Faserlaserschweißanwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Es ist bekannt, dass Hersteller von Lebensmitteln und Getränken streng auf die Hygiene und Sauberkeit ihrer Geräte achten. Sobald diese Geräte und Komponenten unsachgemäß konstruiert oder hergestellt werden, kommt es wahrscheinlich zu einer Kontamination, die letztendlich zu Gesundheitsrisiken, einem geschädigten Markenruf und kostspieligen Rückrufaktionen führt. Diese Herausforderungen werden durch Arbeitskräfte- und Rohstoffknappheit noch verschärft, wodurch die Hersteller zusätzlich unter Druck geraten, wettbewerbsfähig zu bleiben.
Um diesen Herausforderungen gewachsen zu sein, benötigen Hersteller flexible Fertigungstechnologien, die einfach zu bedienen und schnell sind, Ausschuss und Nacharbeit vermeiden und Geräte mit hervorragender Verarbeitung produzieren. Und das Laserschweißen bietet überlegene Prozesse, die glatte Oberflächen, schnellere Prozesse und die Beseitigung potenzieller bakterieller Kontaminationsfallen ermöglichen, und wird daher voraussichtlich eine Schlüsselrolle in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie spielen. Werkstoffe und Verbindungstechnologien für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Die in Geräten verwendeten Materialien beeinflussen häufig die Herstellung. Edelstahl – insbesondere die Sorten 304 und 316 - – ist aufgrund seiner Sauberkeit, Korrosionsbeständigkeit und einfachen Sterilisierbarkeit das Material der Wahl für Anwendungen in Lebensmittelqualität. Aufgrund seiner hohen Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit kommt dieser Stahltyp regelmäßig in der Lebensmittelzubereitung, -verarbeitung, beim Brauen und Destillieren, in der Gastronomie und in Restaurants zum Einsatz. Darüber hinaus müssen Verbindungselemente wie Bolzen und Nieten die Struktur und Ausrichtung der Verbindungen im Zusammenhang mit Lebensmittelkontaktbereichen berücksichtigen. Dies kann Designbeschränkungen mit sich bringen und die Herstellungskosten für Teile erhöhen.
Glücklicherweise ermöglicht die handgeführte Laserschweißtechnologie ein höheres Maß an Designflexibilität, reduziert die Anzahl der Teile durch den Wegfall von Muttern, Schrauben und Unterlegscheiben und vereinfacht die Bearbeitung von Teilen durch den Wegfall von Gewindelöchern. Aufgrund ihrer Benutzerfreundlichkeit, Vielseitigkeit und technischen Möglichkeiten bietet die Technologie viele Verbesserungsmöglichkeiten für Lebensmittel- und Getränkehersteller in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
Handlaserschweißen ermöglicht es Gerätekonstrukteuren, nicht nur auf Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, hervorragende Ergebnisse zu erzielen, sondern auch auf allen Oberflächen der Ausrüstung (z. B. durch Schweißen geschlossener Rahmenrohre), um die Reinigungseffizienz zu verbessern.
Durch den deutlich geringeren Wärmeeintrag im Vergleich zum Schutzgasschweißen (MIG) mit schmelzender Elektrode und dem Schutzgaslichtbogenschweißen (WIG) mit nicht schmelzender Elektrode stehen Konstrukteuren mehr Fertigungsoptionen zur Verfügung, wenn sie mit dünneren Materialien arbeiten, beispielsweise bei nicht tragenden Strukturen um die Rohstoffkosten sowie die damit verbundenen Transportkosten zu senken.
Handlasersysteme zum verzugsfreien Schweißen gemischter Materialien
Darüber hinaus kann die Produktionseffizienz beim Laserschweißen verbessert werden, was zu höheren Gewinnen führt. Herkömmliche Techniken wie MIG- und WIG-Schweißen erfordern Muskelgedächtnis und motorische Fähigkeiten. Es kann Jahre dauern, bis ein erfahrener Schweißer das nötige Fachwissen entwickelt, um das Produkt eines Herstellers durch die Herstellung hochwertiger Schweißnähte von der Konkurrenz abzuheben. Beim Laserschweißen hingegen kann ein Arbeiter, der nur über grundlegende Fingerfertigkeit oder keine Schweißerfahrung verfügt, lernen, wie er in sehr kurzer Zeit qualitativ hochwertige, gleichmäßige Schweißnähte herstellt.
