Uudised - Laserite peamised rakendused tööstuses

Alates lasertehnoloogia tulekust 1960. aastatel on see tänu oma kõrgele energiatihedusele, heale suunatavuse ja juhitavusele kiiresti arenenud tööstusliku tootmise võtmetööriistaks. Võrreldes traditsiooniliste mehaaniliste töötlemismeetoditega on lasertöötlusel märkimisväärsed eelised, nagu kontaktivaba, kõrge täpsus ja kõrge automatiseerituse aste, ning seda kasutatakse laialdaselt tööstuslikus tootmises, näiteks materjalide lõikamisel, keevitamisel, märgistamisel, puurimisel ja lisandite tootmisel. Laseri tüübi ja protsessi omaduste järgi jaguneb tööstuslik lasertöötlus peamiselt kolme kategooriasse: laserlõikus, laserkeevitus ja laserlisandite tootmine. Igal protsessimeetodil on oma ainulaadne toimemehhanism ja rakendusala.

Laserlõikus

Laserlõikus on üks küpsemaid tööstuslikke laserrakendusi. See kasutab materjalide sulatamiseks ja aurustamiseks suure võimsusega laserkiirt ning kombineerituna abigaasiga räbu eemaldamiseks, saavutades tõhusa ja täpse lõikamise. CO₂-laserid ja kiudlaserid on praegu peavooluseadmed, mis sobivad keskmiste ja õhukeste materjalide, näiteks süsinikterase, roostevaba terase ja alumiiniumisulamite plaatide lõikamiseks. Selle tehnoloogia eelised seisnevad kitsas pilus, väikeses kuummõjutsoonis, vormide puudumises ja võimes kiiresti töötlemisteid muuta. See sobib eriti hästi suure nõudlusega tööstusharudele, nagu autotööstus, lehtmetalli töötlemine ja lennundus.

Autotööstuses kasutatakse laserlõikust mitmesuguste komponentide tootmiseks, alates kerepaneelidest kuni mootoriteni. Näiteks kasutatakse kiudlasereid ülitugevate terasdetailide ülitäpseks lõikamiseks, saavutades seeläbi autode kergema kaalu.

(2) Ka lennundustööstus saab laserlõikustehnoloogiast kasu, eriti keerukate komponentide tootmisel, mis on valmistatud täiustatud materjalidest, näiteks titaanist ja komposiitmaterjalidest. Näiteks saab ülikiireid lasereid kasutada keeruka kujuga titaanisulamist komponentide lõikamiseks, minimeerides samal ajal termilisi kahjustusi ja tagades komponentide konstruktsiooni terviklikkuse, parandades oluliselt lennunduskomponentide jõudlust ja ohutust.

Laserkeevitus

Laserkeevitus saavutab ühenduse metallmaterjalide kiire sulatamise teel laserkiire abil, mida iseloomustab sügav läbitungimine, suur kiirus ja madal soojuskoormus. Levinud keevitusrežiimide hulka kuuluvad pidev laserkeevitus ja impulsslaserkeevitus, mis sobivad õhukeste plaatide täppiskeevituseks ja sügava läbitungimisega keevitamiseks. Võrreldes kaarkeevitusega on laserkeevituse õmblustel suurem tugevus ja väiksem deformatsioon ning neid saab kasutada sellistes valdkondades nagu akude pakendamine, roostevabast terasest komponentide keevitamine ja tuumaenergia konstruktsioonielementide tootmine. Eriti akude tootmises on laserkeevitus muutunud peamiseks ühendusmeetodiks.

(1) Autotööstuses kasutatakse laserkeevitust kerepaneelide, mootorikomponentide ja muude kriitiliste osade ühendamiseks. Näiteks kasutatakse kiudlasereid ülitugevate terasdetailide ülitäpseks keevitamiseks, et moodustada tugevaid ja vastupidavaid ühendusi.

(2) Elektroonikatööstuses kasutatakse laserkeevitust väikeste ja täpsete komponentide ülitäpseks ühendamiseks. Näiteks dioodlasereid kasutatakse liitiumioonakude akuelementide keevitamiseks, et tagada elektriühenduste töökindlus.

(3) Lennundustööstuses kasutab Boeing 787 Dreamliner titaanisulamite ja komposiitmaterjalide ühendamiseks laserkeevitustehnoloogiat, vähendades oluliselt neetide arvu, kere kaalu ja parandades kütusekulu.

Lasertehnoloogia, olles edasijõudnud tootmise oluline sammas, laiendab pidevalt oma tööstuslike rakenduste piire. Praegu areneb lasertöötlus ka suurema võimsuse, suurema täpsuse ja mitme protsessi integreerimise suundades, nagu laser-elektriline kaarkomposiitkeevitus, laseriga ülikiire mikrotöötlus ja laseriga intelligentsed jälgimissüsteemid. Tulevikus, tänu suure võimsusega pooljuhtlaserite, intelligentsete juhtimissüsteemide ja roheliste tootmiskontseptsioonide pidevale arengule, mängib lasertöötlus jätkuvalt võtmerolli intelligentse tootmise, personaalsete toodete ja äärmuslike materjalide töötlemise valdkondades.