Alkalmazáshoz szabott lézertechnológiák

Egy nemrégiben Németországban megrendezett lézeres konferencián a Trumpf egyik szakembere is teret adott e kérdéskör megvitatásának: magyarázata szerint alapvetően a megmunkálandó anyagtól és a lemez vastagságától függ, hogy éppen CO2 vagy szilárdtestlézer alkalmazása lenne a legmegfelelőbb. Ha a felhasználók a vágási feladatok elvégzésére rugalmas megoldást keresnek, amely képes különböző lemezvastagság mellett kiváló vágási minőséget eredményezni, a CO2 lézerforrás kiváló választás lehet – annak ellenére, hogy a szilárdtestlézereknél kisebb hatékonysággal üzemeltethető. Vékony lemezek vágása esetében azonban a szilárdtestlézerek előtérbe helyezhetők a CO2 lézerekkel szemben.

Mikor melyik előnyösebb?

Tegyük fel, hogy vaslemez lézeres vágása a feladat. Az imént leírt feltételek mindkét lézertechnológia esetében az anyagok elnyelőképességének tartományával magyarázhatók. 1 µm-es lézersugár-hullámhossz mellett a szilárdtestlézer rendkívül széles, majdhogynem konstans abszorpciós szintet eredményezhet. Ezzel szemben 10 µm-es sugárhullámhosszon a CO2 lézer szignifikáns növekedést mutathat az abszorpciós szintben, amelynek köszönhetően a lézersugár – megfelelő lézerteljesítmény párosításával – robusztusabb, eredményesebb reakciót válthat ki az anyagból.

Ezek az összhatások közvetlenül befolyásolják a lézersugárral elért vágási eredményeket. A helyzet egészen más vékony fémlemezek vágásakor, amikor a hangsúly a jelentős előtolási sebességre és a finom vágási élek előállítására helyeződik. Ebben az esetben a szilárdtestlézer alkalmazását részesíthetjük előnyben, hiszen 1 µm-es hullámhossz mellett, vékony fémlemezek vágása esetén jobb megmunkálást érhetünk el. A lemez vastagságának növekedése azonban egyre lassuló vágási sebességet és egyre meredekebb vágási élt hoz magával, amely a CO2 lézertechnológia által nyújtott előnyöket kezdi előtérbe helyezni. Ennek megfelelően, ha nemcsak a vágás előtolási sebességét, hanem a vágási él sajátosságait is figyelembe vesszük, vastag fémlemez vágásánál a CO2 lézer alkalmazása javasolható.

A felhasználási terület dönti el

A két lézertechnológiát különböző felhasználási területeken alkalmazzák. Általánosságban elmondható, hogy szilárdtestlézer alkalmazásánál a felhasználó jelentős előnyökhöz juthat, ha rozsdamentes acél vágása a feladat, maximum 4 mm-es lemezvastagságig. Vastagabb lemez esetében a CO2 lézerek vehetik át a vezetést, amelyek gyorsabban vágnak, és ezáltal sokkal hatékonyabbak, termelékenyebbek tudnak lenni, megegyező vágási minőség mellett. Ám a vágási specifikációtól függően erősen befolyásoló tényezővé válhat CO2 lézer esetében a vágási leszúrások száma, mivel ezek komoly időkiesést okozhatnak a teljes megmunkálás során.

Hogy lézervágást alkalmazva optimális előnyre tegyünk szert, munkaállomásunk specifikációjának összhangban kell lennie lézerforrásunk képességeivel. 3D-s lézervágás esetében a Trumpf számos olyan munkaállomást és berendezést kínál, amely kulcsrakész megoldást jelent a felhasználóknak, akár szilárdtest-, akár szállézerrel integrálva. Mindkét lézertechnológia esetben a sugarat lézerfénykábel vezeti közvetlenül a munkatérbe, valamint – sugárosztást alkalmazva – egy lézerforrás akár több munkaállomást is kiszolgálhat. Ez pedig költséghatékonyabb lézerfelhasználásra nyújt lehetőséget. Az új TruLaser Cell 7040 lézercella – akár 4 m×1,5 m-es munkatérrel is – kiváló lehetőségeket nyújt 3D-s megmunkálásra, az adott alkalmazáshoz megfelelő TruDisk szilárdtestlézer alkalmazásával.

