ОТКРОЙТЕ ДЛЯ СЕБЯ

Расширение возможностей обработки

Системы лазерной резки, гравировки и маркировки — это чрезвычайно гибкие инструменты. Одна система ULS может резать, маркировать и гравировать сотни тысяч разных материалов. Однако существует много ситуаций, когда оптимальная обработка материала достигается только с использованием подходящих лазерных источников. Выбор лазерного источника для конкретного применения определяется тремя основными аспектами: скорость доставки энергии, номинальная мощность и длина волны лазера. Каждый из этих аспектов реализуется с помощью технологии быстрого переконфигурирования.

Скорость доставки энергии

При циклическом включении и выключении CO₂-лазерные источники генерируют импульсы лазерной энергии. В пределах каждого импульса выделяется определенное количество энергии, численно равное площади под кривой мощности. Лазеры высокой и малой мощности способны генерировать импульсы с некоторым количеством энергии, которая определяется их номинальной мощностью. Лазеры высокой мощности могут очень быстро отдавать большие количества энергии. В течение этого короткого времени под действием интенсивной энергии лазера материалы разрушаются или испаряются. Такой эффект требуется для некоторых процессов обработки материалов. В других случаях, однако, идеальные результаты могут быть получены при использовании более медленного потока энергии, создаваемого маломощным лазерным источником.

Схематическая иллюстрация импульсов с одинаковой энергией, создаваемых лазерными источниками мощностью 25 и 50 Вт. Для поддержания того же количества энергии 25-ваттный лазер должен быть включен более длительное время.

Быстрое переконфигурирование помогает пользователю быстро переключать лазеры для достижения идеальной скорости доставки энергии импульсов для каждого конкретного процесса. При этом достигается максимальная гибкость обработки материалов, поведение которых отличается в зависимости от скорости доставки энергии. Например, древесина имеет тенденцию больше обугливаться, поскольку она горит при меньшей мощности; при этом получается высококонтрастная маркировка. При использовании более мощного лазера обугливание меньше и результат будет менее контрастный. При лазерной резке, гравировке и маркировке дерева бывают необходимы результаты как с высокой, так и с низкой контрастностью.

Вишневое дерево, гравированное 75-ваттным (вверху) и 10-ваттным (внизу) лазерным источником. 10-ваттный лазер создает более контрастную риску из-за карбонизации материала во время обработки. Вишневое дерево, гравированное 75-ваттным (вверху) и 10-ваттным (внизу) лазерным источником. 10-ваттный лазер создает более контрастную риску из-за карбонизации материала во время обработки.

Номинальная мощность

Общим заблуждением относительно лазерной обработки является то, что мощные лазеры полезны только для увеличения скорости обработки при резке. Хотя производительность является основным фактором при выборе лазерного источника, необходимо учитывать еще несколько моментов.

При увеличении скорости обработки лазерная энергия перемещается по материалу намного быстрее, при этом большая часть тепловой энергии рассеивается за счет абляции или испарения. Это сводит к минимуму количество энергии, поглощаемой в остающийся материал через теплопроводность, и обычно приводит к уменьшению зоны воздействия тепла. Поскольку в зоне воздействия тепла может возникать плавление, обесцвечивание, деформация и множество других нежелательных эффектов, для большинства материалов следует стремиться к ее уменьшению.

Пластмасса АБС, разрезанная с помощью 75-ваттного (слева) и 10-ваттного (справа) лазерного источника. 10-ваттный лазерный источник способен разрезать ABS, но чрезмерное нагревание вызывает нежелательные визуальные изменения, обусловленные более медленной доставкой энергии.

Маломощные лазеры доставляют энергию медленнее, что во многих случаях может быть выгодным. Тонкие материалы, часто встречающиеся при обработке, такие как ламинаты и пленки, как правило, трудно обрабатывать, так как мощность, необходимая для их прорезания, очень близка к мощности, которая может вызвать горение, карбонизацию или другие нежелательные эффекты. Поэтому маломощные лазеры идеально подходят для обработки некоторых тонких материалов, поскольку могут доставлять энергию гораздо медленнее. Технология быстрого переконфигурирования позволяет легко переключаться на лазерный источник, лучше всего подходящий для обработки каждого конкретного материала.

