Pro různé úlohy řezání se používají různé lasery. Přečtěte si, v čem každý z nich vyniká a na co byste se měli zaměřit při svém výběru vhodného laseru.
Naučte se klást správné otázky při výběru řezacího laseru, abyste získali schopnosti, výkon, spolehlivost, cenu a podporu, které vám zaručí úspěch ve vaší aplikaci.
Obsah
- Proč používat lasery k řezání?
- Jak používat tohoto průvodce nákupem laseru
- Přehled přesného řezání laserem
- Mechanismy laserového řezání
- Fúzní řezání
- Abalační řezání
- Vzdálené řezání
- Kontrolní seznam pro výběr řezacího laseru
- Faktory procesu
- Faktory laseru
- Faktory implementace
- Průvodce výběrem podle materiálu
- Výběr dodavatele laserů
- Shrnutí
Proč používat lasery k řezání?
Řezání laserem má oproti jiným metodám vysoce přesného řezání řadu výhod. Patří mezi ně:
- Bezkontaktní zpracování, které zabraňuje poškození malých nebo choulostivých dílů.
- Nulové opotřebení nástrojů, což snižuje prostoje a náklady na výměnu nástrojů.
- Vysoce konzistentní výsledky.
- Bezkonkurenční mechanická přesnost a schopnost vyrábět jemné detaily.
- Lepší kvalita hran a méně nečistot než u jiných metod, což minimalizuje následné zpracování.
- Rychlejší než jiné metody.
- Menší šířka prořezu.
- Vysoká univerzálnost, která umožňuje snadnou změnu konfigurace podle měnících se výrobních požadavků.
Ze všech těchto důvodů se lasery používají v neuvěřitelně rozmanitých aplikacích přesného řezání. Používají se k řezání tenkých skleněných a safírových desek pro chytré telefony a tablety, kompozitů, polovodičů, keramiky, nitinolu, titanu a oceli při výrobě lékařských produktů a mnoha dalších. Existuje mnoho typů laserů, které obsluhují toto široké spektrum řezacích aplikací. A někdy výrobci laserů dokonce vytvářejí specifické modely, které jsou optimalizovány pro konkrétní proces. Výběr správného laseru pro vaši aplikaci z této obrovské nabídky komerčně dostupných produktů se může zdát jako ohromující úkol. Jste zahlceni? Nebojte se. Právě proto jsme vytvořili tohoto průvodce nákupem.
Jak používat tohoto průvodce nákupem laseru
Účelem tohoto průvodce kupujícího řezacími lasery je pomoci vám s výběrem řezacího laseru. Nebudeme vám říkat, který laser si máte koupit nebo od které společnosti ho máte koupit. Poskytneme vám však mnoho souvislostí, abyste se cítili jistě, až budete připraveni učinit rozhodnutí o koupi. Více než cokoli jiného je naším cílem poučit vás o tom, jaké otázky si máte klást, když zkoumáte nákup řezacího laseru.
TIP: Uvedená obsahová tabulka uvádí hlavní typy přesných řezacích laserů, které jsou v současné době k dispozici, a je skvělým začátkem vaší cesty. Odkazy vložené do Přehledové tabulky vás zavedou k dalším informacím o samotných laserech nebo přímo do částí tohoto dokumentu, které nabízejí návod, která z těchto technologií je pro danou aplikaci obvykle nejvhodnější. Získání těchto informací o konkrétních aplikacích není vždy jednoduché, protože mnozí dodavatelé nabízejí pouze omezený sortiment laserových technologií. V důsledku toho propagují to, co mají, jako optimální pro každé použití, ať už tomu tak je, nebo není. Společnost Coherent je jednou z největších světových laserových společností a celosvětovým lídrem také v oblasti materiálů a sítí. Poskytujeme služby v mnoha řezacích aplikacích pro lékařské přístroje, komunikace, mikroelektroniku, trhy s přístroji a další. Co je nejdůležitější, společnost Coherent vyrábí komplexní řadu řezacích laserů. To nám umožňuje poskytovat objektivní doporučení výhradně na základě vašich jedinečných potřeb a požadavků projektu.
Jaké jsou však vaše potřeby a požadavky projektu? Prvním kritickým krokem při rozhodnutí o nákupu je správné určení hledisek, která jsou ve vaší vlastní aplikaci nejdůležitější. Mezi nejčastější z nich patří:
- Technické faktory, jako je kompatibilita s materiálem, rychlost průchodu a kvalita řezu.
- Nákladové faktory, jako je pořizovací cena, náklady na údržbu, spotřební materiál a provozní náklady.