Rugalmasság és gazdaságosság felsőfokon

A Trumpf megalkotta a kulcsrakész megoldást, amely dinamikus lézeres megmunkálást és rendkívüli rugalmasságot kínál az ipari felhasználók számára. A TruLaser Cell 3010 fejlesztésének eredménye a rendkívül gyors és precíz lézeres megmunkálás két-, illetve háromdimenziós térben. A TruLaser Cell 3010 berendezés egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága a dinamikus programozhatósági lehetőség, amellyel a megmunkálási kontúr és minden egyes paraméter lépésről lépésre könnyedén beállítható.

Ha az alkalmazás rendkívüli sebességet vagy mikronpontosságú precizitást igényel, esetleg mindkettő együttes meglétét, a lézerrendszernek ez sem okoz problémát, ráadásul a felhasználó e feltételekhez szükséges paramétereket könnyedén beállíthatja. A rendkívüli dinamika a berendezés összes, akár mind a hat tengelyének és ezáltal a lézerfej nagy sebességének köszönhető, amely a megmunkálási idő csökkenését eredményezi. Ennek hatására a felhasználó jelentős gazdasági előnyre tehet szert: az energiahatékonyság megnövekszik, az adott lézerforrás – diszk- vagy diódalézer – optimális lézerkihasználtságot tesz lehetővé.

Extrém rövid gépidők, mikronos precizitás Valamennyi gyártó célja, hogy jó megmunkálási eredményeket érjen el, gyors és reprodukálható lehetőségekkel az anyagok széles skáláján – a TruLaser Cell 3010 e kívánalmak teljesítésére született. A berendezés lehetővé teszi a lézerparaméterek és az automata fókuszálóoptika folyamatos vezérlését a teljes megmunkálási ciklus alatt, valamint rendkívül szűk tolerancia mellett, mikronpontossággal képes a felhasználó a munkadarabot nagy sebességgel vágni, hegeszteni vagy akár fúrni.

Természetesen a nagy pontosságú és sebességű megmunkálás két és három dimenzióban is értendő. További előnyt jelent a TruLaser Cell 3010 fejlesztésében, hogy nagyon rövid idő alatt lehetséges egyik alkalmazásról átállni egy másikra, például vágásról hegesztésre. A vágó/hegesztő optika átszerelése és a paraméterek átállási ideje csupán néhány percet vesz igénybe.

Hálózatban költséghatékonyabb

A felhasználók számára kedvező körülmény az is, hogy a TruLaser Cell 3010 és a TruLaser Cell 7000-es sorozat szoftvere megegyezik, tehát esetlegesen megoldható az azonos lézerforrás használata egyszerre mindkét munkaállomással, ha az úgynevezett Laser Network kialakítása a cél, amely költséghatékony megoldást nyújt a Trumpf felhasználói számára. A szoftver könnyen érthető kezelhetőséget nyújt, egyszerű programozhatósága során vizuálisan megjeleníti a beállított alkalmazási folyamatot is – az alkatrész geometriáját egyszerűen lehet adaptálni, majd a kívánt kontúr mentén a lézer útját tökéletesíteni.

Összességében a TruLaser Cell 3010 egy olyan kulcsrakész lézerrendszer, amelyet kisebb és nagyobb munkadarabok két- és háromdimenziós megmunkálására terveztek. A berendezés akár hat tengelyt is tartalmazhat, lézeres vágásra, hegesztésre, fúrásra egyaránt használható. A stabil darupályás kivitel lehetővé teszi a nagy precizitású, x és y irányú mozgató- és mérőrendszerek használatát. A megmunkálási mozgatás rendkívül gyors, sebessége akár az 50 m/min értéket is elérheti.