Dlaczego warto zainwestować w wycinarkę laserową?

Firma, która nie dysponuje obecnie własną wycinarką laserową, z reguły zleca wykonanie prac jednemu lub kilku podwykonawcom, którzy mają takie możliwości. Rozwiązanie to nie wiąże się z dużym ryzykiem i może nieźle funkcjonować, pod warunkiem że czas realizacji zleceń zapewnia pewną elastyczność. 

Niemniej, prędzej czy później, producent i tak musi zastanowić się, czy jego firma nie powinna wykonywać cięcia laserem we własnym zakresie. Żeby się o tym przekonać, wystarczy skontrolować comiesięczne faktury za laserowe cięcie detali, bo jak mawiał Henry Ford: "Jeśli potrzebujesz maszyny i jej nie kupujesz, to ostatecznie i tak przekonasz się, że nie dość, że za nią zapłaciłeś, to w dodatku jej nie masz".

Rynek oferuje obecnie wiele możliwości zakupu wycinarek laserowych. Można je kupić u dealerów specjalizujących się w sprzedaży używanego sprzętu lub u producentów oryginalnych wycinarek, albo ich przedstawicieli, którzy zapewniają najnowocześniejszy sprzęt do cięcia oraz maszyny odnowione. Te ostatnie, co prawda, mogą nie mieć parametrów nowych systemów, ale nadal będą pracować znacznie lepiej niż inne urządzenia o podobnym przebiegu.

Należy też pamiętać, że wycinarki laserowe rozpoznawalnych w branży producentów OEM są z reguły droższe, ale z drugiej strony oferują lepsze parametry oraz osprzęt zapewniający wyższą jakość produkcji oraz niezawodność.

Laser fibrowy, CO2, czy YAG?

Rynek laserów przemysłowych zdominowany jest przez trzy typy rozwiązań: starsze lasery YAG, tradycyjne lasery CO2 i najnowsze lasery fibrowe.

Lasery YAG

Laser YAG jest laserem półprzewodnikowym, w którym ośrodkiem aktywnym jest monokryształ YAG (itr-aluminium-granat) z zatopionym neodymem (Nd:YAG) lub itrem (Yt:YAG).

Urządzenia te oferują bardzo dużą moc pulsacyjną niezbędną do spawania, wiercenia oraz cięcia metali, metali powlekanych, półprzewodników i różnych stopów oraz tworzyw sztucznych i ceramiki. Używane są także do grawerowania, znakowania metodą wyżarzania lub grawerowania różnych metali i tworzyw sztucznych oraz wykonywania oznaczeń podpowierzchniowych na materiałach przezroczystych, takich jak szkło lub akryl.

Laser YAG może zostać sprzężony ze strumieniem wody wykorzystywanym do przewodzenia wiązki światła na obrabianą powierzchnię. Metoda ta jest np. używana do cięcia płytek krzemowych. Strumień wody usuwa wówczas zanieczyszczenia i chłodzi obrabiany materiał.

Wadą tych maszyn jest ich koszt i to nie tylko ze względu na cenę, ale także dlatego, że mają krótki okres użytkowania wynoszący 8 000 do 15 000 godzin.

Zastosowania laserów YAG:

• Spawanie metali
• Wiercenie i cięcie metali, stopów, tworzyw sztucznych i ceramiki
• Znakowanie metodą wyżarzania
• Wykonywanie oznaczeń podpowierzchniowych na materiałach przezroczystych
• Grawerowanie

Lasery CO2

Lasery CO2 są masowo wykorzystywane w przemyśle już od ponad dwóch dekad. Są laserami gazowymi, które generują wiązkę lasera przesyłając energię elektryczną przez rezonator wypełniony mieszanką gazów zawierającą CO2. Urządzenie wykorzystuje następnie zwierciadła do skupiania i przekazywania wiązki do głowicy odpowiedzialnej za obrabianie materiału. Lasery CO2 są bardzo wydajne, niezawodne, oferują długi czas użytkowania i doskonałą jakość wiązki.

Ten typ lasera jest najczęściej używany do obróbki drewna lub papieru (i ich pochodnych), plexiglasu oraz innych akrylowych tworzyw sztucznych. Dobrze sprawdza się także przy obróbce skóry, tkanin, tapet i podobnych materiałów. I chociaż najlepsze efekty użycia lasera CO2 uzyskuje się podczas obróbki materiałów niemetalicznych, to potrafi też ciąć i obrabiać cienkie blachy aluminiowe i inne metale nieżelazne.

Wielką zaletą laserów CO2 jest fakt, że technologia ta jest już wykorzystywana od ponad 2 dekad i dlatego niektórzy producenci mają duże doświadczenie w obsłudze i konserwacji tych urządzeń, co zapewnia im wysoki komfort pracy.