- Možnosti integrace, jako jsou podporovaná rozhraní a komunikační protokoly a velikost a hmotnost výrobku.
- Servis, například geografická dostupnost náhradních dílů a údržby a rychlost reakce servisu.
- Podpora aplikací, například ochota prodejce zpracovat vzorky a pomoc při vývoji procesu
Podrobnější pojednání o typických aspektech při výběru řezacího laseru je uvedeno v kontrolním seznamu pro výběr řezacího laseru.
Přehled přesného řezání laserem
V této tabulce jsou uvedeny nejčastěji používané řezací lasery pro přesné aplikace a shrnutí jejich klíčových vlastností a aplikací. Jejím účelem je umožnit vám rychle identifikovat typ(y) laseru, který(é) bude(ou) pro konkrétní aplikaci nejspíše užitečný(é), a zúžit tak vaše hledání.
Poznámka: U každého typu laseru je uveden primární řezací mechanismus. Technické informace o těchto procesech jsou uvedeny v části Mechanismy řezání laserem.
Řezací lasery mají širokou škálu vlnových délek, délek pulzů a výstupních výkonů.
| Nanosekundové pevnolátkové lasery | Lasery s ultrakrátkými pulzy (pikosekundové/femtosekundové) | Lasery s ultrakrátkými pulzy (pikosekundové/femtosekundové) | ||
|---|---|---|---|---|
| Primární řezné mechanismy | Fúzní řezání, Vzdálené řezání |
Ablace, Vzdálené řezání |
||
| Výstupní charakteristiky | Průměrný rozsah výkonu | W – kW | W – 100W | |
| Vlnové délky | Infračervený zelený | |||
| UV | ||||
| Energie v pulzu | vyšší, umožňující hlubší řezy na jeden puls, vhodné pro silné materiály | nižší, minimalizuje tepelné poškození, lepší pro tenké nebo na teplo citlivé materiály | Obvykle nižší energie pulzů - ale extrémně vysoké špičkové výkony - umožňují studenou ablaci s minimálním tepelným poškozením. | |
| Délka pulzu | Větší šířka pulzu znamená větší rozptyl tepla do materiálu | Kratší šířka pulzu znamená menší šíření tepla do materiálu | Extrémně krátká doba trvání pulzu prakticky eliminuje šíření tepla, což vede k odstranění "studeného" materiálu. | |
| Špičkový výkon | Nižší špičkový výkon, více tavení materiálu než odpařování | yšší špičkový výkon, lepší pro ablaci a přesnost | Extrémně vysoký špičkový výkon (gigawatty), který umožňuje rychlé odpařování bez výrazného tavení, ideální pro velmi přesnou ablaci. | |
| Rychlost opakování pulzu | vyšší, což vede k rychlejšímu úběru materiálu, ale potenciálnímu nárůstu tepla. | nižší, snižuje kumulativní tepelné účinky, lepší pro choulostivé materiály | střední až vysoká opakovací frekvence v závislosti na systému, která umožňuje rychlé a přesné zpracování bez výrazného zahřívání. | |
| Kvalita paprsku | Vysoká kvalita paprsku s velmi přesným zaostřením, ideální pro mikroobrábění a velmi přesné řezy. | |||
| Praktické úvahy | Rychlost řezání | Rychlejší díky vysoké opakovací frekvenci a energii na jeden puls. | Pomalejší, ale kontrolovanější, zaměřený na přesnost | Rychlé, ale závislé na materiálu a opakovací frekvenci pulzů, pro velmi přesné úlohy, často pomalejší. |
| Tepelný odpad | Větší tepelná akumulace, možnost vzniku větší tepelně ovlivněné zóny (HAZ) | Nižší tepelný dopad, menší HAZ, čistší řezy | Minimální tepelný dopad; zanedbatelná tepelně ovlivněná zóna do materiálu | |
| Údržba | Vyžaduje pravidelnou údržbu | Minimální, robustní, vysoká doba provozuschopnosti | Obecně nenáročná údržba, ale systémy mohou být složité a nákladné na údržbu. | |
| Kompatibilita materiálů | Kovy, Keramika, Polymery, Kompozity, Polovodiče |
Kovy, Sklo, Keramika, Kompozity |
Kovy, Keramika, Polymery, Sklo a průhledné materiály, Polovodiče |
|
| Klíčové poznatky | Nejlepší pro silnější kovy, keramiku a tvrdší materiály a rychlé řezání (např. ortopedické implantáty, silnější polovodiče). | Nejlepší pro tenké kovy, polymery, polovodiče a materiály citlivé na teplo a pro vysoce přesné řezání (např. stenty, krájení waferů). | Nejlepší pro velmi přesné úlohy, jako je řezání polovodičů, tenkých vrstev, skla, polymerů nebo pokročilých lékařských přístrojů, kde je třeba zabránit poškození teplem a kde není požadováno následné zpracování. | |
Mechanismy laserového řezání
Všechny pevné látky drží pohromadě vazby nebo přitažlivé síly mezi atomy, ionty nebo molekulami, které materiál tvoří. Na nejzákladnější úrovni vyžaduje řezání jakékoli pevné látky přerušení těchto vazeb. Při tradičním mechanickém řezání, například pilou nebo nožem, působí řezný nástroj na materiál silou v oblasti soustředěné kolem hrany nástroje. Tím vzniká smyk, který roztahuje vazby mezi částicemi, na které působí síla, a sousedními částicemi, na které síla nepůsobí. Pokud je síla dostatečně velká, vazby se přeruší. Jedná se o základní fyzikální proces, ke kterému dochází, ať už jde o stříhání papíru nůžkami, řezání dřeva nebo řezání pečeného masa.
