Przyszłość przemysłu pod znakiem lasera?

Przyszłość przemysłu pod znakiem lasera? Pixabay

Cięcie laserem dzięki swoim niewątpliwym zaletom (duża szybkość, wysoka jakość, możliwość wycinania skomplikowanych kształtów) sprawia, że ta technologia powoli wypiera inne metody cięcia (m.in. plazmą lub waterjetem). Wzrost popularności technologii laserowej widoczny jest jednak nie tylko w przypadku cięcia. Również w wielu innych zastosowaniach przemysłowych lasery zaczynają odgrywać istotną rolę.

Technologie laserowe szturmem wdarły się do świata przemysłu. Obecnie trudno więc wyobrazić sobie bez nich niektóre procesy. Co więcej, ich rola w najbliższej przyszłości powinna jeszcze rosnąć.

Spawanie laserowe

Spawanie przy użyciu lasera znajduje dość powszechne zastosowanie m.in. w spawaniu elektroniki, metali (takich jak miedź) lub nietypowych połączeń (np. aluminium do aluminium). Do podstawowych zalet tej technologii spawania należy wysoka precyzja procesu, powtarzalność, trwałość i bardzo wysoka jakość uzyskanego spawu z niewielkim wpływem termicznym na obszary, które znajdują się obok spawu.

Spawanie laserowe pozwala łączyć cienkie materiały, a także nadawać dowolny kształt spoinie. Ponadto jest procesem dużo wydajniejszym, który dodatkowo łatwo można zautomatyzować lub zrobotyzować.

Napawanie laserowe

Napawanie laserowe jest procesem, który pozwala uszlachetnić lub zmodyfikować właściwości fizykochemiczne powierzchni wykonanych z metali żelaznych lub nieżelaznych. Dzieje się to poprzez nałożenie dodatkowej warstwy chroniącej np. przed korozją, szybkim zużyciem lub obciążeniem udarowym.

Napawanie laserowe pozwala też dokonać naprawy bądź regeneracji takich powierzchni (poprzez wypełnienie ubytków) i przywrócić ich pierwotną geometrię i kształt. Daje to przedsiębiorstwu znaczące oszczędności.

Przy użyciu tej technologii można też wytwarzać niektóre metalowe komponenty. Metoda napawania laserowego w niektórych sytuacjach bywa także jedyną możliwą metodą, która pozwala uzyskać zamierzony efekt (np. naprawić uszkodzony element).

Lutowanie laserowe

Lutowanie jest alternatywną dla spawania metodą łączenia materiałów. Przy użyciu lutowania można łączyć metale o dużej wrażliwości na temperaturę (bardzo mała strefa wpływu ciepła), a także materiały niejednorodne (np. stal z miedzią czy miedź z mosiądzem). Ponadto proces lutowania laserowego wymaga doprowadzenia znacznie mniejszej ilości energii niż spawanie z użyciem lasera. 

Duża uniwersalność lutowania laserowego w zastosowaniach przemysłowych sprawia, że jest ono wykorzystywane w różnych branżach. Niekiedy są to branże bardzo odmienne pod względem wymogów procesowych.

Wiercenie laserem

Laser jest też coraz częściej narzędziem pierwszego wyboru, kiedy zachodzi konieczność wywiercenia dużej liczby otworów. Wiercenie laserem ma liczne zalety. Charakteryzuje się bowiem dużą elastycznością, prędkością i powtarzalnością, a do tego jest bezkontaktowe. Przy tym możliwe jest uzyskanie otworów o dowolnym rozmiarze i kształcie

Mikroobróbka laserem

Zalety współczesnych laserów sprawiają, że nadają się nie tylko do tradycyjnej obróbki – przede wszystkim cięcia metali i innych materiałów – ale też do zaawansowanych i precyzyjnych procesów (np. spotykanych w mikroelektronice). Lasery stosuje się m.in. do mikroteksturowania powierzchni (czyli nadawania jej odpowiednich cech), mikrowiercenia, mikrocięcia, mikrofrezowania, a nawet mikrospawania.

Mikroobróbkę laserową można wykorzystywać do bardzo szerokiego spektrum materiałów – nie tylko większości metali i ich stopów, ale też materiałów półprzewodnikowych czy tworzyw sztucznych.

Czyszczenie laserem

Technologia laserowa okazuje się także skuteczną metodą czyszczenia przemysłowego. W procesie ablacji laserowej dochodzi do odparowania materiału z zabrudzonej powierzchni na skutek reakcji chemicznej, w której wyniku następuje osłabienie wiązań między cząsteczkami.

Technologia czyszczenia laserowego jest metodą bezkontaktową. Dzięki temu ryzyko uszkodzenia lub zmiany geometrii nawet delikatnych i kruchych powierzchni jest znacznie niższe niż w przypadku czyszczenia metodami strumieniowo-ściernymi. Z pomocą lasera można usuwać resztki starej farby i lakierów, oleju i innych smarów, żywicę, tłuszcz czy ślady korozji. 

Czyszczenie laserowe można stosować zarówno do delikatnej elektroniki, jak i podzespołów silników mechanicznych. Ponadto można czyścić m.in. powierzchnie drewniane, z tworzyw sztucznych, kompozytów, kamienia, skóry, a nawet papieru czy jedwabiu. Dzięki temu technologia czyszczenia laserowego zyskuje na popularności również poza obszarem przemysłowym, np. w konserwacji obiektów zabytkowych i dzieł sztuki.

Znakowanie laserowe

Znakowanie laserowe należy do tych metod opisywania produktu, które z uwagi na ingerencję w znakowaną powierzchnię zapewniają trwały, nieusuwalny nadruk. Jak wyjaśnia Joanna Kozdra z firmy Coleman International:

Ma to kolosalne znaczenie w przypadku produktów, które muszą być identyfikowalne przez cały okres użytkowania (np. narzędzia medyczne czy części motoryzacyjne). Kolejną korzyścią jest wysoka jakość znakowania laserowego. Ten aspekt ma z kolei znaczenie m.in. przy produkcji elektroniki (znakowanie płytek PCB, zacisków, przełączników itp.), a także w przypadku nadruków spełniających rolę zdobienia

Przyszłość przemysłu pod znakiem lasera? zdjęcie w treści artykułu

Laser pozwala też precyzyjnie znakować (nawet na najmniejszych powierzchniach i w trudnodostępnych miejscach) różne materiały (zarówno metalowe, jak i z tworzyw sztucznych), z dużą prędkością i bez oddziaływania mechanicznego na znakowaną powierzchnię. Przy tym jest to technologia czysta i przyjazna środowisku – wymienia kolejne zalety znakowania laserowego Joanna Kozdra. I dodaje:

Do znakowania szkła, malowanego metalu, gumy, kartoników powleczonych farbą, papieru, opakowań PET i drewna stosuje się zwykle lasery CO2. W przypadku znakowania bezpośrednio na metalu czy produktach z tworzyw sztucznych dobrym wyborem będą lasery światłowodowe. W znakowaniu tworzyw na popularności zyskują lasery typu DPSS (w tym różniące się długością fali tzw. lasery zielone i tzw. lasery UV).

Tagi artykułu

Zobacz również

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę