Laser för specialuppdrag

2021-07-07 11:24

Den tekniska utvecklingen och de allt högre kraven från företag inom metallbearbetning gör att de lasermaskiner med CO2-laser gradvis ersätts av modern fiberoptisk teknik. Allt fler företag står inför valet: en något billigare CO2-lösning eller den innovativa fiberlasern. Svaret är mycket enkelt.

Fig. 1: Laserskärare av typen Diament Fiber Laser 2

Det var ryska forskare som kom på idén till lasern med optisk fiber. Inledningsvis användes den inom precisionsdiagnostik. Först senare började den användas inom ett brett spektrum av industriella tillämpningar, såsom makro- och mikrobearbetning av material, skärning, svetsning, värmesvetsning, lödning och gravering. En fiberlaser är en fastfaslaser som pumpas av halvledarlaserdioder. Det aktiva mediet är i detta fall en fiber med fibergeometri, som innehåller sällsynta jordartsmetaller såsom erbium, ytterbium, neodym etc.

Fiberlasern är idealisk för skärning av reflekterande material såsom koppar och mässing, som den tidigare CO₂-tekniken inte klarade av.

Vid metallbearbetning spelar skärkostnaderna en viktig roll. En jämförelse av driftskostnaderna mellan en fiberlaser från Eckert och en CO₂-laser (båda med en effekt på 2 kW) ger imponerande resultat. Energiförbrukningen för att skära ut en 1 mm tjock komponent i rostfritt stål är med fiberlasern upp till 84 % lägre, vilket avsevärt sänker driftskostnaderna för utrustningen. Intressant nog förbrukar CO₂-lasern i standby-läge (dvs. redo för drift) mer el än fiberlasern i driftläge. Det är också värt att framhålla tillförlitligheten hos de komponenter som fiberlasern är uppbyggd av. Laserkällans livslängd uppskattas till 100 000 timmars felfri drift. Dessutom är fiberlaserkällan uppbyggd på basis av felfria dioder, vilket gör att den slipper problemet med frekvent underhåll och därmed även kostnader för driftstopp. I en CO2-laser är spegelsystemet en särskilt felbenägen komponent, som i många fall kräver översyn efter varje 2 000 driftstimmar.

Fig. 2: Skärhuvud på en skärmaskin av typen Diament Fiber Laser 2

Det är värt att notera de kompakta dimensionerna hos Fiber-skärmaskinerna, vilket bland annat beror på avsaknaden av vakuumpump och turbin samt på sättet att generera strålen. Att spara utrymme i hallen är en ren vinst, och ibland till och med en nödvändighet, särskilt för mindre produktionsanläggningar.

Våglängden hos den genererade fiberlaserstrålen är tio gånger kortare än hos en CO₂-laser, vilket gör det möjligt att uppnå en högre energikoncentration och skära i mer reflekterande material som tidigare tekniker inte klarade av. Skärprocessen är stabilare, och energitätheten hos fiberlasern som tillförs det material som skärs är upp till 100 gånger högre än hos en CO₂-laser.

En intressant lösning som företaget Eckert använder i sina fiberlasrar är även en strålfördelare (eng. beam-switch). Genom att köpa en enda källa kan man driva både skär- och svetsstationer. Detta ger besparingar på omkring 150 000 euro vid standardeffekt för källan. Det är värt att betona att värmepåverkanszonen är minimal vid fiberlaser, vilket avsevärt minskar risken för deformation av det svetsade materialet. Systemet för skärning och svetsning med fiberlaser, tillverkat av företaget Eckert, belönades med en guldmedalj på den internationella mässan i Poznań 2011.

Fiberoptisk teknik kallas ofta för ”grön”. Detta beror främst på de stora energibesparingarna jämfört med tidigare tekniska lösningar. Innovativa och samtidigt miljövänliga lösningar stöds av Europeiska unionen. Tack vare stöd från Europeiska unionen kan inköpet av en maskin som använder den allra senaste tekniken finansieras med upp till 70 % från EU-medel. Med tanke på ovanstående analys kan man förutse att fiberlasern framöver framgångsrikt kommer att ersätta CO₂-tekniken, särskilt när det gäller skärning av plåt upp till 10 mm tjocklek, och att den även kommer att fylla luckan när det gäller bearbetning av material som CO₂-lasern på grund av tekniska begränsningar inte kan skära igenom.

<Ja, Eckert CNC introducerar laserskärningsteknik som ett komplement till befintliga lösningar: plasma, syre och vattenbaserad, och erbjuder hela spektrumet av metallbearbetning.

På laserområdet har Eckert inlett ett samarbete med SLTL Group, en global tillverkare av lasersystem som har varit verksam sedan 1989 och som levererar lösningar till industrin över hela världen.

Fiberlasrar används bland annat inom fordons-, flyg-, verkstads-, elektronik- och medicinindustrin, där precision, repeterbarhet och automatisering är avgörande.

Integrering av laserteknik i Eckert CNC-portföljen gör att vi kan erbjuda mer flexibla produktionssystem, vilket ökar produktiviteten, precisionen och automatiseringsnivåerna i moderna anläggningar.

Dela på sociala medier:
Cookies
Vi och utvalda tredje parter använder cookies eller liknande teknologier för tekniska ändamål och, med ditt samtycke, för andra ändamål som specificeras i cookiepolicy. Att neka samtycke kan göra relaterade funktioner otillgängliga.