Lasery jsou bezkontaktní nástroje. Na osvětlované objekty nevyvíjejí žádnou fyzickou sílu. Místo toho provádějí řez zcela odlišnými mechanismy. Přesto musí dosáhnout stejného konečného výsledku, konkrétně přerušení atomárních nebo molekulárních vazeb v souvislé oblasti za účelem vytvoření řezu.
Laserové řezání lze rozdělit do tří hlavních kategorií:
Reaktivní nebo plamenové laserové řezání se obecně nepoužívá pro vysoce přesné aplikace. Ostatní tři metody jsou podrobně popsány zde.
Základní mechanismy laserového řezání.
Fúzní řezání
Při fúzním řezání laser zahřívá cílový materiál až do bodu tavení, čímž vzniká roztavená lázeň. Současně je s laserovým paprskem veden vysokotlaký pomocný plyn (obvykle dusík nebo v některých případech argon), který vytlačuje roztavený materiál z oblasti řezu. Pomocný plyn také napomáhá chlazení řezané oblasti, čímž zabraňuje oxidaci a zajišťuje čistší hrany. Tato metoda nabízí pozoruhodnou přesnost a je ideální pro vytváření složitých řezů bez otřepů v kovech, keramice a některých polymerech.
Jednou z klíčových výhod fúzního řezání je jeho schopnost zachovávat jemné tolerance a dosahovat hladkých, vysoce kvalitních hran. To je zásadní pro komponenty, jako jsou stenty, chirurgické nástroje nebo mikroelektronika. Tyto aplikace vyžadují nejen rozměrovou přesnost, ale také minimální tepelné poškození okolního materiálu. Jakýkoli nadměrný tepelný vliv může zhoršit výkon nebo vyžadovat nákladné dodatečné zpracování.
Fúzní řezání je obzvláště vhodné pro materiály, jako je nerezová ocel, titan a křemíkové destičky. Použití nereaktivního pomocného plynu, jako je dusík, zajišťuje čistý řez bez narušení integrity materiálu. Díky tlaku plynu v rozmezí 75 až 250 psi si fúzní řezání poradí jak s tenkými, tak se silnými materiály, a to v závislosti na konkrétních požadavcích aplikace. Přesnost, kombinovaná se schopností řezat složité geometrie, činí z fúzního řezání základní technologii pro průmyslová odvětví, kde je klíčová přesnost, čistota a efektivita.
Ablační řezání
Ablační řezáníLasery s ultrakrátkými pulzy (pikosekundovými a femtosekundovými) poskytují jedinečnou metodu řezání díky extrémně krátkému trvání pulzu a velmi vysokým špičkovým výkonům, dosahujícím úrovně gigawattů. Jelikož je doba trvání pulzu kratší než „doba vedení“ materiálu, dochází k extrémně rychlému a lokalizovanému ohřevu, který okamžitě přeměňuje pevný materiál na páru. Pára je následně vháněna z řezu pomocí koaxiálního pomocného plynu, obvykle argonu.
Tato ablační metoda řezání zajišťuje nejvyšší možnou kvalitu řezných hran s vynikající rozměrovou přesností a bez otřepů. Absence otřepů je klíčová pro aplikace, jako je řezání nitinolových trubek pro zdravotnické přístroje nebo nerezové oceli a titanu pro výrobu luxusních hodinek, protože výsledné řezy vyžadují jen minimální dodatečné zpracování.
