Οι εγκοπείς CO2 λειτουργούν περνώντας ηλεκτρικό ρεύμα μέσω μίγματος αερίων, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα, του αζώτου και του ηλίου, για να δημιουργήσουν αυτές τις ισχυρές υπέρυθρες δέσμες που όλοι γνωρίζουμε και αγαπάμε. Αυτό που κάνει αυτές τις λέιζερ τόσο αποτελεσματικές είναι το μήκος κύματος των 10,6 μικρομέτρων, το οποίο απορροφάται εξαιρετικά καλά από υλικά όπως το πλαστικό και το ξύλο. Η απορρόφηση αυτή επιτρέπει εξαιρετικά ακριβείς κοπές, με ανοχή περίπου ±0,1 χιλιοστού. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των λέιζερ CO2 είναι η δυνατότητά τους να περιορίζουν τη ζημιά από τη θερμότητα κατά τη διάρκεια των εργασιών κοπής. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι η αιτία πολλά εργαστήρια να βασίζονται ακόμα σε αυτές όταν εργάζονται με ευαίσθητα συνθετικά εξαρτήματα αεροδιαστημικών ή λεπτομερείς πλαίσια αυτοκινήτων, όπου ακόμα και μικρές παραμορφώσεις μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα.
Οι ινοπομποί λέιζερ χρησιμοποιούνται ευρέως για την κοπή μετάλλων λόγω του μήκους κύματος των 1,08 μικρομέτρων, αλλά όταν πρόκειται για εργασία με μη μεταλλικά υλικά ή μείγματα υλικών, τα λέιζερ CO2 διακρίνονται. Το μεγαλύτερο μήκος κύματός τους στα 10,6 μικρόμετρα απορροφάται πολύ καλύτερα από οργανικά υλικά, γεγονός που σημαίνει λιγότερα προβλήματα ανάκλασης και καθαρότερες κοπές σε προϊόντα όπως πλακέτες ακρυλικού, ύφασμα και ελαστικά. Για επιχειρήσεις που ασχολούνται με πολλούς τύπους υλικών ταυτόχρονα, σκεφτείτε την ηλεκτρονική βιομηχανία όπου οι πλακέτες κυκλωμάτων έχουν επικαλυμμένα μεταλλικά στρώματα, ή τις εφαρμογές συσκευασίας που χειρίζονται πολύστρωτα χαρτοκιβώτια, τα λέιζερ CO2 γίνονται η προτιμώμενη επιλογή. Αυτές οι βιομηχανίες εκτιμούν το γεγονός ότι μπορούν να μεταβαίνουν από ένα υλικό σε άλλο χωρίς να χρειάζεται να σταματούν και να επαναδιαμορφώνουν τα πάντα κάθε φορά που γίνεται αλλαγή.
Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα που διεξήχθη το 2023 σε περίπου 1.200 εταιρείες μεταποίησης, περίπου το 78 τοις εκατό χρησιμοποιούν σήμερα λέιζερ CO2 για την κοπή διαφόρων μη μεταλλικών υλικών, όπως προϊόντα από προσαρμογείς και αφρώδη μονωτικά. Γιατί; Αυτά τα συστήματα λέιζερ μειώνουν πραγματικά τα απόβλητα υλικού κατά περίπου 15% σε σύγκριση με τις παλαιότερες μηχανικές τεχνικές κοπής. Επιπλέον, διατηρούν τις αιχμηρές άκρες που είναι απαραίτητες κατά τις διαδικασίες συναρμολόγησης, εξοικονομώντας χρόνο και χρήματα στο μέλλον. Με την άνοδο των υβριδικών προσεγγίσεων στη μεταποίηση σε όλους τους τομείς σήμερα, η τεχνολογία λέιζερ CO2 βοηθά να καλυφθεί το κενό μεταξύ αυτών που κάναμε στα παραδοσιακά εργαστήρια και του πού κατευθυνόμαστε με τις πλήρως αυτοματοποιημένες ρυθμισμένες εγκαταστάσεις.
