Technologický park společnosti Kuličkové šrouby Kuřim, a. s., byl obohacen o vývojové pracoviště povrchových úprav disponující laserem s možností výměny laserových hlav. Pracoviště je vybaveno robotem Motoman s pracovním rozsahem 2000 × 7000 mm, dále jednoosým polohovadlem (nosnost 100 kg) a dvouosým polohovadlem (nosnost 250 kg). Pevný přípravkový stůl umožňuje upevnit součásti o rozměrech 1000 × 1000 mm. Samotný laser má výkon 6 kW a jeho světlo má vlnovou délku 1030 nm. Na pracovišti lze použít technologii kalení, navařování a svařování. Oproti klasickým způsobům ohřevu včetně indukčního kalení je u laserové technologie výrazně menší celkové vnesené teplo do materiálu. Princip laserového kalení spočívá ve velice rychlém vnesení tepla světlem do povrchu kaleného dílu (řádově v desetině sekundy), kde vznikne austenit. K transformaci na kalené struktury dochází kondukcí – tedy vnitřním odvodem tepla. K ochlazování tedy není třeba používat vnější prostředí (vodu, polymer či olej). Tím pádem je ochlazování pro materiál více šetrné a díl po kalení není namáhán tak vysokým vlastním napětím s rizikem výskytu trhlin. Výhody laserového kalení jsou následující: » nižší energetická náročnost (kalení pouze požadovaných oblastí) » díky robotu zpracování libovolné geometrie » nízké tepelné zatížení okolního materiálu, tzn. eliminace trhlin a deformací » řízení procesu dle aktuální teploty, tzn. možnost řízení hloubky prokalení a výsledné tvrdosti (běžně 60 HRC) » nízká oxidace povrchu » žádná nebo minimální nutnost dalšího opracování. Laserové navařování prášků Navařování prášků je metoda, která umožňuje nejen opravy stávajících poškozených povrchů, ale i vytváření funkčních povlaků (lepší otěr, proti korozi a oxidaci atd.) na strojních součástech. Navařovaní je optimální pro opravy nářadí, nástrojů, forem a adhezně namáhaných dílů. Navařují se prášky na bázi železa, niklu, kobaltu i ostatních materiálů. Díky možnosti přesného mísení prášků, je možné do základního nanášeného materiálu přidat jiné složky zlepšující vlastnosti navařeného povrchu, jako je karbid wolframu i jiné keramiky, oxidy, polymery atd. Při navařování přivádíme prášek smísený s inertním plynem do ohniska laserového paprsku třemi tryskami. Díky velké hustotě energie v ohnisku dochází k natavení prášku i povrchu, ale na druhou stranu je do soustavy vnášeno relativně malé množství tepla. Tato metoda po navaření vykazuje výbornou adhezi a kohezi, navařované vrstvy bez porezit, na průměrech umožňuje navařování i tvrdých prášků na zakalený základní materiál. Nejčastější navařované prášky jsou na bázi železité, niklové a kobaltové. Laserové svařování Laserové svařování umožňuje spojovat jak tenké, tak i masivní součásti. Vysoká stabilita procesu při vysokých svařovacích rychlostech zajišťuje vnesení malého množství tepla, čímž dochází k minimálnímu ovlivnění základního materiálu a minimálním deformacím. Řízení vnesené energie v závislosti na svařovaných materiálech zajišťuje hladký, symetricky svarový spoj bez porezit. Vysoká kvalita svaru s žádnou nebo minimální nutností dalšího opracování. Opravy st rojních součást í Pomocí laseru lze opravovat různé strojní součásti, jako jsou odlitky, vřetena nebo ulomené zuby ozubených kol a hřebenů. Zavařování povrchových vad odlitků ze šedé a tvárné litiny laserovou technologií je velice efektivní proces, umožňující provedení oprav v extrémně vysoké kvalitě bez obav z tepelného ovlivnění materiálu odlitku a obav z vnitřních pnutí a souvisejících trhlin v okolí svaru. Vhodnou volbou práškového kovového přídavného materiálu lze řídit dosažení konkrétních mechanických vlastností. Díky vysoké produktivitě, nízké energetické náročnosti a vysoké využitelnosti přídavného kovového prášku je tato progresivní technologie laserového svařování ekonomicky v poměru k ceně vyzmetkovaného odlitku lehce dostupná. Závěrem Pracoviště s technologií laserových povrchových úprav může mít mnohostranné využití ve více oborech. Z důvodů nízkého povědomí technické veřejnosti se tyto technologie málo používají. Chceme věřit, že tento příspěvek napomůže k rozšíření tohoto povědomí. Prof. dr. Ing. Jiří Marek, technický ředitel
