megmunkálás
Nagy előrelépés a lézervágás területén
Sikerrel zárult a ScanCut projekt Az ILT Fraunhofer Lézertechnológiai Intézet kutatói sikerrel zárták az ERFA támogatásával zajlott ScanCut kutatási projektet, melynek keretében a mechanikai módszereknél hatékonyabban voltak képesek ultravékony fémlemezek precíz vágására. Az észak-rajna-vesztfáliai ipari partnerekkel együttműködve az aacheni székhelyű kutatók egy hibrid gyártási folyamatot dolgoztak ki a vékonyfalú fémszalagok lézervágására. Ez az új eljárás lehetővé teszi az érintkező alkatrészek legkisebb részleteinek környezetbarát, nagy pontosságú és hatékony előállítását. A dugaszoló csatlakozók kicsik, és első pillantásra jelentéktelennek tűnő elemei az életünknek, pedig a modern járművek képtelenek lennének nélkülük működni. Egyetlen járműben több ezer dugaszoló csatlakozó továbbítja a jel- és vezérlőfeszültséget. Ezeket az érintkező alkatrészeket jelenleg hagyományos sajtolási és hajlítási folyamat során állítják elő olyan vállalatok, mint például a KOSTAL Kontakt Systeme GmbH, amely a németországi Lüdenscheidben található. A járművekben lévő csatlakozóelemek egyre növekvő száma miatt már nem megfelelő ez a jól ismert és jól bevált mechanikai előállítási módszer. Ahogy a miniatürizáció folytatódik, növekszik a kereslet a kisebb méretű dugaszoló csatlakozók iránt, amelyek érintkező alkatrészei egyre érzékenyebbek és bonyolultabb szerkezetűek. A lézervágási technológia ajtót nyit az olyan tervezési lehetőségek előtt, amelyeket korábban lehetetlennek tűnt megvalósítani, különösen az olyan esetekben, amikor egymástól függetlenül mozgó érintkezési pontokat kell összekötni apró telepítési terekben. Ezekben a helyzetekben a több érintkezőpont miatt létrejövő redundancia lehetővé teszi a célnak megfelelő elektromos kialakítást a legkisebb érintkező rendszerek számára is, ami fontos a megbízható jelátvitelhez. Lézer alapú spirális fúrás mint a mechanikai módszerek nagy pontosságú alternatívája
A pontos és hatékony vágási folyamatért a nagy teljesítményű lézerforrás 300 W kimeneti teljesítménye és 3 mJ impulzusenergiája felel, mely az Amphos GmbH InnoSlab technológiáján alapul , ami nagy teljesítményű
20
NEW technology
sugárforrás. A nyaláb megosztásához magas impulzusenergiára van szükség, mely egyes esetekben akár 20 további sugarat is jelent. A rendszer a spirális fúrás nyújtotta előnyöket használja ki, amelyet a kutatás során ultrahang impulzus (USP) lézerekkel hajtottak végre. A Fraunhofer ILT fejlesztette ki, és szabadalmaztatta ezt a fúrási módszert, amely különösen jól alkalmazható nagy méretarányú mikrolyukak fúrására acél-, üveg- és kerámiafelületek esetében is. A spirális fúrás legnagyobb előnye a precizitás: a használt eszköz esetében 25 μm a fókuszátmérő, a profilérdesség (Ra) pedig a fúrt lyuk falánál kisebb, mint 0,5 μm. Bár az új technológia teljesítménye megkérdőjelezhetetlen, a folyamat maga lassúnak mondható. A ScanCut, a KOSTAL, a Fraunhofer ILT, valamint az Amphos GmbH és a Pulsar Photonics GmbH társaságok bevonásával működő projekt erre kereste a megoldást. A projektet az Európai Regionális Fejlesztési Alap (ERFA) és Észak-Rajna-Vesztfália tartomány finanszírozta. „A projektben spirális fúróoptikáinkat kombináltuk a Pulsar Photonics GmbH többnyalábú moduljával és az Amphos GmbH nagy teljesítményű sugárforrásával” – idézi Jan Schnabel, a Fraunhofer ILT mikro- és nanoszerkezetű csoportja tudósának szavait a NovusLight . "Ez lehetővé tette számunkra, hogy a spirális fúrási folyamat pontosságát és minőségét összekapcsoljuk a többnyalábos megmunkálás hatékonyságával." Sikeres prototípusrendszer
A projektpartnerek a tesztek első fázisában arra összpontosítottak, hogy ellenőrizzék, működik-e a többnyalábos módszer a lézernyaláb kettő-hat különálló sugárra történő felosztásával. Jelenleg egy kapcsolódó projekt elindítását is tervezik, amelyben a Pulsar Photonics GmbH és a Fraunhofer ILT tovább folytatja a spirális vágási technológia fejlesztését egy többnyalábú modullal. A projektből nyert tapasztalatokat nagy teljesítményű sugárforrások fejlesztésére is felhasználják az Amphos GmbH által kínált termékpaletta bővítésére. Az automatizált beállítás megkönnyíti a lézer használatát
A projektpartnerek különös figyelmet fordítottak az automatizálás lehetőségére, hogy ezzel kiküszöbölhetőek lehessenek az esetleges hibák, és kényelmesebb legyen a rendszer használata. "Elektromosan állítható tükör- és optikai tartóelemeket kapcsoltunk a rendszerhez, amelyek lehetővé teszik a sugár helyzetének automatikus beállítását" – nyilatkozta Schnabel. "Miután beprogramoztunk egy megfelelő szoftverrutint, a spirális fúróoptika beállítását egy gombnyomással meg lehet kezdeni, akár anélkül, hogy bárki a helyszínen tartózkodna." Hegyi Heni, NEW technology magazin