Zastosowania laserów CO2:

• Przemysłowe cięcie wielu materiałów, w tym: stali miękkiej, stali nierdzewnej, aluminium, tytanu, papieru, polimerów, drewna, akrylu, tworzyw sztucznych, folii, skór oraz tekstyliów
• Spawanie
• Wiercenie
• Znakowanie metodą wyżarzania
• Grawerowanie

Lasery fibrowe

Laser fibrowy pojawił się na rynku około 2008 roku. Jest to urządzenie, które charakteryzuje się nie tylko niskimi kosztami eksploatacji, ale oferuje wyższą prędkość cięcia oraz niezawodność w porównaniu z tradycyjnymi laserami CO2 i YAG.

Na wczesnym etapie rozwoju technologia światłowodowa pozwalała ciąć z dużymi prędkościami wyłącznie cienkie materiały. Jednak po pojawieniu się mocniejszych laserów, lasery fibrowe osiągają takie prędkości obróbki nawet w przypadku materiałów o grubości 2cm. W rezultacie popularność laserów fibrowych nieustannie rośnie i to pomimo ich wyższej ceny.

Technologia światłowodowa to także nowe możliwości, ponieważ wycinarki fibrowe mogą ciąć materiały odblaskowe, takie jak mosiądz czy miedź, co było bardzo trudne w przypadku laserów CO2. Generują też wiązkę o gęstości energii 100 razy wyższej niż lasery CO2 przy podobnej mocy źródła, dzięki czemu są energooszczędne i zapewniają wyższą prędkość obróbki.

Jak wspomnieliśmy w pierwszej części Przewodnika w laserze fibrowym do wytworzenia wiązki światła wykorzystywane są diody półprzewodnikowe, a sama wiązka jest przesyłana i wzmacniana za pomocą światłowodu. Z tego powodu laser fibrowy ma mniej ruchomych części niż konwencjonalny laser CO2 i wymaga tylko minimalnej konserwacji w całym okresie użytkowania, który może wynosić aż 40 000 godzin.

Lasery fibrowe to precyzyjne i wydajne maszyny doskonale nadające się do bardzo zróżnicowanych zastosowań przemysłowych, począwszy od cięcia i spawania z dużą mocą po zadania wymagające mniejszej mocy, np. przy produkcji półprzewodników i systemów fotowoltaicznych. Są to urządzenia modułowe i skalowalne, które można skonfigurować odpowiednio do potrzeb rozmaitych procesów - począwszy od nanosekundowych maszyn grawerujących po wielo-kilowatowe systemy do spawania i cięcia.

Lasery fibrowe są proste we wdrożeniu i obsłudze. Są też zwykle mniejsze i lżejsze od laserów tradycyjnych.

A ponieważ lasery CO2 są dość delikatne ze względu na konieczność precyzyjnego ustawienia zwierciadeł i soczewek, lasery fibrowe są od nich znacznie bardziej wytrzymałe dzięki użyciu światłowodów. Z tego samego powodu mogą działać w wielu różnych środowiskach, a mniejsze wycinarki fibrowe mogą być łatwo przemieszczane bez konieczności ponownej regulacji układu optycznego.

Lasery fibrowe są dość wszechstronne i świetnie sobie radzą - w zależności od mocy - z różnorodnymi procedurami obróbki wielu materiałów. Doskonale sprawdzają się w cięciu i wycinaniu arkuszy blach, blach w zwojach, rur i profili, a także znakowaniu metali metodą wyżarzania, grawerowaniu metali i znakowaniu tworzyw sztucznych. Pozwalają obrabiać metale i niemetale, a nawet szkło, drewno i tworzywa sztuczne.

Są idealne do pracy z cienkimi materiałami - w przypadku materiałów powyżej 20 mm, konieczne jest zainwestowanie w laser fibrowy o mocy ponad 6 kW, który niestety jest znacznie droższy.

Zastosowania laserów fibrowych:

• Cięcie i wycinanie metali, metali powlekanych, arkuszy blach, blach w zwojach, rur i profili, tworzyw sztucznych, szkła, drewna i tworzyw sztucznych
• Spawanie
• Wiercenie
• Znakowanie metodą wyżarzania
• Grawerowanie

Powyżej przedstawiliśmy wiele dostępnych obecnie na rynku technologii cięcia materiałów. Wybór odpowiedniego rozwiązania uzależniony jest od potrzeb produkcyjnych przedsiębiorstwa oraz, nie ukrywajmy, jego możliwości finansowych. My jednak stawiamy na lasery fibrowe, ponieważ uważamy, że są najbardziej wszechstronne, precyzyjne i wydajne oraz, że po prostu ciężko konkurować z jakością wyrobów wytwarzanych przy ich pomocy.