Technologie laserowe nowej generacji – większa moc i precyzja w obróbce materiałów
Adobe Stock – ParilovDynamiczny rozwój technologii laserowych otwiera zupełnie nowe możliwości w zakresie precyzyjnej i wydajnej obróbki materiałów. Nowoczesne systemy laserowe charakteryzują się coraz większą mocą, która umożliwia obróbkę coraz szerszego spektrum materiałów, przy jednoczesnym skróceniu czasu procesu i podniesieniu jakości końcowej. Podczas nadchodzących targów STOM-Laser w Kielcach, będących częścią wydarzenia Przemysłowa Wiosna, czołowi przedstawiciele branży zaprezentują najnowsze osiągnięcia w tej dziedzinie.
Potencjał laserów dużej mocy w obróbce materiałów
Jednym z kluczowych trendów w rozwoju technologii laserowych jest znaczący wzrost mocy dostępnych systemów. Jak podkreśla Marcin Czajor, szef sprzedaży na Polskę w firmie Eagle, najnowsze źródła laserowe o dużej mocy otwierają zupełnie nowe możliwości w zakresie wycinania laserowego.
– Możemy ciąć zdecydowanie grubsze materiały z większą precyzją, prędkością, a co za tym idzie wydajnością. Jesteśmy pierwsi, którzy zauważyli potencjał wynikający z dużych mocy – mówi Czajor.
Zwiększona moc źródeł laserowych przekłada się bezpośrednio na efektywność ekonomiczną procesu produkcyjnego.
– Dawno dostrzegliśmy, że priorytetowy kierunek to jak największa ilość wykonywanych detali w ciągu godziny pracy wycinarki laserowej. Skutkuje to wyższą wydajnością i niższym kosztem wykonania detali – dodaje Marcin Czajor.
Rozwój technologii laserowych dużej mocy pozwala również na rozszerzenie zakresu obrabianych materiałów. Jak wyjaśnia przedstawiciel Eagle, dodatkowe możliwości dotyczą również wycinania większego zakresu grubości innych gatunków materiałów niż stal węglowa – mowa tutaj o stali nierdzewnej, miedzi czy mosiądzu.
Ekonomiczne aspekty wykorzystania laserów dużej mocy
Artur Majchrzak, prezes firmy Uni-Kat, zwraca uwagę na ekonomiczne korzyści wynikające z zastosowania laserów o wysokiej mocy:
– Najnowsze źródła laserowe oferują znaczące ulepszenia w zakresie obróbki różnych materiałów, głównie dzięki znaczącemu wzrostowi oferowanych mocy. Powszechnie stosuje się moce laserów do 20 kW, a coraz częściej nawet powyżej 100 kW.
Takie rozwiązania otwierają zupełnie nowe możliwości w obróbce materiałów dotychczas trudnych do przetworzenia za pomocą lasera. Przy zastosowaniu tak dużych mocy możliwa stała się obróbka trudnych do cięcia laserowego materiałów, takich jak miedź i jej stopy czy aluminium o grubościach zarezerwowanych dotychczas dla abrazyjnego cięcia waterjet (nawet powyżej 60 mm). Znacząco wzrósł również zakres możliwości cięcia stali konstrukcyjnej i nierdzewnej, osiągając grubości zarezerwowane dotychczas dla cięcia plazmowego (powyżej 100 mm).
Mimo wyższych kosztów inwestycyjnych lasery dużej mocy oferują znaczące korzyści ekonomiczne w perspektywie długoterminowej. Jak wyjaśnia Artur Majchrzak, zwiększenie mocy źródła wprawdzie zwiększa koszty inwestycji, jednak w większości przypadków jest bardziej opłacalne niż stosowanie laserów małej mocy. Sprowadza się to do dwóch aspektów:
- Koszty robocizny – korzystając z lasera dużej mocy, możemy zwyczajnie znacznie zwiększyć efektywność pracy, a co za tym idzie znacząco obniżyć udział kosztów pracy w wykonaniu pojedynczej sztuki detalu.
- Koszty gazów tnących – gaz tnący (azot) jest głównym kosztem podczas cięcia laserowego cienkich materiałów i stali nierdzewnej. Stosując duże moce laserów, wydmuchujemy identyczną ilość gazu co podczas cięcia laserem małej mocy, ale wycinamy znacznie więcej (w praktyce dwukrotne zwiększenie mocy lasera obniża koszty cięcia niemal o połowę).
Najnowsze rozwiązania technologiczne w systemach laserowych
Producenci systemów laserowych nieustannie pracują nad rozwiązaniami, które pozwalają maksymalnie wykorzystać potencjał źródeł dużej mocy. Na targach STOM-Laser będzie można zobaczyć przykłady takich innowacji.
Firma Eagle zaprezentuje np. swoje flagowe urządzenie:
– Na targach w Kielcach zaprezentujemy naszą najnowszą wycinarkę laserową fiber model iNspire 1530 o mocy 30 kW. iNspire to zaawansowana technologicznie wycinarka laserowa, która oferuje moc do 40 kW, największe dostępne przyspieszenie i prędkość cięcia do 150 m/min – wyjaśnia Marcin Czajor.
– Dzięki unikatowej budowie z silnikami liniowymi we wszystkich osiach, głowicy tnącej eVa i trawersie z włókna węglowego osiąga ona wyjątkową wydajność, co czyni ją najlepszym laserem na rynku.