Vzdálené řezání
Vzdálené řezáníHlavním rozdílem mezi vzdáleným řezáním a ostatními metodami je umístění laserové hlavy, která je vzdálená od pracovního povrchu. Skenovací hlava pohybuje paprskem po materiálu velmi vysokou rychlostí (>1 m/s). Při této metodě se nepoužívá pomocný plyn. V závislosti na tloušťce materiálu může skenovací hlava sledovat stejnou dráhu vícekrát, aby vytvořila průchozí řez. Samotný mechanismus řezu funguje na principu vyvržení taveniny: laser materiál roztaví, ale zároveň částečně odpaří, přičemž tlak expanze par vytlačuje taveninu z oblasti řezu.
Dráhy řezání jsou při této metodě obvykle jednoduché, například kruhy nebo čtverce, což umožňuje dosažení vysoké řezné rychlosti. Vzdálené řezání se nejčastěji používá pro tenké materiály, jako jsou bateriové fólie nebo tenké plastové fólie o tloušťce menší než 0,01" (0,25 mm). Laserové zdroje musí mít dostatečný výkon k tavení a odpaření materiálu.
Kontrolní seznam pro výběr řezacího laseru
Kontrolní seznam pro výběr řezacího laseruTyto tabulky jsou vaším průvodcem při výběru správného řezacího laseru. Uvádějí některé klíčové faktory, které mohou ovlivnit váš výběr, a pomohou vám určit, co je pro vaši konkrétní aplikaci skutečně důležité. Využijte je k formulaci otázek, které si máte položit při posuzování konkrétního typu laseru a dodavatele.
Faktory procesu
Faktory procesuVýběr laseru téměř vždy začíná identifikací a definováním požadavků procesu a požadovaného výsledku.
Šířka prořezu je při řezání laserem často důležitým faktorem.
| Faktor | Poznámky |
|---|---|
| Typ materiálu | Největší roli při výběru vhodného řezacího laseru obvykle hrají vlastnosti materiálu. Nejdůležitější jsou obecně lineární absorpční vlastnosti materiálu (jaké vlnové délky absorbuje), odrazivost, tepelná vodivost a bod tání, zejména při použití nanosekundových pevnolátkových a nanosekundových vláknových laserů. Přehledová tabulka nabízí dobrý výchozí bod pro přiřazení laseru k materiálu. |
| Tloušťka materiálu | Tloušťka materiálu a požadovaná rychlost řezání obvykle určují potřebný výkon laseru. Silnější materiály obvykle vyžadují vyšší výkon a nižší řezné rychlosti, aby byly zajištěny čisté řezy. |
|
Požadovaná rychlost |
Často dochází ke kompromisu mezi rychlostí a kvalitou řezu. Vyšší rychlost může snížit přesnost, proto je třeba vyvážit rychlost s požadovanou kvalitou řezu. |
| Zóna zasažená teplem (HAZ) |
Minimalizace HAZ je kritickým parametrm pro řezání materiálů citlivých na teplo a u malých dílů. Lasery USP zajišťují minimální dosažitelný HAZ. |
| Kvalita řezu/hrany | Některé kombinace laserů a materiálů mají tendenci poskytovat hladší hrany řezů a méně mikrotrhlin. Obojí může ovlivnit následnou mechanickou pevnost řezaného dílu. Hladší hrany mohou také snížit potřebu následného opracování. Mějte na paměti, že polarizace paprsku vzhledem ke směru řezu může mít velký vliv na kvalitu řezu. |
| Produkce nečistot | Velké množství nečistot může prodloužit dobu čištění a vyžadovat více kroků dodatečného zpracování. |
| Dodatečné zpracování | Potřeba (nebo její absence) dodatečného zpracování může dramaticky ovlivnit celkové náklady na proces a jeho průchodnost. Některé typy dodatečného zpracování mohou mít také významný dopad na životní prostředí. |
Faktory laseru
Po definování požadavků procesu je dalším krokem obvykle výběr správné laserové technologie. V mnoha případech technické požadavky procesu – materiál, jeho tloušťka, požadovaná propustnost a další – zúží výběr na jediný typ laseru.