Управляемая резка слоев двухслойного материала с помощью 75-ваттного (слева) и 10-ваттного лазерного источника (справа). 10-ваттный источник может доставлять лазерную энергию с меньшей скоростью, уменьшая зону теплового воздействия и улучшая качество разреза по сравнению с 75-ваттным источником.

Длина волны лазера

В большинстве систем ULS предлагает CO₂-лазерные источники на двух разных длинах волн: 10,6 мкм и 9,3 мкм. Хотя оба могут применяться в широком диапазоне областей, в некоторых случаях один из них безусловно предпочтительнее другого. Наглядным примером такого случая является лазерная маркировка на полиэтилентерефталатном (ПЭТ) пластике (относится к полиэфирам). Длина волны 10,6 мкм идеально подходит для лазерной резки этого материала, но с трудом создает высококонтрастную маркировку. В то же время лазер с длиной волны 9,3 мкм создает маркировку, очень легко читаемую на поверхности материала. Это сложный эффект, основанный на спектральном поглощении обрабатываемого материала.

Лазерная маркировка ПЭТ-пластика с помощью лазерного источника с длиной волны 10,6 мкм (слева) и 9,3 мкм (справа). При длине волны 10,6 мкм получается плохая контрастность по сравнению с длиной волны 9,3 мкм.

Еще одну иллюстрацию длины волны 9,3 мкм, обеспечивающей лучший результат, можно увидеть при лазерной резке полиимидной пленки. На разрезе от лазера 10,6 мкм, как правило, остается карбонизированный остаток, а разрезы лазером 9,3 мкм намного чище. Технология быстрого переконфигурирования позволяет быстро перенастраивать системы на соответствующую длину волны для каждой новой задачи.

Лазерная резка полиимидной пленки с помощью лазерного источника с длиной волны 10,6 мкм (слева) и 9,3 мкм (справа). Источник с длиной волны 9,3 мкм уменьшает карбонизацию на кромке реза, оставляя более чистый, однородный край.

В дополнение к 10,6-микронным и 9,3-микронным CO₂-лазерам некоторые системы ULS можно сконфигурировать для использования волоконного лазера с длиной волны 1,06 мкм. Эта длина волны открывает для обработки целые семейства материалов, включая металлы, керамику и другие неорганические вещества. Технология быстрого переконфигурирования позволяет легко переключать такие системы между этими длинами волн.

Повышение гибкости и производительности

В дополнение к многочисленным преимуществам обработки материалов быстрое переконфигурирование позволяет пользователям более продуктивно работать со своим оборудованием независимо от масштаба их работ. Даже одна лазерная система может обеспечить невероятную гибкость благодаря возможности быстро адаптировать ее к любой задаче лазерной обработки путем изменения конфигурации лазерных источников. Другие лазерные системы не могут достичь такого уровня гибкости, поскольку их перенастройка может занять больше времени, чем сама задача обработки.

Благодаря технологии быстрого переконфигурирования растущие компании имеют готовый способ перенастройки своего решения для достижения оптимальной эффективности системы. На производственном уровне быстрое переконфигурирование обеспечивает гибкие, масштабируемые решения путем переключения лазерных источников, оптики и аксессуаров для удовлетворения меняющегося потребительского спроса. Среди преимуществ — разработка опытных образцов без каких-либо инструментов, быстрая и точная оценка объема работы и простое перераспределение лазерных мощностей в зависимости от производственных нужд.

В различных конфигурациях лазерной системы пользователи могут соотносить размер системы и мощность лазера с конкретными процессами лазерной резки, гравировки или маркировки. Например, ILS12.150D — большая система, которую можно применить для маркировки больших панелей. В этом случае все, что нужно, — это маломощный лазер с большим размером поля обработки. Для обработки более энергоемких, но меньших деталей мощные лазеры могут быть объединены с лазерными системами меньшего размера. Такая схема максимально повышает рентабельность инвестиций и гарантирует, что всегда будет использоваться самое эффективное сочетание лазеров и систем.

Защита и оптимизация инвестиций

Многие клиенты начинают с одной лазерной системы и одного лазерного источника. Со временем их бизнес растет и они могут приобрести второй лазерный источник, чтобы расширить диапазон своих возможностей обработки материалов и (или) повысить производительность.

