Obróbka metali

Termin „obróbka metali” obejmuje przede wszystkim procesy technologiczne mające na celu nadanie pożądanego kształtu i połączenie poszczególnych elementów w integralną całość, w tym obróbkę plastyczną, skrawanie i techniki spajania. Zastosowanie laserów w procesach obróbki metali umożliwia odejście od konwencjonalnych metod wytwarzania, zwłaszcza w aspekcie cięcia i spawania, co znajduje uzasadnienie w wyższej jakości i szybkości technik laserowych, a także łatwości ich automatyzacji i robotyzacji. Co więcej, dzięki zastosowaniu laserów włóknowych wytworzona energia może być z łatwością dystrybuowana między wieloma stanowiskami wytwarzania.



Cięcie


Najpopularniejszymi materiałami konstrukcyjnymi są dziś stale oraz stopy tytanu, miedzi i aluminium. Zastosowanie obróbki skrawaniem lub przeróbki plastycznej w procesach ich przetwarzania sprawia, że surowiec przyjmuje docelowy wygląd.

Wykorzystanie cięcia laserowego w procesach obróbki metali ma szereg zalet, wśród których na czołową pozycję wysuwa się możliwość wycinania skomplikowanych kształtów i konturów, bezkontaktowość procesu oraz wysoka jakość krawędzi cięcia. W porównaniu z konwencjonalnymi metodami wytwarzania technika laserowa zapewnia także wyższą wydajność oraz szerokie możliwości aplikacji. Z kolei zastosowanie głowic skanujących sprawia, że czas związany z pozycjonowaniem ogniska zostaje zredukowany do minimum, dzięki czemu proces cięcia może odbywać się w trakcie przemieszczania blachy na linii produkcyjnej (tzw. wycinanie w locie).



Spawanie


Najpopularniejszą techniką łączenia stali konstrukcyjnych jest bez wątpienia spawanie, gdyż dobrze wykonane złącza charakteryzują się wytrzymałością znacznie wyższą niż materiał bazowy. Spawanie z wykorzystaniem łuku elektrycznego niesie ze sobą ryzyko związane z nadmierną ilością ciepła dostarczanego do materiału sprzyjającą powstawaniu dużych naprężeń i odkształceń w strefie wpływu ciepła, a w efekcie pękaniu wychłodzonego materiału. W procesie spawania laserowego duża szybkość pracy oraz średnica skupienia wiązki sprawiają, że spoina jest wąska, strefa wpływu ciepła niewielka, a parametry mechaniczne złącza zostają utrzymane na wysokim poziomie. Bardzo wysoka jakość i powtarzalność procesu sprawia z kolei, że wykonane połączenia nie wymagają stosowania dodatkowych metod obróbki.



Znakowanie


Pod wpływem wysokiej temperatury kolor stopów stali może ulegać zmianie, co związane jest z procesem oksydacji powierzchni. Zjawisko to wykorzystuje się w znakowaniu laserowym, dzięki czemu możliwe jest szybkie i wytwarzanie trwałych, wyraźnych i odpornych na zużycie ścierne oznaczeń - bez naruszania struktury powierzchni.

Do oznaczenia producenta danej części wykorzystuje się różnorodne metody znakowania. Jedną z nich jest grawerowanie laserowe, które umożliwia szybkie i bezkontaktowe nanoszenie symboli o głębokości ok. 10 mikrometrów. Tak powstałe oznaczenie jest odporne na zużycie ścierne – do tego stopnia, że usunąć je może dopiero długotrwały proces tarcia.



W skrócie

  • Rodzaje obróbki: cięcie, spawanie, znakowanie
  • Obrabiane materiały: metale
  • Cel obróbki: wąskie spoiny, brak pęknięć w miejscu łączenia, wycinanie skomplikowanych kształtów, identyfikacja produktu
  • Zalety: bezkontaktowość procesu, wysoka jakość krawędzi i połączeń, wysoka wydajność, niewielka strefa wpływu ciepła, duża powtarzalność, duża szybkość obróbki
PolandEnglish