Dalším problémem v mnoha řezných aplikacích je tepelně ovlivněná zóna (HAZ).
| Faktor | Poznámky |
|---|---|
|
Výstupní výkon |
Pro řezání konkrétního materiálu a tloušťky je často vyžadován určitý minimální výkon. Zvýšení výkonu nad tuto mez zvyšuje propustnost, ale může také zvýšit náklady, protože vyšší laserový výkon bývá dražší. V některých případech existuje optimální úroveň výkonu, jejíž překročení může mít negativní důsledky, jako je větší tepelně ovlivněná zóna (HAZ), snížená kvalita řezu nebo zvýšená produkce nečistot. To je jeden z důvodů, proč se u nanosekundových pevnolátkových i USP laserů často používá „víceprůchodové“ řezání, kdy laser opakovaně přejíždí stejnou oblast, aby vytvořil průchozí řez. |
|
Vlnová délka |
Vlnová délka laseru je klíčovým faktorem ze dvou důvodů. Zaprvé, sladění vlnové délky laseru s absorpčními vlastnostmi materiálu optimalizuje účinnost řezání, rychlost a často i kvalitu řezu. Přehledová tabulka shrnuje kompatibilitu laserů s běžnými materiály. Zadruhé, kratší vlnové délky obvykle umožňují vyšší přesnost řezu, protože je lze zaostřit na menší bod. V závislosti na optice paprsku mohou kratší vlnové délky také poskytovat větší hloubku ostrosti, což zvyšuje stabilitu procesu. |
|
Kvalita paprsku (M² nebo BPP) |
Kvalita paprsku určuje, jak dobře lze laser zaostřit. To má dva důležité důsledky. Zaprvé, menší zaostřený bod (nižší M² nebo BPP) umožňuje užší řeznou spáru a produkci jemnějších, detailnějších prvků. Zadruhé, pro daný výkon laseru lze dosáhnout vyšší hustoty výkonu v zaostřeném bodě, pokud se zlepší kvalita paprsku. Vyšší hustota výkonu znamená, že více energie je dodáno do specifické oblasti, což zvyšuje schopnost efektivně tavit nebo odpařovat materiál. Lepší kvalita paprsku obvykle zvyšuje využitelnost celkového výkonu laseru. |
|
Výstupní režim (pulsní nebo CW) |
Volba mezi pulsním a kontinuálním (CW) laserem závisí na materiálu a požadovaných výsledcích. Některé typy laserů navíc fungují pouze v jednom z těchto režimů. Celkově jsou CW lasery obvykle preferovány pro aplikace vyžadující vysokou rychlost a propustnost při řezání tlustých nebo hustých materiálů, například v automobilovém a energetickém průmyslu. Pulsní lasery vynikají při přesném řezání s minimálním tepelným vlivem a zpracování specializovaných materiálů. Často se používají pro řezání jemných nebo teplotně citlivých polymerů, keramiky a tenkých kovů v e-mobilitě, polovodičovém průmyslu a při výrobě zdravotnických přístrojů. |
|
Distribuce paprsku |
Možnosti distribuce paprsku, jako jsou vláknová nebo volně šířená optika, mají významný vliv na konfiguraci laserového řezacího systému i na s tím spojené náklady. Distribuce optickým vláknem poskytuje obrovskou flexibilitu a usnadňuje integraci řezacího laseru do prostorově omezených výrobních prostředí spolu s dalším vybavením. Také zjednodušuje údržbu díky lepší dostupnosti laseru. CO₂ lasery nemohou využívat k distribuci paprsku optické vlákno, což vede ke složitějším systémům, které mohou časem podléhat „rozladění“ optické trasy. |
|
Provozní konzistence |
Nekonzistence ve výstupním výkonu laseru mohou vést k nekonzistentním řezům, což negativně ovlivňuje kvalitu produktu a zvyšuje míru odpadu nebo nutnost přepracování. Lasery s konzistentními výstupními vlastnostmi minimalizují prostoje údržby a zajišťují nepřetržitý provoz a produktivitu. S rostoucím výrobním objemem je zásadní vědět, jak výrobce laseru zajišťuje a garantuje provozní stabilitu. |
|
Požadavky na chlazení |
Lasery často vyžadují chladicí systémy využívající vzduch nebo vodu. Vodní chlazení může vyžadovat specifickou infrastrukturu v rámci vašeho provozu, což s sebou nese dodatečné náklady. |
|
Provozní náklady |
Mnoho řezacích laserů používá spotřební materiály, jako jsou plyny (zejména asistenční plyny), optické komponenty a ochranná okna. Různé typy laserů mají také specifické požadavky na údržbu a různé úrovně spolehlivosti. Vysoké objemy výroby mohou způsobit, že náklady na prostoje – ať už plánované nebo neplánované – převýší pořizovací cenu samotného laseru. Proto je důležité mít realistická očekávání ohledně provozní doby a spolehlivosti laseru a dobře porozumět zárukám a specifikacím životnosti od výrobce. |
Faktory implementace
Mnoho výrobců laserů nabízí podobné produkty – nebo alespoň produkty, které se zdají být podobné. Pro finální výběr je třeba zohlednit praktické aspekty týkající se nákladů, faktorů integrace, vývoje aplikací a následné podpory. Tyto faktory často rozhodují o výběru konkrétního dodavatele
Skutečnou produktivitu laserového řezacího systému v reálném provozu často určuje ovládací rozhraní člověk‑stroj (HMI).