В случае других лазерных систем каждая новая лазерная система уменьшает выгоды от лазерных источников, которые уже есть у клиента, поскольку имеющиеся лазерные источники нельзя легко переустановить на новую систему. Однако с функцией быстрого переконфигурирования все иначе. Подавляющее большинство лазерных источников, приобретенных ранее в ULS, и далее совместимы с системами ULS. Это означает, что прошлые инвестиции в лазерные источники определяют будущее, обеспечивая как долгосрочную совместимость лазеров, так и практически безграничные возможности для будущих конфигураций системы.

Быстрое переконфигурирование также обеспечивает клиентам большую гибкость их инвестиций. Например, клиент может купить лазеры с одинаковой мощностью или, с учетом потребностей конкретных задач, построить конфигурацию смешанной мощности. Благодаря функции быстрого переконфигурирования он теперь может выбрать более доступный по цене вариант, будучи полностью уверен в том, что в будущем сможет легко обновить систему и что обновление не только повысит производительность, но даст также все преимущества в обработке, связанные с использованием двух лазерных источников.

Минимальное время простоев для обслуживания и ремонта

Компания ULS производит высококачественные лазерные источники, которые надежно работают в течение многих лет. Однако со временем все лазерные источники требуют обслуживания. Технология быстрого переконфигурирования существенно уменьшает время простоев. Например, пользователи, имеющие несколько лазерных источников, могут для поддержания производственных возможностей брать их из собственных запасов, в то время как лазерный источник, требующий обслуживания, отправляется обратно на завод. Можно также запросить в ULS восстановленные лазерные источники для временной подмены. При поступлении нового лазера старый лазер отправляется обратно в ULS. В обоих этих сценариях простой системы практически сводится к нулю.

В тех маловероятных случаях, когда лазерный источник потребует сервисных действий до планового технического обслуживания, ULS может оперативно отправлять восстановленные лазеры во многие места по всему миру. По прибытии нового лазерного источника на его установку нужно всего несколько минут.

Безопасность и простота использования

На других лазерных системах может потребоваться несколько часов на снятие, замену и переюстировку нового лазера в системе. Этот процесс требует обширной подготовки, клиенты часто нанимают дорогостоящих специалистов и для выполнения этой задачи вынуждены на длительное время останавливать свое оборудование для лазерной резки, гравировки и маркировки. После установки лазера может потребоваться регулировка таких параметров обработки, как мощность и скорость. При тестировании и переюстировке лазера также образуются отходы, уборка которых дополнительно затягивает простой.

В то же время быстрое переконфигурирование не требует инструментов и специального обучения. Все лазеры ULS проходят заводскую юстировку в соответствии с общепринятым эталонным стандартом, что радикально упрощает процесс установки. Как правило, изменение конфигурации системы ULS занимает не более одной минуты. Затем лазерная система автоматически определяет характеристики установленного лазера и настраивает все параметры обработки. Если пользователь режет пластик толщиной 3/8" с помощью 40-ваттного лазера, но затем для повышения производительности добавляет 75-ваттный лазер, программное обеспечение ULS вычисляет требуемые параметры обработки для управления дополнительным лазерным источником. Это означает, что пользователю при каждой замене лазера не нужно тратить время на установку новых параметров в системе — все это сразу работает.

Активация других уникальных функций от компании Universal

Технология быстрого переконфигурирования помогает клиентам извлечь максимальную пользу из нескольких других уникальных функций и технологий компании Universal, таких как: SuperSpeed™, Multi-Wavelength™ и MultiWave Hybrid™, а также ряда функций программного обеспечения ULS. Эта технологическая экосистема свидетельствует о высокой степени внимания, которое ULS уделяет проектированию и изготовлению всех продуктов с целью максимального расширения производственных возможностей, повышения гибкости и рентабельности клиентов.

Высокая рентабельность инвестиций (ROI)

У технологии быстрого переконфигурирования много преимуществ, но прежде всего эта технология максимально повышает рентабельность инвестиций за счет повышения гибкости, функциональных возможностей и производительности. Клиенты могут адаптировать свою лазерную систему практически для любого применения, переконфигурировав свое оборудование для лазерной резки, гравировки и маркировки под текущие потребности. Инвестиции клиентов развиваются вместе с ними, поддерживая нужды их бизнеса по мере его роста и (или) изменений. Если возникнет необходимость в обслуживании, то это будет быстрый и безболезненный процесс, который пройдет практически без остановки производства. Клиенты также могут быть уверены, что ULS окажет им поддержку и поможет в достижении дальнейших успехов.