A lézervágást, mint a feldolgozóipar alapvető technológiáját, széles körben alkalmazzák a különböző területeken,-a nehézipartól a precíziós elektronikáig, valamint a tömeggyártástól az egyedi gyártásig-a nagy pontosságú, nagy sebességű és rugalmas feldolgozási képességeinek köszönhetően. Sokoldalú megmunkálási technikaként alkalmazásai és folyamatmegoldásai szorosan összefüggenek az anyagtípussal, a megkívánt precizitással és a gyártási méretekkel. A következő szakaszok ezeket a szempontokat részletezik.
1. A lézeres forgácsoló megmunkálás alkalmazásai
A lézervágás nagy{0}}energiájú lézersugarat használ az anyagok olvasztására, elégetésére vagy elpárologtatására egy előre meghatározott útvonalon. Széles körben használják:
a) Fémfeldolgozás
Fémlemezek (acél, alumínium, rozsdamentes acél, titán) vágása gépjármű-, repülőgép- és építőipari alkatrészekhez, valamint precíziós alkatrészek, például konzolok, panelek, keretek és hőcserélők gyártása.
b) Nem{0}}fémes anyagok
Műanyagok, akrilok, polikarbonátok és kompozitok, valamint fa, papír, bőr és textíliák feldolgozása tervezési, csomagolási és dekorációs célokra.
c) Elektronika és félvezetők
Lézeres fúrás precíz mikro{0}}furatokhoz, valamint áramköri lapok, vékony filmek és bonyolult minták vágásához érzékelőkhöz vagy MEMS-eszközökhöz.
d) Autóipar és repülőgépipar
Bonyolult geometriák vágása karosszériaelemekhez, belső alkatrészekhez és turbinalapátokhoz, segít csökkenteni a szerkezeti súlyt mechanikai igénybevétel nélkül.
2. Lézeres vágási eljárási megoldások
A lézeres vágás nem egyszerűen egy „pont{0}}és-lő” művelet; a folyamatot az anyag, a vastagság és a kívánt élminőség alapján állítják be. A legfontosabb folyamatmegoldások a következők:
a) Vágó lézerek típusai
CO₂ lézerek
Ideális nem{0}}fémes anyagokhoz (fa, akril, műanyag), közepes vágási sebességgel fémekhez. Jellemző felhasználási területek: feliratozás, textilvágás, műanyagok.
Fiber lézerek
Nagy hatékonyságú fémek (acél, alumínium, réz, titán) vágására. Kimagasló sebességet és pontosságot kínálnak, mint a CO₂ lézerek vékony és közepes vastagságú{1}}lapokhoz. Alkalmazások: autóipari panelek, elektronika.
Nd:YAG/Nd:YVO₄ lézerek
Mikromegmunkáláshoz és gravírozáshoz használt impulzuslézerek, amelyek alkalmasak kis vagy összetett alkatrészek, például ékszerek, elektronikai alkatrészek vagy mikro{0}}lyukak készítésére.
b) Vágási módszerek
Fúziós vágás
A lézer megolvasztja az anyagot, és egy gázsugár elfújja az olvadt anyagot. Fémfeldolgozásban gyakran használják.
Párologtatásos vágás
Az anyagot olvadt sugár nélkül párologtatják, finom anyagok precíziós vágására használják.
Scribing vagy abláció
Teljes behatolás nélkül eltávolítja a felületi anyagokat, alkalmas törékeny vagy többrétegű{0}}anyagokhoz.
Piercing / Fúrás
Az impulzuslézerek pontos lyukakat készítenek, beleértve a mikro{0}}lyukakat is.
c) Folyamatparaméterek
Lézer teljesítmény: Vastagabb anyagokhoz nagyobb teljesítmény szükséges.
Vágási sebesség: Kiegyensúlyozott az élminőség és a gyártási hatékonyság között.
Segédgáz: Oxigén, nitrogén vagy levegő a vágás fokozására vagy az oxidáció megelőzésére.
Fókusz pozíció: A megfelelő fókusz tiszta vágásokat biztosít minimális salakanyaggal.
Gerenda minőség: Befolyásolja a pontosságot és a vágásszélességet.
d) Integráció a tömegtermelésbe
A CNC{0}}vezérelt lézeres vágóvonalak lehetővé teszik:
Automatizált anyagmozgatás
Fészkelési vágások a hulladék minimalizálása érdekében
Összetett geometriák kötegelt vágása szerszámcsere nélkül
Integráció hajlítással, hegesztéssel vagy additív gyártással a teljes alkatrészgyártáshoz
A modern gyártás intelligens lézervágó cellái automatikusan ajánlják a folyamatparamétereket a lemezprofil, a vastagság és az anyagtípus alapján. Látórendszereket használnak a bevágás minőségének valós idejű nyomon követésére és a visszacsatolás beállítására. Hajlítással és rugalmas gyártósorokká hegesztéssel kombinálva teljesen automatizált munkafolyamatokat érnek el a síklemeztől a késztermékig. Ezek a megoldások különféle anyagok kötegelt előállítására alkalmasak, és számos iparágban alkalmazhatók, beleértve az ipari gyártást, az orvosi eszközöket, az autógyártást, az elektronikát és a művészetet.