Jako podstawowa technologia w przemyśle wytwórczym, cięcie laserowe zostało szeroko zastosowane w różnych dziedzinach,-od przemysłu ciężkiego po precyzyjną elektronikę, od produkcji masowej po produkcję na zamówienie-dzięki wysokiej precyzji, dużej szybkości i elastycznym możliwościom przetwarzania. Jako wszechstronna technika obróbki, jej zastosowania i rozwiązania procesowe są ściśle powiązane z rodzajem materiału, wymaganą precyzją i skalą produkcji. W poniższych sekcjach szczegółowo omówiono te aspekty.
1. Zastosowania obróbki laserowej
Cięcie laserowe wykorzystuje-wiązkę lasera o wysokiej energii do topienia, spalania lub odparowywania materiału wzdłuż określonej ścieżki. Jest szeroko stosowany w:
a) Obróbka metali
Cięcie blach (stal, aluminium, stal nierdzewna, tytan) do komponentów motoryzacyjnych, lotniczych i budowlanych oraz produkcja precyzyjnych części, takich jak wsporniki, panele, ramy i wymienniki ciepła.
b) Materiały nie-metalowe
Obróbka tworzyw sztucznych, akryli, poliwęglanów i kompozytów, a także drewna, papieru, skóry i tekstyliów do zastosowań projektowych, opakowaniowych i dekoracyjnych.
c) Elektronika i półprzewodniki
Wiercenie laserowe w celu uzyskania precyzyjnych mikro-otworów oraz wycinanie płytek drukowanych, cienkich folii i skomplikowanych wzorów na potrzeby czujników lub urządzeń MEMS.
d) Motoryzacja i lotnictwo
Cięcie złożonych geometrii paneli nadwozia, elementów wnętrza i łopatek turbin, pomagające zmniejszyć ciężar konstrukcji bez wprowadzania naprężeń mechanicznych.
2. Rozwiązania w zakresie procesu cięcia laserowego
Cięcie laserowe to nie tylko operacja „wyceluj-i-strzel”; proces jest dostosowywany w oparciu o materiał, grubość i pożądaną jakość krawędzi. Kluczowe rozwiązania procesowe obejmują:
a) Rodzaje laserów do cięcia
Lasery CO₂
Idealny do-materiałów niemetalowych (drewno, akryl, tworzywa sztuczne), przy umiarkowanych prędkościach skrawania metali. Typowe zastosowania: oznakowanie, cięcie tekstyliów, tworzywa sztuczne.
Lasery światłowodowe
Wysoce wydajna do cięcia metali (stal, aluminium, miedź, tytan). Oferują wyższą prędkość i precyzję w porównaniu z laserami CO₂ w przypadku arkuszy o-średniej grubości. Zastosowania: panele samochodowe, elektronika.
Lasery Nd:YAG/Nd:YVO₄
Lasery impulsowe stosowane do mikroobróbki i grawerowania, odpowiednie do małych lub skomplikowanych części, takich jak biżuteria, komponenty elektroniczne lub mikro-otwory.
b) Metody cięcia
Cięcie Fuzyjne
Laser topi materiał, a strumień gazu wydmuchuje stopiony materiał. Powszechnie stosowane w obróbce metali.
Cięcie waporyzacyjne
Materiał odparowuje się bez strumienia stopionego materiału, co pozwala na precyzyjne cięcie delikatnych materiałów.
Pisanie lub ablacja
Usuwa materiał powierzchniowy bez pełnej penetracji, odpowiedni do materiałów delikatnych lub wielowarstwowych-.
Przekłuwanie / wiercenie
Lasery impulsowe wytwarzają precyzyjne otwory, w tym mikro-dziury.
c) Parametry procesu
Moc lasera: W przypadku grubszych materiałów wymagana jest większa moc.
Szybkość cięcia: Równowaga pomiędzy jakością krawędzi a wydajnością produkcji.
Gaz wspomagający: Tlen, azot lub powietrze w celu usprawnienia cięcia lub zapobiegania utlenianiu.
Pozycja ostrości: Właściwe skupienie zapewnia czyste cięcie przy minimalnym żużlu.
Jakość wiązki: Wpływa na precyzję i szerokość nacięcia.
d) Integracja z produkcją masową
Sterowane CNC-linie do cięcia laserowego umożliwiają:
Zautomatyzowana obsługa materiałów
Zagnieżdżanie cięć w celu zminimalizowania odpadów
Cięcie wsadowe skomplikowanych geometrii bez zmiany narzędzi
Integracja z gięciem, spawaniem lub produkcją przyrostową w celu uzyskania kompletnej produkcji części
Inteligentne komórki do cięcia laserowego w nowoczesnej produkcji mogą automatycznie rekomendować parametry procesu na podstawie profilu blachy, grubości i rodzaju materiału. Wykorzystują systemy wizyjne do monitorowania jakości nacięcia w czasie rzeczywistym i zapewniania korekt ze sprzężeniem zwrotnym. W połączeniu z gięciem i spawaniem w elastyczne linie produkcyjne umożliwiają osiągnięcie w pełni zautomatyzowanego przepływu pracy od płaskiego arkusza do gotowego produktu. Rozwiązania te nadają się do produkcji seryjnej różnych materiałów i są stosowane w różnych gałęziach przemysłu, w tym w produkcji przemysłowej, urządzeniach medycznych, motoryzacji, elektronice i sztuce.