A fiber lézervágás technológiája

A fiber lézervágásról:

Maga az eljárás nem új, több mint 40 éve használják szinte mindenhol, ahol lézerhegesztést alkalmaznak, mint gyártástechnológiát. A fény előállítása itterbium tartalmú lézerdiódák fényének közösítésével történik. Hullámhossza kb. tizede (1µm) a vágástechnikában is régóta használt ún. CO2-es lézerek fényének, ami miatt a fellépő abszorpció sokkal nagyobb, ezáltal vághatóak vele olyan anyagok is, mint pl. a sárgaréz vagy a bronz. A lézersugár jelen esetben igen keskeny (200µm), ami ugyanakkora teljesítmény mellett kisebb felületen nagyobb energiasűrűséget eredményez. A fent leírt két tulajdonsága miatt, vékonylemez tartományban a technológia sokkal gyorsabb vágásra képes, mint a CO2-es változat. További nagy különbség a két eljárás között, hogy az alacsony hullámhosszú fényt – köszönhetően az optikai technológia szintén gyors ütemű fejlődésének is – lehet vezetni optikai kábelen.

Nincs szükség rezonátorra, nincs szükség tükrökre, a hőmérsékletváltozás és egyéb körülmények miatt azok folyamatos beállítására, (adott esetben cseréjére), a berendezés szinte teljesen karbantartásmentes, amivel a felhasználó jelentős költségeket tud megtakarítani. A ma használatos fiber lézerforrások hatásfoka, egy CO2-es forráshoz képest több mint háromszorosa (kb. 30-35%), tehát villamos-energia fogyasztásuk kb. 30%-al kedvezőbb (2. ábra), ami pedig az üzemeltetési költségekre van jó hatással. A források moduláris felépítésűek (0,5kW – 100kW), ennek köszönhetően, ha egy modul meghibásodik, nem szükséges az egész forrást leállítani, a vágás kisebb teljesítménnyel ugyan, de tovább folytatható. Berendezéseinkben a világ vezető gyártóinak lézerforrásai kerülnek beépítésre, úgymint a németIPG, az amerikai HYPERTHERM, vagy a szintén német ROFIN.

A vágórendszerek másik nagyon fontos komponense a lézervágó fej, melynek legfőbb feladata, a benne elhelyezett kollimátor és fókusz lencsék távolságának változtatásával a lézersugár fókuszálása (3. ábra). Az optika visszafröccsenés elleni védelméért egy gyorscserélős kazettában elhelyezett speciális védőüveg felel. További kopóalkatrészként megtalálható a korábbi CO2-es rendszerekből jól ismert, a vágógáz fókuszálására alkalmazott fúvóka, és fúvókatartó. A vágófej másodlagos feladata, a bele épített kapacitív szenzor segítségével a magasság érzékelés, és a magasságkövetés. A Microstep a német PRECITEC cég vágófejeit építi rendszereibe, standard, és a porszennyezés kivédésére gázöblítéses változatokban.

A lézerforrás és a vágófej fontos elemei a komplett vágóberendezésnek (4. ábra), de a megfelelően hozzájuk illesztett mechanika, elektronika, és vezérlés nélkül, a kívánt minőségbeli elvárások nem tarthatók. Ellentétben az első két komponenssel, amik vásárolt tételek, a rendszer ezen elemei a MICROSTEP saját termékei. A gép váza és az alacsonyra ültetett masszív híd, többszörösen merevített, hegesztett majd megmunkált acélszerkezet. A hajtáslánc kétoldali, feszített, ferde fogazású fogaskerék-fogasléc hajtással, komplett porvédelemmel ellátott lineáris vezetékrendszerekkel, Z irányban golyósorsóval ellátott. A vezetékrendszerek és csapágyazások kenése automatikus, időtartama a vezérlésben beállítható. A mozgatásról nagy teljesítményű AC szervomotorok gondoskodnak, inkrementális jeladók segítségével.

Standard tartozékai a rendszernek a szekciókra osztott elszívó asztal a zárt vágókabinnal (alacsony lézerfény hullámhossz miatt), az apró lehulló alkatrészek kihordására szolgáló konveyorpálya, a fénysorompós védelemmel ellátott hidraulikus palettacserélő (5. ábra), a gyors lyukasztáshoz használható „side jet” fúvóka, a pozicionáló lézer, és a vágófej mellett konzolon elhelyezett kamera, melynek segítségével az operátor figyelni tudja a vágást a zárt kabin ellenére is. Opciós lehetőségek az automata lemez bemérés, a fúvókatisztító és kalibráló állomás, valamint cső és profilvágó berendezés, többféle kialakításban és méretben (6. ábra). A berendezés szoftverrendszere szintén saját fejlesztés, beleértve a gép vezérlését, a teríték tervezést és kiosztást, a távdiagnosztikai és szerviz szoftvereket, valamint az ún. Intranet nevű szoftvert, amelynek segítségével rengeteg információ kérhető le a gépről, akár egy távoli munkaállomáson is.

Természetesen itt is van több opciós lehetőség, mint pl. légtechnikai idomok kiterített palástjának vágásához előre parametrizált makro adatbázis, vagy ha szükséges, komplett alkatrész és rendelés adatbázis kezelő rendszer (MPM – Microstep Project Management), 5amely egyéb vállalatirányítási programokkal is remekül együtt működik.

A MICROSTEP által gyártott első fiber lézervágó berendezés Magyarországon került beüzemelésre 2011-ben, egy tatai cégnél, amely egyben az első fiber lézer is volt az országban. A gép a mai napig üzemel, de az elmúlt két év alatt végbement, korábban már említett gyors fejlődés sajnos elegendő volt ahhoz, hogy paramétereit tekintve, mára kicsit lomhának és idejét múltnak tűnik. Fejlesztési irány egy olyan kompozit anyagokból legyártott roppant könnyű szerkezetű berendezés, amely hatalmas pozicionálási sebességekre képes több G-s gyorsulással, illetve a térbeli vágás. A prototípusok már működnek, remélem, mihamarabb pozitív eredményekről számolhatok be Önöknek ezekről a berendezésekről is.