Po předchozích vstupech z letošního veletrhu Laser – World of Photonics 2015, věnovaných laserovým průmyslovým technologiím, zastavíme se nyní u některých technických novinek samotných laserů, které podstatným způsobem mohou ovlivnit technologie uživatelů. U nás nejčastěji užívané laserové systémy od firmy Trumpf hlásí hned několik novinek. Prezentoval se tak i výkonný TruMicro 5080 (obr. 1) z řady laserů s ultrakrátkými pulzy. Jeho střední výkon v pulzu 150 W s energií 500 μJ je ideální pro univerzální užití při řezání, strukturování nebo obrábění, tentokrát se představil ve spojení s novou TOP Cleave Optics (obr. 2) u systému pro dělení tvrzeného skla. Transparentním sklem obvykle infračervené paprsky procházejí. Výhodou nové optiky je liniová fokusace paprsku podél uvažované kontury dělení, kde při ultrakrátkých pulzech dochází k modifikaci skla s následným vnitřním pnutím a řízeným lomem skla. Dosažená přesnost je v setinách mm, a to i při různě tvarovaných konturách, postup dělení je až stonásobně rychlejší oproti dosavadní technologii. Zajímavou verzí u tohoto typu laseru je i provedení TruMicro 5280 Femto Edition s vyzařováním v zelené části spektra. Jeho výhodou je i možnost ideálního zaostření, oproti infračerveným paprskům s větší hloubkou ostrosti, což nabízí kvalitní děrování úzkých hlubokých otvorů, včetně otvorů vstřikovacích trysek. A novinkou s vyzařováním na vlnové délce 515 nm je i „zelený“ laser TruDisk 421 (obr. 3), diskový laser určený pro svařování dílů z mědi a jejích slitin. Ty nejsou pro své fyzikální vlastnosti, vysokou tepelnou a elektrickou vodivost a navíc špatnou absorpci laserového paprsku při standardní vlnové délce infračerveného paprsku pro zpracování laserem právě nejvhodnější a měď tu absorbuje jen pod 5 % energie. U nového laseru dosahuje hodnota absorpce paprsku 30 až 40 %, svařování je kvalitní, rychlé a s menším rozstřikem. S novinkami přišel i další přední výrobce laserové techniky, firma Rofin. Svou řadu kompaktních difúzně chlazených neprůtočných CO2 „Slab“ laserů s vysokofrekvenčním buzením a velkoplošnými měděnými elektrodami rozšiřuje o typ DC 025 (obr. 4). Předností u těchto laserů s konstantní zásobou plynu přibližně na dobu provozu kolem jednoho roku, je i průběh výkonu v pulzu během jeho délky, s krátkým náběhem na maximální výkon i závěrečným krátkým doběhem, což umožňuje věnovat větší část délky pulzu vlastní pracovní operaci. Při vyšší řezné nebo svařovací rychlosti je tak efektivita oproti standardním typům CO2 laserů až dvojnásobná, rychlost procesu příznivě ovlivňuje i energetickou náročnost. U klasických CO2 laserů představil Rofin už ucelenou SR řadu (obr. 5) o výkonu 100, 150 a 250 W, vhodnou pro řezání, strukturování nebo značení na materiály obdoby plastů nebo dřeva. Lehká ucelená konstrukce těchto kompaktních laserů umožňuje dobrou integraci do výrobních linek a zrovna tak i umístění na rameno kloubového robotu. A do třetice zajímavou možnost pro zvýšení produktivity nabízí Rofin u výkonných vláknových laserů dělením hlavního paprsku na několik dílčích, které mohou současně vykonávat ve stejný čas shodnou operaci na více obrobcích. Soubor laserových hlav FLB K60 Double, Triple a Quad (obr. 6) nabízí tak řezání, obrábění nebo svařování až čtyř obdobných výrobků, dělení paprsku je přitom bez ztráty na výkonu. U kompaktních uzavřených CO2 laserů s rychlým náběhem výkonu představila svou novinku u řady Diamond i firma Coherent. Týká se provedení typů laserů Diamond J Series (obr. 7) s vlnovou délkou 10,6 a 9,4 μm a výkonem 150 až 400 W. Inovace tu rozšiřuje možnosti výrobní integrace při standardním softwarovém vybavení, při nové funkční