Hochwertige Schweißnähte und einfachere Nachbearbeitung
Darüber hinaus erhöht die Nachbearbeitung von Schweißnähten – wie Schleifen und Strahlen – die Kosten durch Ausrüstung und zusätzlichen Arbeitsaufwand. Die Verfügbarkeit kostengünstiger, benutzerfreundlicher Schweißlösungen beseitigt Hürden beim Zugang zu spezialisierten Fachkräften. Das Laserschweißen ist außerdem schneller als herkömmliche Methoden, bis zu viermal schneller als das WIG-Schweißen.
Die Herausforderungen bei der Erzielung hochwertiger Oberflächengüten für Lebensmittelprozesse mit herkömmlichen Schweißverfahren sind erheblich. Laserschweißfunktionen – wie das Pendelschweißen – ermöglichen ein schnelles Scannen des Laserstrahls über den gesamten Schweißpfad, minimieren Spritzer und ermöglichen das Schweißen von nicht perfekt passenden Teilen, wodurch der Bedarf an manueller Nachbearbeitung verringert und die Produktqualität verbessert wird.
Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines Lasers die Verwendung eines Drahtvorschubgeräts zum Auffüllen von Material bei Bedarf, und in Kombination mit dem Pendelschweißen ist es einfach, hochwertige Verbindungen herzustellen, und in vielen Fällen ist möglicherweise keine Nachbearbeitung erforderlich Schleifen.
Ein weiteres wichtiges Problem ist die Möglichkeit von Mikrorissen, die beim herkömmlichen Schweißen in dünneren Verbindungen auftreten können. Dies kann durch den geringen Wärmeeintrag beim Laserschweißen und die Möglichkeit, das Schweißbad gegen Schwingungen zu stabilisieren, vermieden werden.
Vor dem Schweißen können Ablagerungen auf der Oberfläche des Teils Einschlüsse und andere Defekte verursachen. Viele Handlasersysteme bieten jetzt auch Laserreinigungsfunktionen, die Rauch vor und nach dem Schweißen entfernen, Verfärbungen aus hitzebeeinflussten Bereichen entfernen und eine Oberflächenpassivierung ermöglichen.
Im Gegensatz zum Widerstandspunktschweißen, das berührungslos und präzise ist, werden beim Laserpunktschweißen Spitzendruck- und Ausrichtungsprobleme vollständig eliminiert, was zu qualitativ hochwertigeren Produkten führt und Probleme wie Vertiefungen und asymmetrische Schweißnähte verhindert, die zu Bakterienwachstum und optischer Beeinträchtigung führen können Produkte bzw.
Darüber hinaus bietet das Laserpunktschweißen mehr Designflexibilität, da der Kontakt nur mit einer Seite des Teils erforderlich ist. Bei sehr geringem Wärmeeintrag im Vergleich zum WIG-Schweißen können dünne Teile deutlich schneller punktgeschweißt werden.
Die Einhaltung der Hygiene- und Sauberkeitsanforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie kann eine komplexe Aufgabe sein. Handgeführte Laserschweiß- und Reinigungstechnologien wie das LightWELD-System von IPG bieten erhebliche Vorteile beim Schweißen in Lebensmittelqualität. Sie bieten Flexibilität beim Gerätedesign, höhere Produktivität, geringere Kosten und verbesserte Qualität. Durch den Einsatz dieser Technologie können Hersteller die Lebensmittelsicherheit verbessern, Produktionsprozesse rationalisieren und die Kundenzufriedenheit sicherstellen.
Das handgeführte Laserschweißen und -reinigen bietet viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Schweißmethoden und kann dazu beitragen, die Schweißqualität und -konsistenz zu verbessern und gleichzeitig Produktionszeit und -kosten zu reduzieren.