| Faktor | Poznámky |
|---|---|
| Vývoj aplikací | Podpora dodavatele při vývoji a optimalizaci vašeho řezacího procesu může být neocenitelná. Hledejte dodavatele laserů, kteří nabízejí zpracování vzorků a asistenci při vývoji procesu. |
| Pořizovací náklady | Zohledněte kapitálové náklady na laser, včetně nákladů na instalaci a uvedení do provozu. Náklady na školení personálu mohou být také významným faktorem. |
| Provozní náklady | Hodnocení průběžných nákladů, jako je údržba, spotřební materiál a spotřeba energie. Některé lasery mají nižší provozní náklady, což může v dlouhodobém horizontu ušetřit peníze. Je třeba zohlednit prostoje, které mohou být větším rizikem a nákladem než pořizovací cena laseru. |
| Služby a podpora | Zhodnoťte geografickou dostupnost a obvyklou dobu odezvy na servis a podporu potenciálních dodavatelů. Zohledněte i dostupnost náhradních dílů pro minimalizaci prostojů v případě oprav či údržby. |
| Software | Uživatelsky přívětivý a všestranný ovládací software může výrazně zvýšit produktivitu a snadnost použití. Ujistěte se, že software je kompatibilní s vašimi stávajícími systémy. |
| Integrace | Snadná integrace laseru do vaší stávající výrobní linky nebo strojního vybavení je zásadní. Hledejte lasery s flexibilními možnostmi rozhraní a komplexní podporou integrace a ujistěte se, že jsou podporovány vaše komunikační a integrační protokoly. |
| Snadnost použití | Uživatelsky přívětivé rozhraní člověk-stroj (HMI) zkracuje dobu školení a snižuje počet provozních chyb. Upřednostněte systémy s intuitivním ovládáním a jasnými pokyny k provozu. Zjistěte, zda dodavatel laseru nabízí školení. |
Průvodce výběrem podle materiálu
Výběr konkrétní technologie řezacího laseru je téměř vždy určován materiálem – jeho absorpčními vlastnostmi a tloušťkou, spolu s faktory souvisejícími s rychlostí řezání a kvalitou řezné spáry. Tato tabulka uvádí některé běžné materiály a typy laserů, které se obvykle používají k jejich řezání.
Nanosekundové vláknové lasery Nanosekundové pevnolátkové lasery Ultrakrátké pulzní lasery| Třída materiálů | Třída laserů | Hlavní charakteristika | Komentář |
|---|---|---|---|
| Kovy | Nanosekundové vláknové lasery | Vysoká hustota výkonu umožňuje rychlé řezání a zpracování silnějších materiálů. | Zvláště vhodné pro tenké až středně silné kovy, poskytují dobrou rovnováhu mezi rychlostí a přesností. Výstupy v zelené a UV oblasti navíc zlepšují zpracování reflexních kovů, jako je měď a hliník, minimalizují tepelně ovlivněnou zónu (HAZ) a zajišťují čisté řezy. |
| Nanosekundové pevnolátkové lasery | Poskytují přesnost pro složité řezy na tenkých substrátech. | Ideální pro přesné řezání tenkých kovových substrátů s vysokými požadavky na přesnost. Díky vlnovým délkám zelené (532 nm) a UV (355 nm) zlepšují absorpci u reflexních kovů, čímž snižují tepelnou deformaci a zvyšují kvalitu hran. Pro silnější kovy jsou však méně efektivní než vláknové lasery. | |
| Ultrakrátké pulzní lasery | Nejvyšší možná přesnost, vhodné pro velmi jemné díly. | Nižší rychlost omezí tyto lasery na nejnáročnější, přesné a tepelně citlivé aplikace. | |
| Polymery | Nanosekundové vláknové lasery | Effective for cutting polymers with high absorption at the fiber laser wavelength (typically 1064 nm), but thermal effects such as melting and discoloration are more pronounced compared to ultrashort pulse lasers. Fiber lasers are best used for thicker or less heat-sensitive polymers. | Potential for melting and burning – varies by material. |
| Nanosekundové pevnolátkové lasery | Přesné, čisté řezy s minimální tepelnou deformací a HAZ | Kombinace kvality hran a minimální HAZ je užitečná zejména v mikroelektronice a při výrobě zdravotnických přístrojů. | |