diagnostice se snižují nároky na provozní údržbu. S novým provedením, které jde vstříc především požadavkům při obrábění diamantových nástrojů, přichází i řada LCS kombinovaných laserů s vodním sloupcem pro vedení laserového paprsku od švýcarského výrobce systémů Microjet Synova S.A. Vodní sloupec u této technologie vede laserový paprsek obdobně, jak je tomu při vedení optickým vláknem, výhodou je tu především dokonalejší chlazení obrobku, dosažení vyšších řezných rychlostí a naprosto paralelní stěny řezu při trvale zaostřeném paprsku. Dosavadní řada LCS 150 a 300 se nově rozrostla o menší kompaktní typ LCS 50 (obr. 8) s pracovním prostorem 50 × 50 × 50 mm, u kterého je vedle tříosého provedení, podobného jako u ostatních typů řady i provedení s pěti osami. Výhody nového uspořádání, v základním provedení s pulzním Nd:YAG laserem na vlnové délce 532 nm, se ocení především při prostorovém řezání. Značný pokrok v kvalitě paprsku a výkonu zaznamenávají v posledních letech i výkonové diodové lasery. Už jejich šestou generaci tu představuje řada LDF Series (obr. 9) od Laserline na vlnovém rozsahu 900 a 1070 nm a s výkonem od 500 W do 20 kW. Paprsek je veden optickým vláknem o průměru podle výkonu laseru 300 μm až 3 mm. Nová řada je vhodná prakticky pro všechny průmyslové technologie, včetně svařování oceli, pozinkovaných plechů (do 10 mm) nebo hliníku (do 3 mm). Vysoký výkon laseru umožňuje přenést provoz na pracoviště až ve vzdálenosti 100 m nebo paprsek rozvést na více výrobních míst. Průměr zaostřeného paprsku 200 μm, kvalita paprsku srovnatelná s lasery typu Nd:YAG. Stavba laseru nevyžaduje větší plochu než 1,4 m2. Náročnou operací laserového povlakování či navařování vnitřního povrchu usnadňuje modulární koaxiální laserový systém COAXid (obr. 10), vyvinutý ve Fraunhofer institutu IWS. Modulární tu znamená, že laserová hlava může být vybavena různou optikou pro jednotlivé pevnolátkové lasery, vedle „Stab“ laserů v poslední době zvláště pak pro vláknové nebo diskové. Navařovat se může na vnitřním kruhovém i jiném profilu, minimální vnitřní průměr 100 mm, navařuje se práškem, max. hloubka profilu 1 m, větší při speciálním vedení. Výkon laseru tu postačí do 3,5 kW. Řeší-li se vnitřní geometrie laserového vrtání, přichází na pomoc pětiosý skenovací systém precSYS (obr. 11) od Scanlab AG. Jít může přitom o technologii klasického vrtání, perkusní nebo i trepanační vrtání a otvory mohou mít válcové, kónické i eliptické tvary stěny, které ve většině případů není nutné dále upravovat. Příkladem mohou být otvory ve vstřikovacích tryskách, vláknových tryskách v textilním průmyslu nebo mikrostrukturování v elektronice. Při užití laseru s ultrakrátkými pulzy u této technologie je opracovaný povrch zcela hladký a bez otřepů. A protože letošní veletrh byl zaměřen i na funkci laseru při průmyslovém zpracování obrazu u průmyslových technologií, tak na závěr alespoň ještě o jedné 3D zrcadlové laserové mikrokameře (obr. 12), která dává snímání i bez osvětlení. Pro zpracování obrazu u robotizovaných pracovišť ji s uplatněním laserového skenování vyvinul Fraunhofer Institut IPM. Obraz vzniká z jednotlivých bodů, čím větší hustota, tím lepší přesnost obrazu. Podle vloženého algoritmu kamera reaguje na průběh snímaného procesu, ať už je to pohyb, kontury, porovnání s referenčním vzorem nebo jiná zadání a podle toho může i následující proces řídit. Oproti klasickým kamerovým systémům laserové skenování nevyžaduje zvláštního osvětlení a poskytuje kvalitní informace i z hlubších míst. 3D snímání probíhá rychlostí 1 milion obrazových bodů za sekundu, měřicí rozsah do 100 m, úhel záběru 360° ve vodorovné a až 90° ve svislé rovině. /jš/