Bezpieczna eksploatacja systemów laserowych
Przy rosnącej mocy systemów laserowych szczególnego znaczenia nabierają kwestie związane z bezpieczeństwem użytkowania. Justyna Granda z firmy laser PRO podkreśla:
– Bezpieczne użytkowanie laserów w procesach obróbki materiałów to bazowy aspekt, który wymaga uwzględnienia kilku istotnych czynników. W pierwszej kolejności należy pamiętać, że lasery klasy 4. stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia, dlatego tak ważne jest, aby stanowiska pracy były odpowiednio zabezpieczone.
Podstawowe elementy systemów bezpieczeństwa obejmują m.in.:
- certyfikowane szyby ochronne, które zapewniają barierę od niebezpiecznego promieniowania,
- parawany ochronne, skutecznie odgradzające przestrzeń roboczą i minimalizujące ryzyko przypadkowego naświetlenia,
- okulary ochronne dostosowane do długości fali wykorzystywanej w danym procesie, m.in. przy spawaniu laserowym.
Ważnym aspektem bezpieczeństwa jest również odpowiedni system wentylacji.
– W celu zwiększenia bezpieczeństwa pracy z laserami warto zainwestować w systemy odciągu i filtracji powietrza. Rozwiązania oferowane, np. przez producenta ULT, wyróżniają się skutecznością i niezawodnością. Technologia ta zapewnia czyste i bezpieczne środowisko pracy, eliminując szkodliwe opary i dymy powstające podczas obróbki materiałów, co zwiększa komfort pracy – dodaje Justyna Granda.
Systemy wentylacji mają również wpływ na trwałość samych urządzeń. Przekłada się to również na dłuższą żywotność urządzeń, chroniąc je przed zanieczyszczeniami, a także pomaga spełniać rygorystyczne normy bezpieczeństwa obowiązujące w przemyśle.
W przypadku bardziej zaawansowanych aplikacji laserowych warto rozważyć kompleksowe rozwiązania. Odpowiednia organizacja przestrzeni roboczej, w tym zastosowanie kabin ochronnych, pozwala na pełną izolację procesu i skuteczne ograniczenie ryzyka związanego z promieniowaniem laserowym. Tego typu rozwiązania są szczególnie polecane w bardziej zaawansowanych procesach, gdzie wiązka lasera może mieć dużą moc.
>>Zobacz więcej informacji o tegorocznej edycji targów STOM – Pobierz bezpłatny MM Magazyn Targowy<<
Przedstawiciel firmy laser PRO podkreśla również znaczenie odpowiedniego przygotowania personelu:
– Wszystkie te środki ochrony, w połączeniu z odpowiednim szkoleniem personelu, pozwalają na bezpieczną i wydajną eksploatację systemów laserowych. Warto zadbać o kompletne wyposażenie ochronne, które nie tylko spełnia wymogi norm i certyfikatów, ale przede wszystkim zapewnia operatorom poczucie bezpieczeństwa i komfortu pracy w dynamicznych warunkach przemysłowych.
Kluczowe trendy w rozwoju technologii laserowych
Analizując wypowiedzi ekspertów i najnowsze rozwiązania dostępne na rynku, można zidentyfikować kilka dominujących trendów w rozwoju technologii laserowych:
- Wzrost mocy źródeł laserowych – umożliwiający obróbkę szerszego spektrum materiałów i znaczące zwiększenie wydajności procesu.
- Rozszerzenie zakresu obrabianych materiałów – dzięki rozwojowi technologii laserowych możliwe staje się cięcie laserem materiałów wcześniej niedostępnych dla tej technologii, jak gruba miedź czy aluminium.
- Zwiększenie grubości obrabianych materiałów – osiągnięcie parametrów porównywalnych lub przewyższających tradycyjne metody cięcia, jak technologia plazmowa czy waterjet.
- Rozwój zaawansowanych systemów sterowania – pozwalających na optymalne wykorzystanie potencjału źródeł dużej mocy.
- Udoskonalenie konstrukcji mechanicznej maszyn – zastosowanie innowacyjnych rozwiązań, jak silniki liniowe czy trawersy z włókna węglowego, zapewniają najwyższą dynamikę.
- Integracja systemów bezpieczeństwa – kompleksowe rozwiązania chroniące operatorów i środowisko pracy przed zagrożeniami związanymi z wykorzystaniem laserów dużej mocy.
- Optymalizacja kosztowa procesu – mimo wyższych kosztów inwestycyjnych, znaczące obniżenie jednostkowych kosztów produkcji dzięki wyższej wydajności i mniejszemu zużyciu mediów pomocniczych.
Rozwój technologii laserowych otwiera zupełnie nowe możliwości w przemysłowej obróbce materiałów, oferując bezprecedensową wydajność, precyzję i wszechstronność zastosowań. Rozwój ten wymaga jednocześnie odpowiedniego podejścia do kwestii bezpieczeństwa, uwzględniającego specyfikę systemów o zwiększonej mocy.
Omówione w artykule rozwiązania to jedynie przykłady innowacyjnych technologii, które zostaną zaprezentowane podczas Przemysłowej Wiosny. Targi będą okazją do zapoznania się z wieloma rozwiązaniami oferowanymi przez wystawców z danej branży, a także do bezpośrednich rozmów z ekspertami z różnych firm.
