Rezanie plastov

Jedine CO₂ laser pre opracovanie plastov? Dnes už nie

Implementácia a nahrádzanie mechanických strihadiel funkčnými celkami s  CO₂ lasermi je už dlhú dobu etablovaný proces pre odstraňovanie vtokových sústav. Ale čo ak chceme výrobok z plastu kompletne opracovať? Zjednodušiť tvar formy a znížiť tak náklady vo výrobe? Musíme kupovať drahé 3D CO₂ laserové celky? Nie je možné laserovú technológiu zaintegrovať do technológie už existujúcej? Toto sú otázky z reálnych prrevádzok od Vás.

„Draho a zložito? Ani náhodou!“
Tendencia šetriť v automotive na produkcii plastových komponent, znižovať hmotnosť a zvyšovať pevnosť paradoxne nahráva implementácii laserov i iných vlnových dĺžok než iba 10 600 nm CO₂. Pokiaľ by ste pred desiatimi rokmi povedali technológovi, že dnes režete vláknovým laserom o vlnové dĺžke okolo 1000 nm kompletnú štruktúru vylisovaného plastu, asi by Vám príliš nedôveroval. V skoršej dobe bola väčšina plastov „chemicky jednoduchších“. Plasty boli bez veľkého množstva aditív, ako CaCO3, sklenenej vaty či iných prímesí, ktoré zvyšujú schopnosť laserového zväzku lepšie interagovať s povrchom plastu, takže nie vždy mohla byť vlnová dĺžka okolo 1000 nm určená ako vhodná.

Obrázok 1 – Ukážka optimalizovaného rezu v opakovateľnej kvalite

Časť „čistých“ polymérov ako ABS možno samozrejme veľmi efektívne rezať pomocou vláknového laseru. Avšak povrch nie príliš pohľadný a nie vždy zostane farebnosť polyméru nezmenená. V dnešnej dobe tieto štruktúry rezať možno, a to veľmi kvalitne a bez potreby vysokých investícií.

Teraz sa vráťme ku štandardným „automotive polymerom“. Automobilky stále vyžadujú, aby podniky spracovávajúce plastové komponenty zvyšovali svoje kapacity. Ako zefektívniť proces a zrýchliť či zabezpečiť optimálne najvyššiu kvalitu finálneho výrobku? To sú požiadavky, ktoré zamestnávajú hociktorý management. Vo veľkom množstve prípadov je možnosť východiska za pomoci laserovej technológie vyberaná takmer náhodou, kedy sa technológovia pod tlakom managementu pýtajú firiem zaoberajúcich sa laserovými technológiami: „či by to náhodou nešlo?“, ale až po rade neúspešných skúšok. Tato otázka bohužiaľ veľmi často prichádza až po evaluácií a nákladných skúškach známych konvenčných metód, ktoré môžu prekročiť v nákladoch i státisícové čiastky. Firmy dostanú vo väčšine prípadov po skúške laserovej technológie kladnú odpoveď a výsledky opracovania sú veľmi často nad ich očakávania.

Obrázok 2 – Ukážka optimalizovaného rezu v opakovateľnej kvalite

Áno, laser má tiež svoje limity a nevie všetko. Jeden z klasických prípadov je rez transparentných plastov pomocou vláknového laseru, kedy skrátka neuspejeme. Vláknový laser bohužiaľ nie je  pre transparentné materiály vhodný. V prípade transparentného plastu možno nahradiť vláknový laser na bázi Yterbia (~ 1000 nm) laserom na bázi Thulia (~ 2000 nm), ktorý momentálne nastupuje na svetový trh, a výsledky z opracovania sú veľmi sľubné.

Z hľadiska produktivity procesu a jeho nákladov môžeme laserové opracovanie zaradiť na vrchol pomyselnej pyramídy možných technológií a to konkrétne vďaka niekoľkým významným devíziám:

• Bezdotyková technológia – odpadá potreba brúsiť či meniť mechanické súčasti.
• Ekonomicky priaznivé prevádzkové náklady – hodina procesu kompletnej technológie vysledovaná z niekoľkých stovák štúdií sa dostáva pod 5€ na hodinu.
• Dlhá životnosť – samotný laserový zdroj je takmer nezničiteľný. Výdrž budiacich diód, ktoré možno ľahko vymeniť je garantovaná na 100 000 hodín a viac!!!
• Kvalita a stabilita procesu je s mechanickým nebo ručným opracovaním takmer neporovnateľná.
  Laser sa nikdy zle nevyspí alebo „neohne“. Je stabilný!
• Tvarová zložitosť implementácií priemyslových laserov s možnosťami vedenia cez optické vlákno veľmi posúva limity možných využití.
• Rýchlosť opracovania je neúmerne vyššia. Rezy až 1 m/sec!!!
• Bezpečnosť procesov – s rešpektovaním všetkých bezpečnostných pokynov nebudete musieť pravidelne riešiť nepresnosti a výpadky operátorov pri úrazoch pri manuálnom odrezávaní.
• Proces je uzavretý tzn. vysoká ekologickosť a nulová prašnosť prostredia je tichým benefitom pre Vás.

Na rozdiel od laseru typu CO2 nám vláknový laser okrem už zmienených plusov, ako je vysoká životnosť a veľmi dlhý interval údržby, poskytuje tiež výnimočnú možnosť vedenia laserového zväzku pomocou vlákna, a to až do počtu vysokých desiatok metrov. Vďaka tejto „základnej“ vlastnosti je možné počítať s väčším množstvom variant integrácií, kedy je v mnohých prípadoch laserový zdroj spolu s chladičom, elektrickým riadením či odsávaním vzdialený od miesta laserového procesu. Prípadná laserová bunka nemusí byť priestorovo náročná ako tomu je u laserov CO2, kedy laserový zdroj musí byť prítomný v čo „najkratšej“ možnej vzdialenosti k procesu a bohužiaľ veľkosť zdroja odpovedá veľkosti americkej chladničky.

Pre viac informácií nás kontaktujte tu.