| Sklo | Nanosekundové vláknové lasery | Efektivní řezání se střední tepelně ovlivněnou zónou, ale vyžadují opatrnou manipulaci, aby se předešlo úlomkům. | Často se používají v průmyslových aplikacích, kde je důležitá rychlost a přesné řezání tenkého skla. |
| Nanosekundové pevnolátkové lasery | Produkují úlomky v rozmezí jednotek mikrometrů a umožňují řezání libovolných tvarů. | Řezání se obvykle provádí v zelené (532 nm) nebo UV oblasti (355 nm) technikou „zdola nahoru“, kdy laser vstupuje horním povrchem a zaostřuje na spodní plochu materiálu. | |
| Ultrakrátké pulzní lasery | Poskytují extrémně vysokou přesnost a umožňují řezání libovolných tvarů včetně výřezů. Úlomky dosahují velikosti stovek nanometrů, což často eliminuje potřebu dodatečného zpracování. | Obvykle používají infračervené vlnové délky (1064 nm) a techniku „filamentace“, například Coherent SmartCleave. | |
| Keramika | Nanosekundové vláknové lasery | Mohou být použity pro řezání keramických materiálů s dobrou rychlostí a přesností, i když tepelné efekty mohou být výraznější než u ultrakrátkých pulzních laserů. | Používají se tam, kde je potřeba vyvážit rychlost a přesnost, například při řezání dlaždic nebo pokročilých keramických materiálů. |
| Nanosekundové pevnolátkové lasery | Používají infračervené, zelené nebo UV lasery v závislosti na materiálu, požadované přesnosti a tepelně ovlivněné zóně (HAZ). | Poskytují dobrý kompromis mezi rychlostí řezání a přesností. | |
| Ultrakrátké pulzní lasery | Nejvyšší přesnost a nejmenší tepelně ovlivněná zóna (HAZ), ale s nejpomalejší rychlostí řezání. Mohou používat infračervené, zelené nebo UV lasery. | Vhodné tam, kde je minimalizace tepelného vlivu klíčová, například při výrobě lékařských zařízení, v mikroelektronice a pokročilých výrobních procesech. | |
| Polovodiče | Nanosekundové vláknové lasery | Používají se pro úkoly se střední přesností, kde je prioritou rychlost a materiálová tloušťka umožňuje určité tepelné efekty. | Vhodné pro dělení silnějších polovodičových destiček, kde je rychlost důležitější než minimalizace tepelných vlivů. |
| Nanosekundové pevnolátkové lasery | Používají infračervené, zelené nebo UV lasery v závislosti na materiálu, požadované přesnosti a tepelně ovlivněné zóně (HAZ). | Poskytují dobrý kompromis mezi rychlostí řezání a přesností. | |
| Ultrakrátké pulzní lasery | Nabízejí nejvyšší přesnost a nejmenší tepelně ovlivněnou zónu (HAZ), ale nejpomalejší rychlost řezání. Mohou používat infračervené, zelené nebo UV lasery. | Ideální pro řezání tenkých substrátů nebo tvorbu složitých vzorů bez způsobení tepelného poškození. | |
| Kompozity | Nanosekundové pevnolátkové lasery | Používají infračervené, zelené nebo UV lasery v závislosti na materiálu, požadované přesnosti a tepelně ovlivněné zóně (HAZ). | Efektivní pro detailní a složité řezání kompozitních materiálů používaných v automobilovém, leteckém a průmyslovém sektoru. |
| Ultrakrátké pulzní lasery | Poskytují nejvyšší přesnost a nejmenší tepelně ovlivněnou zónu (HAZ), ale s nejpomalejší rychlostí řezání. Mohou používat infračervené, zelené nebo UV lasery. | Vhodné pro vysoce přesné řezání kompozitů tam, kde je minimalizace tepelného vlivu zásadní, například v leteckých a lékařských aplikacích. |
Výběr dodavatele laserů
Úspěch a efektivita laserového řezacího systému v reálném výrobním prostředí závisí na několika faktorech, které přesahují samotnou interakci laseru s materiálem. Mezi tyto faktory patří možnosti integrace, servis a podpora, asistence při vývoji aplikací a celková reputace dodavatele. Tyto aspekty mohou ovlivnit kapitálové náklady, provozní výdaje, prostoje a potřebu školení obsluhy i údržby.
