MASZYNY DO CIĘCIA LASEREM

W maszynach do cięcia laserem wykorzystuje się wiązkę promieniowania silnie skoncentrowaną w jednym punkcie przez zestaw luster i soczewek skupiających (rys. 6). Uzyskany w ten sposób promień o dużej gęstości mocy nakierowany na cięty materiał podgrzewa go do bardzo wysokiej temperatury. W zależności od tego, na jaki materiał pada zogniskowana wiązka lasera, rozcięcie powstaje w wyniku odparowania, wypalenia lub stopienia.

Na przykład dla metali - a zwłaszcza stali nierdzewnych - promień lasera topi materiał, a gaz - najczęściej azot - wypływający z dyszy pod dużym ciśnieniem usuwa (wydmuchuje) stopiony materiał ze szczeliny. Metoda ta pozwala uniknąć utlenienia krawędzi nacinanego detalu.

W cięciu metali, zwłaszcza stali węglowych, wykorzystuje się też wypalanie laserem. Podobnie jak w cięciu tlenowym wiązka lasera podgrzewa materiał, który po osiągnięciu odpowiednio wysokiej temperatury ulega spaleniu w strumieniu tlenu, który równocześnie usuwa produkty tej reakcji. Z kolei w przypadku na przykład drewna wskutek podgrzania przez laser materiał ulega odparowaniu.

Monika Jaworowska

Rozmowa z Rafałem Jednorowskim, kierownikiem sprzedaży systemów laserowych Trotec w firmie Trodat

Krajowa branża urządzeń do cięcia bezdotykowego to rozwijający się i perspektywiczny rynek

• Jakie rozwiązania są najczęściej stosowane, jeżeli chodzi o bezdotykowe cięcie? Jakie są najpopularniejsze technologie i w jakich zastosowaniach są one używane?

Oddziaływanie promieniowania laserowego z materią obejmuje wiele różnych procesów. Wyróżnić można tutaj: spalanie, odparowywanie materiału, jego topienie, depolimeryzację, ablację i inne, zależnie od typu materiału oraz lasera. Pierwotnym kryterium doboru maszyny jest absorpcja materiału, a konkretniej jej wartość w funkcji długości fali.

Dla materiałów organicznych, tworzyw, szkieł, itp. optymalne długości fali leżą w zakresie UV lub średniej podczerwieni (MIR). Najczęściej stosowanym laserem do cięcia tego typu materiałów jest molekularny laser gazowy CO₂ (10,6μm). Odmiennie wygląda sytuacja w przypadku metali - zwłaszcza kolorowych. Stosujemy tutaj przede wszystkim lasery z zakresu bliskiej podczerwieni NIR lub pasma widzialnego. Przykładem tego typu urządzeń są lasery na ciele stałym objętościowe, dyskowe lub światłowodowe pracujące zwykle w oknie 1μm lub na harmonicznych.

Technologie cięcia laserowego możemy zgrubnie podzielić na cztery grupy: cięcie przez topienie i wydmuchiwanie, wypalanie, odparowanie oraz przez generowanie pęknięć termicznych. Większość systemów laserowych do cięcia to systemy ploterowe, oferujące duże pole pracy niezależnie od długości ogniskowej układów optycznych.

• Co zmienia się w branży, w szczególności w zakresie dostępnych urządzeń?

W pierwszej kolejności obserwujemy zmiany dotyczące samych źródeł laserowych. W ostatnich latach widać szczególnie trend, który można nazwać laserowym prawem Moore’a - co mniej więcej 24 miesiące podwaja się maksymalna dostępna moc laserów. Obecnie mówimy o mocy ciągłej rzędu 50kW i więcej, przy czym oczywiście krąg odbiorców urządzeń na taki zakres mocy jest dość ograniczony.

Równolegle kładzie się nacisk na budowę laserów o coraz krótszej fali, krótszych czasach trwania impulsów (rzędu ps i fs), większej sprawności i jakości promieniowania zbliżonej do limitu dyfrakcyjnego (M²=1). Nowością są również dostępne na rynku systemy hybrydowe oferujące dwa różne lasery (dwie długości fali) na jednej platformie.

• Jakie produkty sprzedają się na naszym rynku? Jakich parametrów oczekują polscy klienci?

Wraz z rozwojem technologii rośnie również świadomość odbiorców. Poza podstawową funkcjonalnością liczy się jakość produktu, koszty eksploatacji, bezawaryjność oraz serwis w trakcie i pogwarancyjny z diagnostyką przez Internet. Systemy wyposażane są w kolejne udogodnienia, jak wspomaganie cięcia wbudowaną kamerą pozwalającą na rozpoznawania znaczników i odtwarzanie linii cięcia. Do niedawna tematyka cięcia laserowego dotyczyła głównie przemysłu metalowego.

Dzisiaj to niezastąpione narzędzie wszędzie tam, gdzie liczy się czas i precyzja - korzysta z niego przemysł motoryzacyjny, elektroniczny i elektrotechniczny, jak również elegancja i wyrafinowane wzornictwo: produkcja reklam, przemysł tekstylny i papierniczy. Zastępowanie klasycznych rozwiązań technologiami laserowymi jest powodowane głównie obniżeniem kosztów produkcji i dążeniem do poprawy jakości. Liczy się więc szybkość i precyzja.

• Jak wygląda rynek urządzeń do bezdotykowego cięcia w Polsce i Europie, szczególnie po okresie dekoniunktury gospodarczej?

Wiadomo, że okres dekoniunktury nie sprzyja rozwojowi biznesu. Firmy mają mniej pieniędzy na inwestycje i mniej chętnie je wydają. Myślę, że ten trudny, niepewny czas w przypadku polskiej gospodarki mamy już za sobą. Krajowy sektor urządzeń do bezdotykowego cięcia należy, pomimo wieloletniej obecności na nim czołowych dostawców tych maszyn, cały czas do rynków wschodzących, których potencjał wzrostowy jest duży.

Z roku na rok rośnie świadomość wszechstronności zastosowania tego typu urządzeń. Pozwala to stale zwiększać nasze portfolio klientów, których liczba dawno temu już przekroczyła, mierząc ją w liczbie sprzedanych urządzeń, ponad trzystu tylko w Polsce. Istotną kwestią jest dywersyfikacja rynków zbytu. Najważniejsze i zarazem najtrudniejsze to znaleźć swoją niszę na rynku, która pozwoli firmie funkcjonować na zdrowych zasadach i inwestować w dalszy rozwój.

• Dziękuję za rozmowę.

Zbigniew Piątek