Lasertechnologie ist in der Fertigung allgegenwärtig und beeinflusst unser Leben auf viele unsichtbare Weise. Laser zum Beispiel werden verwendet, um Gläser in Autoairbags, Smartphones und Tablet-Bildschirme zu schneiden, und zarte, winzige Stände in der Medizin. Laser können verwendet werden, um Batterien, die Schalen von Sensoren in Autos und Metallrohrverschraubungen zu schweißen. Laser kann auch die Kühlerlöcher in Laptops verarbeiten, Teile markieren und so weiter.
Die erste in der Fertigung entwickelte Technologie war das Laserschneiden von Blechen. Das Laserschneiden ist genauer als jeder andere Prozess und bietet somit viele Vorteile für die nachfolgende Montage. Zum Beispiel verwendete die Schiffbauindustrie Plasma, um Teile zu schneiden. Dann wird die Montagepräzision durch Perkussionsformung befriedigt. Infolgedessen hörten Werften Tausende von Malen Hammerköpfe. Nach der Installation der Laserschneidmaschine ist das größte Gefühl jedoch, dass die Produktion "ruhig" geworden ist.
Es gibt fünf aktuelle und zukünftige Trends in Laseranwendungen in der Fertigungsindustrie.
1. Großraum-Laserschweißen
Die Maximierung der Schweißzeit und die Minimierung der Nichtschweißzeit sind immer die höchsten Ziele von Fertigungsprozessen. Das Laserschweißen ist ein berührungsloses Schweißverfahren, bei dem der Laserkopf sehr schnell bewegt werden kann, was das Schweißen nahezu augenblicklich macht. Ein gutes Beispiel ist das Schweißen von Autositzkomponenten. Ein Roboter mit Laserkopf bewegt das Schweißen über das Bauteil, ohne das Schweißen zu stoppen. Was früher Minuten dauerte, dauert jetzt Sekunden.
2. Lasermarkierung
Die Lasergravur ist die am schnellsten entwickelnde Lasertechnologie auf dem Markt in den letzten Jahren. Mit zunehmender Bedarfsfähigkeit und Rückverfolgbarkeit wird die Marktgröße weiter wachsen. Die Lasergravur bietet eine permanente und direkte Markierungsmethode für eine Vielzahl von Materialien. Sie können jede Grafikfunktion direkt drucken, einschließlich Text, Grafiken und Barcodes.
3. Laseradditive Fertigung
Nach fast 30 Jahren Entwicklung wurde die Laseradditive Fertigung endlich erfolgreich für die Teilereparatur und -herstellung eingesetzt. Für die Teilereparatur eignet sich die Technologie ideal für die Nachbearbeitung teurer Teile oder abgenutzten Werkzeuge wie Formen und Turbinenschaufeln mit Flugzeugmotor. Die Metallschicht wird im reparierten Bereich abgelagert und dann leicht nach den Vorgaben verarbeitet. Für die Teilefertigung werden Implantate der Medizinindustrie und monolithische komplexe Triebwerksteile entwickelt und hergestellt, die alle Laser zur schnellen Anpassung verwenden. Die Reduzierung der Fertigungszeit pro Stück wird der Schlüssel zur Aufrechterhaltung des Erfolgs der Laseradditiven Fertigungstechnologie sein.
4. Ultra-Kurzpuls-Laser-Mikrobearbeitung
Picosekunden- und Femtosekundenlaser mit Pulsdauern von 10-12 Sekunden und 10-15 Sekunden erzeugen keine überschüssige Wärme bei der Bearbeitung von Metallen, d.h. es werden keine oder sehr kleine wärmebeeinflusste Zonen erzeugt. Sie können verwendet werden, um spröde Materialien wie Kunststoffe, Glas und Keramik und sogar fast jedes Metall zu verarbeiten. Laser entfernen Substanzen durch Sublimation (die Umwandlung eines Festkörpers in ein Gas, ohne durch einen flüssigen Zustand zu gelangen). Die laserbearbeiteten Kanten sind von hoher Qualität - sauber, präzise und gratfrei.
Zum Beispiel das Bohren eines Lochs in einem Erdgasinjektor, das eine präzise Geometrie aufweisen muss, um die Effizienz zu maximieren. Die Medizinprodukteindustrie hat auch viele Anforderungen an die Kunststoff- und Metallverarbeitung, und die Ultra-Kurzpuls-Laserbearbeitung kann diese Anforderungen voll erfüllen. Diese Laser sind in der Regel teuer, aber die Preise fallen. Die Laser-Mikrobearbeitung ist eine gute Wahl, wenn Sie ein einzigartiges Teil erstellen müssen oder wenn Sie die nachfolgenden Bearbeitungsvorgänge drastisch reduzieren möchten.
5. Plattenlaserschneiden
Laserschneiden obwohl die früheste Entwicklung, aber bisher hat es immer noch den größten Markt. Dank der Entwicklung von Faserlaser und Scheibenlaser wurde die Schnittgeschwindigkeit erheblich verbessert. Ein 2kW Faser- oder Scheibenlaser schneidet schneller als ein 4kW CO2-Laser! In jüngerer Zeit konnten diese Laser Materialien unterschiedlicher Dicke mit externer Steuerung im "Flug"-Modus am Fließband optimal schneiden.
Die Zukunft der Laser in der Fertigung ist rosig. Aber es bleibt noch viel zu tun.