Klíčové faktory při výběru dodavatele laserů
Možnosti integrace
- Podporovaná rozhraní a komunikační protokoly
- Důležitost: Bezproblémová integrace laserového systému s vaší výrobní linkou a stávajícími zařízeními je zásadní. Kompatibilita s řídicími systémy a komunikačními protokoly může výrazně ovlivnit provozní efektivitu.
- Zvažte: Ověřte, zda dodavatel podporuje běžné průmyslové protokoly jako Ethernet, Modbus, PROFINET apod.
- Velikost a hmotnost zařízení
- Důležitost: Fyzické parametry laserového systému mohou ovlivnit jeho umístění a integraci do nástrojů, jako jsou robotická ramena.
- Zvažte: Posuďte velikost systému, jeho půdorys a hmotnost s ohledem na váš prostor. Kompaktní a lehké systémy jsou ideální pro omezené prostory.
- Snadnost použití
- Důležitost: Uživatelsky přívětivé rozhraní HMI a intuitivní ovládání zkracuje čas potřebný na školení obsluhy a snižuje pravděpodobnost chyb.
- Zvažte: Hodnoťte rozhraní z hlediska snadnosti navigace a přehlednosti. Školení a podpora dodavatele mohou dále usnadnit používání systému.
Služby a podpora
- Dostupnost náhradních dílů a údržby
- Důležitost : Rychlá dostupnost dílů minimalizuje prostoje a podporuje nepřetržitý provoz.
- Zvažte : Ujistěte se, že dodavatel má dostupné servisní centrum a sklad náhradních dílů ve vašem regionu.
- Rychlost servisní odezvy
- Důležitost: Rychlá reakce na problémy je klíčová pro udržení vysoké produktivity a omezení ztrát.
- Zvažte: Ověřte průměrnou dobu odezvy a možnost zajištění podpory přímo na místě.
- Spolehlivost a záruka
- Důležitost: Záruka a spolehlivost systému ovlivňují dlouhodobé provozní náklady a jistotu při provozu.
- Zvažte: Prověřte podmínky záruky a historické hodnocení spolehlivosti systémů dodavatele.
Podpora aplikací
- Zpracování vzorků
- Důležitost: Testování vzorků materiálů umožní posoudit výkon laseru a jeho vhodnost pro vaši aplikaci.
- Zvažte: Preferujte dodavatele, kteří nabízejí zpracování vzorků v rámci předprodejní podpory.
- Podpora vývoje procesů
- Důležitost: Optimalizace řezacích parametrů zvyšuje efektivitu a kvalitu výroby.
- Zvažte: Vyberte dodavatele, který nabízí podporu při vývoji a integraci procesů.
- Školení a dokumentace
- Důležitost: Kvalitní školení a přehledná dokumentace zajišťují plynulý provoz a minimalizaci prostojů.
- Zvažte: Ujistěte se, že dodavatel poskytuje školení, uživatelské příručky a návody k údržbě.
Celková reputace dodavatele
- Zkušenosti a odbornost
- Důležitost: Odbornost dodavatele zaručuje jeho schopnost splnit náročné požadavky aplikace.
- Zvažte: Prozkoumejte historii společnosti, reference a rozmanitost podporovaných aplikací.
- Zákaznické recenze a reference
- Důležitost: Zkušenosti jiných zákazníků poskytují důležité informace o spolehlivosti a podpoře dodavatele.
- Zvažte: Hledejte recenze a studie případů relevantní pro váš průmysl.
Shrnutí
Správný výběr dodavatele laseru vyžaduje důkladné zvážení více faktorů, než jsou pouhé technické specifikace. Klíčové jsou možnosti integrace, servisní podpora, asistence při vývoji procesů a celková reputace dodavatele.
Laserová technologie nabízí bezkonkurenční přesnost a flexibilitu, což je zásadní pro trendy, jako je miniaturizace, vyšší funkčnost a nižší náklady. Tento průvodce vám pomáhá porozumět výběru laseru a jeho dodavatele tak, abyste optimalizovali své výrobní procesy.
Pro úspěšnou a efektivní implementaci je zásadní spolupracovat s dodavatelem, který nabízí nejen technologii, ale i komplexní podporu. Díky odbornému vývoji aplikací a rychlé servisní reakci dosáhnete nejlepších výsledků a zajistíte dlouhodobý úspěch.