Formy i narzędzia

Obróbka stali konstrukcyjnych czy stopów metali używanych na potrzeby wytwarzania form odlewniczych i narzędzi to jeden z obszarów, który został w dużym stopniu zdominowany przez technologię laserową jako alternatywę dla tradycyjnych metod obróbki. Wysoka jakość krawędzi po cięciu laserowym, trwałe i wolne od wad spoiny oraz wysoka szybkość znakowania sprawiają, że lasery są coraz chętniej wykorzystywane w przedsiębiorstwach produkcyjnych. Jest to także bezpośrednio związane z coraz większą dostępnością technologii, a także łatwością automatyzacji oraz robotyzacji produkcji - niezależnie od rodzaju obrabianego metalu. Co równie istotne, elementy obrabiane laserowo często wykonywane są na gotowo, dzięki czemu nie ma konieczności stosowania dodatkowych zabiegów technologicznych po zakończeniu procesu obróbki, a tym samym ponoszenia związanych z tym kosztów.

Zastosowania laserów w obróbce są różnorodne: począwszy od odbudowy i regeneracji zniszczonych powierzchni form odlewniczych, przez trwałe i pewne połączenia blach o grubości nawet 25-30 mm, spawanie rur cienko i grubościennych oraz wyraźne znakowanie komponentów, a na wycinaniu profili o różnorodnych i skomplikowanych kształtach kończąc.


Czyszczenie powierzchni


Czystość powierzchni przed obróbką materiału to jeden z kluczowych czynników determinujących trwałość i jakość połączenia dwóch elementów. Dzięki zastosowaniu technologii laserowej możliwe jest łatwe i szybkie usuwanie smarów czy lakierów z metalu bez konieczności używania dodatkowych środków chemicznych lub narzędzi. Przygotowanie narzędzia do dalszej obróbki jest szybkie, powtarzalne i nie wymaga dodatkowych przestojów; może też zostać łatwo zautomatyzowane lub zrobotyzowane. Na szczególną uwagę zasługuje laserowe usuwanie rdzy, gdyż odpowiednio dobrane parametry pozwalają na szybkie oczyszczenie narzędzia z efektów korozji i przygotowanie pod regenerację za pomocą napawania laserowego.



Napawanie


Formy odlewnicze i narzędzia to tylko przykłady detali, które z czasem tracą swoje pierwotne właściwości ze względu na postępujące ścieranie warstw na ich powierzchni. Dzięki rozwojowi technik laserowych, a w szczególności napawania laserowego, można z łatwością przywrócić dawny kształt zużytego elementu zamiast produkować bądź kupować nowe narzędzie. Nanoszenie materiału odbywa się z wysoką precyzją oraz dokładnością i powtarzalnością bez konieczności ingerencji spawacza. Z punktu widzenia przedsiębiorcy napawanie laserowe wiąże się realną oszczędnością kosztów, gdyż żywotność dostępnego przyrządu zostaje wydłużona, a dodatkowo eliminowane są przestoje związane z oczekiwaniem na wyprodukowanie i dostarczenie nowego narzędzia.



Spawanie


Spawanie laserowe ma kilka znaczących zalet w stosunku do spawania łukiem elektrycznym. Przede wszystkim jest łatwe do zautomatyzowania, bezkontaktowe oraz umożliwia osiągnięcie dużych prędkości pracy przy znacznie mniejszej strefie wpływu ciepła. Powstałe spoiny mają wysoką jakość, są pozbawione pęknięć i charakteryzują się niskimi naprężeniami wewnętrznymi oraz wyższą wytrzymałością niż materiał bazowy. To sprawia, że z punktu widzenia ekonomicznego laser jest znacznie tańszym rozwiązaniem w produkcji seryjnej. Typowe przykłady zastosowania spawania laserowego obejmują m.in. łączenie wzdłużne rur i profili czy kół zębatych z wałkami napędowymi.



Znakowanie


Znakowanie laserowe przez wyżarzanie to technika polegająca na wykorzystaniu zmian barwy powierzchni materiału na skutek temperatury i zachodzącego wówczas zjawiska utleniania. Mała średnica wiązki lasera sprawia, że możliwe jest lokalne, punktowe podgrzanie materiału do temperatury, w której nastąpi zmiana barwy warstwy zewnętrznej materiału. Tak powstałe oznaczenie charakteryzuje się wysokim kontrastem oraz dokładnością przy jednoczesnym zachowaniu ciągłości powierzchni.

Metodą alternatywną wobec wyżarzania jest grawerowanie, w trakcie którego wiązka lasera odparowuje pewną porcję materiału. Powstałe symbole i znaki osiągają głębokość kilkunastu mikrometrów oraz są odporne na zużycie ścierne, przez co pozostają cały czas dobrze widocznie. Łatwość wykonywania wzorów oraz ich powtarzalność i dokładność sprawiają, że grawerowanie laserowe jest idealnym rozwiązaniem zarówno w produkcji jednostkowej, jak i wielkoseryjnej.



W skrócie

  • Rodzaje obróbki: czyszczenie powierzchni, napawanie, spawanie, znakowanie
  • Obrabiane materiały: metale i tworzywa sztuczne
  • Cel obróbki: czyszczenie bez środków chemicznych, tania naprawa uszkodzeń materiału, spawanie bez pęknięć, identyfikacja produktu
  • Zalety: możliwość łatwej automatyzacji, bezkontaktowość, wysoka szybkość obróbki, mała strefa wpływu ciepła, wysoka jakość, powtarzalność i dokładność obróbki
PolandEnglish