- Rodzaje obróbki: cięcie, napawanie, spawanie, wiercenie, znakowanie
- Obrabiane materiały: kompozyty, stale wysokiej wytrzymałości
- Cel obróbki: wycinanie na gotowo, szybka i tania naprawa części, wytrzymałe spoiny, identyfikacja towaru
- Zalety: łatwość automatyzacji, duża szybkość i dokładność, wysoka jakość krawędzi i połączeń, ekonomiczność, niewielkie odkształcenia termiczne
Lotnictwo to jedna z najbardziej dynamicznie rozwijających się branż, w której chętnie stosowane są nowe rozwiązania z zakresu elektroniki oraz inżynierii materiałowej. Lasery w przemyśle lotniczym są nie odłącznym elementem ze względu na wyśrubowane wymogi co do niezawodności i dokładności wytwarzanych elementów. Konieczne jest tu zastosowanie nowoczesnych technik wytwarzania pozwalających na uzyskanie najwyższej jakości komponentów. W wymagania te doskonale wpisuje się technika laserowa zapewniająca łatwość automatyzacji i robotyzacji produkcji, doskonałe właściwości połączeń spawanych, bezkonkurencyjność w zakresie cięcia i wiercenia, możliwość regeneracji i naprawy powierzchni, a także szybkie i modelowe znakowanie.
Cięcie
Zmniejszenie wagi samolotu sprawia, że zużycie paliwa maleje, co bezpośrednio przekłada się na oszczędności związane z wykonywaniem kursów. Stałe udoskonalanie konstrukcji i intensywne badania w zakresie inżynierii materiałowej przyczyniły się do tego, że elementy metalowe są coraz częściej zastępowane kompozytami o takich samych parametrach mechanicznych, ale zmniejszonej gęstości. Co więcej, wytrzymałość komponentu może w efekcie nie ulec zmianie. Głównie dzięki optymalizacji jego kształtu: zaokrągleniom, wycięciom czy też redukcji grubości. Zastosowane lasery w przemyśle lotniczym sprawiają, że wycinanie elementów jest szybsze i dokładniejsze w stosunku do tradycyjnej obróbki strugą ścierną czy plazmą. Jakość krawędzi po cięciu laserowym jest tak wysoka, że części wykonywane są na gotowo. Z kolei duża szybkość pozycjonowania sprawia, że możliwe jest wykrawanie wielu konturów na raz.
Napawanie
Współczesne silniki odrzutowe coraz bardziej przesuwają granice osiągów i możliwości samolotów. Wysoka temperatura oraz trudne środowisko pracy, wysilenie napędu, a nawet korozja sprawiają, że łopatki turbin ulegają procesowi degradacji prowadzącemu do stopniowego zużycia ściernego oraz pękania. Ze względu na wysokie koszty produkcji tańszym rozwiązaniem okazuje się regeneracja i naprawa. Zwłaszcza z wykorzystaniem napawania laserowego. To właśnie tą metodą możliwe jest odtworzenie oryginalnego kształtu, uzupełnienie braków materiałowych i przywrócenie dawnych właściwości mechanicznych powierzchni. W efekcie przedłużenie żywotności komponentu. Nanoszone warstwy charakteryzują się wytrzymałością identyczną jak materiał bazowy.
Spawanie
Do budowy kadłuba i szkieletu skrzydeł samolotu wykorzystuje się m.in. stale wysokiej wytrzymałości. Zastosowanie technologii laserowych sprawia, że łączenie kolejnych fragmentów ramy może być realizowane z dużymi prędkościami. Gotowe spoiny charakteryzują się wysoką trwałością oraz brakiem wad w postaci pęknięć czy pęcherzy. W stosunku do konwencjonalnego spawania łukiem elektrycznym odkształcenia termiczne są minimalne. Natomiast wytrzymałość złącza jest dużo wyższa. Co więcej, zastosowanie głowic skanujących praktycznie eliminuje przestoje związane z pozycjonowaniem ogniska lasera.
Wiercenie
Jednym ze sposobów zmniejszenia ilości zużywanego paliwa w samolotach odrzutowych jest zapewnienie laminarnego przepływu powietrza na granicach konstrukcji skrzydeł i statecznika. Co jest równoznaczne z samą redukcją oporów powietrza. Zadanie to można zrealizować przez wywiercenie otworów na krawędziach skrzydeł oraz statecznika. Jednakże zastosowanie w tym procesie tradycyjnych technik wiercenia wydłuża czas i zmniejsza ekonomiczność obróbki. W przeciwieństwie do nich technika laserowa umożliwia szybkie wiercenie otworów o średnicy nawet poniżej 100 mikrometrów przy zachowaniu wysokiej precyzji, dokładności i powtarzalności obróbki. Zmniejszenie obciążenia cieplnego zapewnia zachowanie pierwotnego kształtu elementu po wierceniu, a głowica skanująca skraca czas pozycjonowania lasera do minimum, przez co możliwe jest wykonywanie większej liczby otworów w tym samym czasie.
Znakowanie
Wysoki stopień zaawansowania konstrukcji i wyśrubowane wymogi bezpieczeństwa samolotu sprawiają, że konieczne jest łatwe identyfikowanie komponentów zastosowanych w produkcji. Automatyczne linie montażowe są najczęściej wyposażone w kamery, które pozwalają na odczytanie kodów i znaków umieszczonych na elementach. Z drugiej strony oznaczenia muszą zostać wykonane trwale, gdyż usprawnia to potencjalną naprawę. Technika laserowa sprawia, że wykonywanie grawerunków na metalowych częściach jest jeszcze prostsze i szybsze, a każdy element otrzymuje swój unikalny kod automatycznie połączony z bazą danych. Dzięki łatwości automatyzacji procesów laserowych możliwe jest wykonywanie oznaczeń bezpośrednio po montażu modułu.