Οι μηχανές κοπής CO2 λειτουργούν εξαιρετικά καλά σε όλα τα είδη μη μεταλλικών υλικών. Συνηθισμένα χρησιμοποιούνται για την κοπή πλαστικών όπως ακρυλικό και PET, διαφορετικών ειδών ξύλου, συμπεριλαμβανομένων σκληρών ξύλων, κοντραπλακέ και πλάκες MDF, καθώς και φυσικών υφασμάτων όπως βαμβάκι και δερμάτινα προϊόντα. Ο τρόπος με τον οποίο αυτά τα υλικά απορροφούν την ενέργεια του laser CO2 επιτρέπει καθαρές κοπές με σφραγισμένες άκρες. Αυτό βοηθά στην αποφυγή ξεφλούδισματος των υφασμάτων μετά την κοπή και μειώνει το φαινόμενο μαύρισμα όταν εργαζόμαστε με ξύλινα υλικά. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει φυσική επαφή κατά τη λειτουργία, τα εργαλεία δεν φθείρονται με την πάροδο του χρόνου. Γι' αυτόν τον λόγο πολλά καταστήματα προτιμούν αυτή τη μέθοδο για λεπτομερείς εργασίες σε πράγματα όπως λάστιχα στεγανοποίησης ή σε εκείνα τα ανθεκτικά σύνθετα πάνελ ινών γυαλιού που χρησιμοποιούνται σε κατασκευαστικά έργα.
Οι CO2 λέιζερ λειτουργούν τόσο καλά επειδή λειτουργούν στα 10,6 μικρά περίπου στο υπέρυθρο φάσμα, ακριβώς εκεί όπου οι οργανικές ενώσεις τείνουν να απορροφούν την ενέργεια πιο αποτελεσματικά. Όταν αυτά τα μήκη κύματος πέσουν σε υλικά που αποτελούνται κυρίως από δεσμούς οξυγόνου, υδρογόνου και άνθρακα, όπως στο ξύλο, το πλαστικό και το ύφασμα, δημιουργείται έντονη αλληλεπίδραση. Τα ίνας λέιζερ αντιμετωπίζουν προβλήματα εδώ, αφού το μήκος κύματος του 1 μικρού απλώς ανακλάται από μη αγώγιμες επιφάνειες αντί να απορροφηθεί. Με τα CO2 λέιζερ όμως, η ενέργεια μεταφέρεται απευθείας στο υλικό, προκαλώντας εξάτμιση χωρίς να διαδίδεται πολύ θερμότητα γύρω-γύρω. Για υλικά που καταστρέφονται εύκολα από τη θερμότητα, αυτό κάνει τη μεγάλη διαφορά. Και μιλώντας για ταχύτητα, αυτά τα λέιζερ μπορούν να κόψουν πάχη παρόμοιας εντάσεως τρεις φορές πιο γρήγορα από τις παραδοσιακές μηχανικές μεθόδους, παράγοντας παράλληλα τις καθαρές, λεπτομερείς άκρες που όλοι επιθυμούν.
Οι μηχανές κοπής διοξειδίου του άνθρακα λειτουργούν αρκετά καλά σε μη μεταλλικά υλικά, αλλά αντιμετωπίζουν προβλήματα όταν πρόκειται για λαμπερά αγώγιμα μέταλλα. Για παράδειγμα, το χαλκός και το αλουμίνιο ανακλούν περίπου 90 τοις εκατό της ενέργειας της δέσμης laser CO2. Αυτό σημαίνει ότι οι χειριστές χρειάζονται περίπου τέσσερις έως πέντε φορές μεγαλύτερη πυκνότητα ισχύος σε σύγκριση με αυτή που απαιτείται από τα ίνα laser για να επιτευχθούν παρόμοιες κοπές. Το αποτέλεσμα; Πιο αργοί χρόνοι επεξεργασίας και μεγαλύτερα έξοδα τελικά, αφού τα συστήματα ινών σχεδιάστηκαν ειδικά για την κοπή μετάλλων. Ένα άλλο ζήτημα είναι ότι τα laser CO2 τείνουν να αφήνουν οξειδωμένες άκρες σε μέταλλα βάσει σιδήρου. Αυτό δημιουργεί επιπλέον εργασία, επειδή οι κατασκευαστές πρέπει να εκτελέσουν επιπλέον εργασίες ολοκλήρωσης, οι οποίες μειώνουν τα κέρδη παραγωγικότητας σε όλη τη γραμμή παραγωγής.
