Ipari lézerek

Hogyan válasszunk lézerforrást?

Ahhoz, hogy egy új anyagot vagy egy új terméket lézerrel megmunkáljunk, szükség van a lézer tulajdonságainak és természetének alapos ismeretére. Cikkünkben a lézertechnológia iránt érdeklődő új felhasználóknak szeretnénk útmutatást adni, hogy a gépgyártóktól és a kereskedőktől kapott információs halmazban könnyebben el tudjanak igazodni.

hirdetés

Már alig találunk olyan új terméket, amely a gyártása során ne „érintkezett” volna lézerrel. A lézeres jelölés a mechanikus jelölő vagy nyomtatott alkalmazásokkal szemben szélesebb körben elterjedt. Az iparban a vágás, a hegesztés, a felületkezelés területén is egyre megszokottabb a különböző típusú lézerforrások használata. A hagyományos gyártástechnológiák kiszorulása elsősorban a fiberlézerek fejlődésének köszönhető.

Lézerforrások választéka

Ahhoz, hogy az általunk gyártani kívánt alkatrészt a leghatékonyabban tudjuk elkészíteni, ki kell tudnunk választani, hogy a lézerberendezések gyártói által ajánlott töménytelen típusú és számtalan paraméterrel rendelkező lézerforrás közül melyik számunkra a legmegfelelőbb.

Szén-dioxid-lézer Korábban csak a CO2-lézertípus tudta lefedni a 10–5000 W-os teljesítménytartományt, de ez mára megváltozott. Előnye, hogy nagyon sok anyagtípust meg tudunk munkálni vele. Az 10 600 nm-es hullámhossz nemcsak a fémes anyagokban nyelődik el, hanem a különböző polimerekben is. Mivel átlátszó anyagokban is elnyelődik, ezért optikai szállal nem vagy csak nagyon nehezen lehet vezetni. Hátránya, hogy energiafelhasználása nagy, mert a gázlézerek hatásfoka kicsi. Ezenkívül rendszeres karbantartási igénye van. A foltátmérője jellemzően 200 µm feletti, ezért nem alkalmas nagyon finom struktúrák jelölésére és vágására. Vannak olyan alkalmazások, ahol viszont előnyt jelen a nagy foltátmérő, ilyen lehet a nagy felületek jelölése vagy a felületkezelés. Összességében ez a típusú lézerforrás egyre inkább kiszorul a vékony és a közepes vastagságú lemezek vágásából, hegesztéséből és a fémes felületek jelöléséből.

Szilárdtestlézer Az egyik ismertebb típusa a YAG lézerforrás, amelynek a neve az 1060–1080 nm hullámhosszú lézer előállításául szolgáló YAG kristályból ered. Jellemzően a 10–500 W-os tartományban használatos. Kisebb teljesítménynél mikromegmunkálásra kiválóan alkalmas, nagyobb teljesítmény esetén pedig többnyire hegesztésre használják. Hasonlóan a CO2-lézerhez, nagy az energiafelhasználása a rossz hatásfok miatt. A gerjesztés általában villanólámpával történik, ezért folyamatos karbantartást igényel. Foltátmérője kicsi és jól fókuszálható, ezért alkalmas mikrostruktúrák vágására. A hegesztési megoldások esetén egyre ritkábban indokolt a felhasználása.

Fiberlézer A szilárdtestlézerek egyedi formája, ahol optikai szál a gerjesztett közeg, ebből ered a neve is. Jellemzően 1070–1080 nm a hullámhossza. Az optikai szál tulajdonsága és a diódagerjesztés együttesen adja a nagyon kedvező hatásfokot. A fiberlézerek jellemzően 10–6000 W-os teljesítménnyel készülnek. Fontos tudni, hogy nem azt a forrást nevezzük fiberlézernek, amikor optikai szálon történik a lézernyaláb továbbítása. A szilárdtestlézerek közül több típus is optikai szálkivezetéssel készül, ilyen lehet a YAG lézer vagy a szintén ismert disclézer. Ezeknél a típusoknál a gerjesztés nem magában az optikai szálban történik, ezért a hatásfok rosszabb.

A szállézerek előnye leginkább 0,5–10 mm-es lemezek vágásánál mutatkozik meg. Gyorsan, hatékonyan, jó minőségben lehet vágni, alacsony költséggel. A vágás gyorsaságának és a CNC-vezérlés által nyújtott gyors programozásnak köszönhetően már a stancgépekkel is felveszik a versenyt. Vastag lemezeknél, 10 mm felett romlik a vágási felület minősége. Az iparban használt fémes anyagok szinte valamennyi fajtáját hatékonyan tudjuk megmunkálni ezzel a lézertípussal. A 100 W-os tartományban a mikromegmunkálásban és a finom struktúrák hegesztésében nyújtanak kiváló alternatívát más forrásokhoz képest. A 3000 W fölötti teljesítménnyel pedig komoly versenytársai minden nagy teljesítményű hegesztőalkalmazásban használt lézerforrásnak.

Jól megválasztott lézertechnológiával a legkülönbözőbb alkatrészek vághatók (forrás: Exasol)
Jól megválasztott lézertechnológiával a legkülönbözőbb alkatrészek vághatók (forrás: Exasol)

A lézerteljesítmény megválasztásánál fontos szem előtt tartanunk, hogy mi az a fő termékkör, amelyet meg akarunk munkálni. Nem feltétlenül jelent előnyt a nagyobb teljesítmény. Az általános szabály, hogy a lézerteljesítményt 10 százalék alá nem lehet csökkenteni. Ha például nagy teljesítményű lézerrel rendelkezünk, és vékony, finom struktúrákat gyártunk, akkor a felesleges költségek mellett a megmunkálás minőségét is rontjuk.

Innováció a gyakorlatban

A lézertechnológia lehetőséget ad arra, hogy a magyarországi vállalkozások kiváló innovációs készségüket egy intenzíven fejlődő területen is megmutathassák. Merjünk változtatni a régi technológiáinkon! Gondoljuk végig, hogy egy rugalmas, számítógép-vezérelt technológia, amely a korai lézerforrásokhoz képest az energiafelhasználás és a karbantartás szempontjából is kedvezőbb, mennyi előnyt ad vállalkozásunknak!

Magyarországon a többéves lézertechnológia-fejlesztési tapasztalatnak köszönhetően az Exasol Kft. megkerülhetetlen, ha lézeres mikromegmunkálásról van szó. De nemcsak ez teszi egyedülállóvá, hanem saját fejlesztésű lézervezérlő szoftvere is, amelynek köszönhetően – egyedi beállításokkal – csak a képzelet szab határt a felhasználási területnek, legyen az jelölés, vágás vagy hegesztés.

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés