Innovációs Díjat nyert a TRUMPF új zöld színű lézerfénnyel dolgozó megmunkáló cellája.
Az őszi kiállításszezon idén sem volt eseményekben és eredményekben szegény a TRUMPF számára: a vállalat a nemzetközi szakipari vásárok mellett a magyarországi fórumokon is megjelent termékportfóliójával és újdonságaival. Az Automotive kiállításon Innovációs Díjat nyert megmunkálócellát, illetve a zöld színű lézertechnológiát Szabó Balázs, a TRUMPF Hungary Kft. lézertechnikai üzletágának értékesítési vezetője mutatta be.
Egy kis lézer-történelem
Az első ipari CO lézereket a hatvanas-hetvenes években kezdték el világszerte alkalmazni. A gyártók egymásra licitálva dobták piacra lézergépeiket, mellyel lemezvágásokat, valamint egyes anyagok hegesztését lehetett elvégezni. Ez volt a szén-monoxid közegben létrehozott lézernyaláb fénykora. A korai lézeres megmunkáló központok működtetése azonban igencsak költséges és kevéssé hatékony volt. Épp ezért, az elmúlt évtizedekben a kutatások eredményeinek köszönhetően kiforrott a szilárdtest-lézerek technológiája és széles körben el is terjedt.
„A szilárdtest-lézerek esetében egy szilárdtest egykristályra gondoljunk, amely a fénynyaláb létrehozásának helyéül szolgál.” – foglalja össze Szabó Balázs. „A fény ezután az optikai rendszer segítségével irányítható a megmunkálás helyére, a megfelelő pontokba.” A lézergépek tehát amellett, hogy rendelkeznek a fény előállításához szükséges apparátussal, igen bonyolult optikai rendszert is tartalmaznak – ám ebből a felhasználók a legtöbb esetben alig látnak, tapasztalnak valamit. Érdemes tisztázni továbbá a szállézerek és az elterjedt fiberlézer kifejezések közötti különbségeket is: „Bár a szállézeres technológia neve megtévesztő lehet, nem azonos a fiber megoldással. A szállézer kifejezés azt jelenti, hogy a lézersugár nem egy egykristály szilárdtestben, hanem egy megfelelő tulajdonságokkal rendelkező üvegszálban jön létre. Ezzel ellentétben a fiberlézer-technológia arra vonatkozik, hogy a fény vezetése egy optikai szál használatával történik a sugárforrástól a megmunkáló optikáig. Ennek ellenére maga a fény létrehozása egy egykristályban történik.”
Szabó Balázs, a TRUMPF Hungary Kft. lézertechnikai üzletágának értékesítési vezetője
A technológiaváltás legfőbb indoka a hatékonyságnövelés volt, amely a legáltalánosabb lemezmegmunkáló feladatokban nyilvánvaló eredményeket jelent: „A vastag (25 mm-nél vastagabb) lemezek vágása, valamint az ilyen vastag lemezek hegesztése során lehet szükség ma is a CO lézerekre, egyébként a szilárdtest lézerek minden esetben nagyobb hatásfokkal rendelkeznek.” – hangsúlyozza a TRUMPF szakembere. És itt nem csak marketingszövegről van szó: a szilárdtest-lézerek 30-35% körüli hatásfoka többszöröse a CO lézerek 5% körüli értékének.
Ahogy a technológia változott, úgy formálódott a fény és csökkent a hullámhossz is. Míg az első lézerek a távoli infra hullámhossz-tartományába (10.600 nm) esnek, addig az újabb, infravörös szilárdtest lézerek már az infra tartományba (900-1.100 nm). A kiállításon bemutatott cella pedig nemcsak hullámhosszban, hanem színben is újat mutat a felhasználóknak.
Új szín az új kihívásokhoz
A TRUMPF zöld lézerfénnyel dolgozó megmunkálógépei idén debütáltak a magyar nagyközönség előtt és egyből rangos elismeréssel díjazták. Az Automotive Hungary Innovációs Termékdíj pályázatán ért el kimagasló eredményt.
A TRUMPF TruLaser Station 5005 TruDisk Pulse 421 zöld lézeres megmunkáló cella egy lézerhegesztő állomásból, illetve egy kimondottan rézhegesztéshez fejlesztett egységből áll. A gépek közös munkája biztosíték a megbízható termékek gyártásához. A zöld fény pedig nemcsak új színt ad a megmunkálásnak, hanem a megvilágításon túl egészen új szintre emeli a korábban problémásnak számító rézhegesztést.
Az új – zöld színt jelentő – hullámhossz-tartomány meghódítására a lézerhegesztés terjedése okán volt szükség: „A réz lézerrel történő hegesztése, bár infravörös lézersugárral is lehetséges, az anyag melegedése következtében mégis problémássá válhat. Szobahőmérsékleten a infravörös lézersugár mindössze öt százaléka nyelődik el a folyamat során, azonban a hőmérséklet emelkedésével egy ponton ez 40%-ra módosul. A növekedés pedig nem lineáris, ráadásul az ugrásszerű növekedést előidéző hőmérséklet-érték sem határozható meg pontosan. Emiatt a lézeres hegesztés egyenetlen lesz.” – magyarázza Szabó Balázs.
Felvetődhet persze a kérdés, hogy ilyen helyzetekben miért nem használnak inkább forrasztást az iparban, azonban kiderül, miért jobb mégis a hegesztés mellett maradni: „A forraszanyag olvadáspontja kb. 240 °C. A melegedésnek kitett autóalkatrészek akár üzem közben is elérhetik ezt a hőmérsékletet, ami igen veszélyes következményekkel járhat például autóelektronikai alkatrészek esetén.” Ezzel ellentétben a hegesztési technológia nem igényel forraszanyagot, ugyanakkor az említett oknál fogva az infravörös tartományú fénnyel nem képezhetők megbízható anyagkötések.
„A zöld fényt azonban a réz szobahőmérsékleten és melegedés esetén is ugyanolyan mértékben nyeli el (kb 35-40%-ban). Ez azt jelenti, hogy nem kell fröccsenéssel vagy hasonlóval számolnunk a hegesztés során – ezáltal a kötések és létrehozásuk folyamata is megbízhatóbb lesz. A színtartomány eltérése ebből a szempontból csak előnyökkel jár, a gépek kívülről ugyanúgy néznek ki, mint infratartományú fényt használó társaik. A különbségek a belsőben keresendők: más optikai rendszer, teljesen eltérő bevonatok a lencséken, illetve zöldes szín helyett barnás árnyalatú kémlelőablak. Azonban a karbantartásban és a szervizköltségekben sincs eltérés.” A zöld szín a karbantartási protokollt sem befolyásolja, ugyanazokat a kötelező szervizfeladatokat látják el a technikusok félévente ezeken a gépeken is, mint a már ismert infravörös fényspektrumúakon.
A jövővel kapcsolatban Szabó Balázs határozottan fogalmaz: „A hullámhossz-tartomány változtatása és folyamatos csökkenése továbbra is kutatások tárgya, így előreláthatóan 2021-ben már kék lézerrel is dolgozhatnak a felhasználók.” Jelenleg azonban a magyar TRUMPF képviselet is az új, zöld fénnyel dolgozó technológia bemutatásán és széles körű használatának kiterjesztésén dolgozik. Ez pedig egy innovatív és díjazott termék esetében, valamint a szigorú autóipari (főképp elektronikai) előírások mellett egyáltalán nem lehetetlen küldetés.