

Využití laseru při dělení a značení materiálů

V odborných časopisech vycházejí celé řady článků na téma pokročilého použití laserových technologií v průmyslu. V praxi se však často setkáváme se zákazníky, kterým se nedaří získat základní informace o této problematice. Jaký typ laseru je vhodný na daný materiál? Jaký výkon je třeba pro dělení desky o zadané síle? Jaké asistenční plyny lze pro řez použít a jaké výsledky s daným typem plynu můžeme očekávat?

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

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