Οι εγκοπείς CO2 έχουν γίνει σχεδόν απαραίτητοι στα εργαστήρια κατασκευής αυτοκινήτων τις μέρες μας, ειδικά όταν πρόκειται για την κατασκευή περίπλοκων εσωτερικών εξαρτημάτων, όπως τα ταμπλώ, οι ελαστικές σφραγίδες και ακόμη και τα ειδικά υφάσματα που χρησιμοποιούνται στα αερόσακους. Αυτά τα μηχανήματα μπορούν να κόβουν διάφορα είδη πλαστικών και σύνθετων υλικών με εκπληκτική ακρίβεια, δίνοντας καθαρές άκρες που δεν φθείρονται καθόλου — κάτι απολύτως απαραίτητο όταν μιλάμε για αερόσακους που πρέπει να ανοίγουν σωστά κάθε φορά. Ένα ακόμη μεγάλο πλεονέκτημα είναι η θερμική τους απόδοση. Αυτό σημαίνει ότι προκαλείται λιγότερη παραμόρφωση κατά τη διαδικασία κοπής, οπότε οι κατασκευαστές χάνουν περίπου 15% λιγότερο υλικό σε σύγκριση με τη χρήση παραδοσιακών μηχανικών κοπτικών. Είναι λογικό γιατί τόσα πολλά εργοστάσια αλλάζουν σε αυτή την τεχνολογία αυτές τις μέρες.
Οι λέιζερ CO2 έχουν γίνει η προτιμώμενη λύση για την επεξεργασία δύσκολων υλικών σε εφαρμογές αεροδιαστημικής. Αναφερόμαστε σε πολυμερή ενισχυμένα με άνθρακα (CFRP) και σύνθετα υλικά ινοπλαστικού που αποτελούν σημαντικό μέρος των σύγχρονων αεροσκαφών, από τα εσωτερικά πάνελ μέχρι τα δομικά εξαρτήματα. Αυτό που κάνει αυτά τα λέιζερ ιδιαίτερα είναι το μήκος κύματος των 10,6 μικρομέτρων, το οποίο κόβει τη ρητίνη χωρίς να διαταράσσει τα επίπεδα των ινών. Αυτό σημαίνει ότι η κρίσιμη ισορροπία ανάμεσα στο βάρος και την αντοχή διατηρείται, κάτι απολύτως απαραίτητο όταν κατασκευάζονται αεροσκάφη που πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ελαφρύτερα, χωρίς όμως να θυσιάζεται η αντοχή. Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, οι κατασκευαστές μπορούν να παράγουν εξαρτήματα όπως διαχωριστικά θαλάμου και τμήματα περιβλήματος κινητήρα, όπου η ακρίβεια στις μετρήσεις είναι κρίσιμη. Η βιομηχανία απλώς δεν δέχεται τίποτα λιγότερο από ακρίβεια 0,1 χιλιοστού σε αυτές τις κρίσιμες περιοχές.
Μία μεγάλη εταιρεία αυτοκινήτων είδε περίπου 20-25% μείωση του χρόνου παραγωγής μετά τη μετάβαση σε συστήματα λέιζερ CO2 για την κατασκευή πλαστικών πίνακων οργάνων από πολυανθρακικό υλικό. Αυτό που κάνει αυτά τα λέιζερ τόσο χρήσιμα είναι η δυνατότητά τους να ενσωματώνουν σημεία τοποθέτησης αισθητήρων και οπές αερισμού απευθείας στη διαδικασία κοπής, γεγονός που σημαίνει ότι δεν απαιτείται επιπλέον εργασία μετά την αρχική κοπή. Για τους κατασκευαστές που λειτουργούν με τεράστιες γραμμές συναρμολόγησης όπου κάθε λεπτό έχει σημασία, αυτού του είδους η αποδοτικότητα έχει μεγάλη σημασία. Επιπλέον, εξακολουθούν να πληρούν όλα τα πρότυπα ποιότητας που απαιτούνται από την πιστοποίηση ISO 9001, οπότε δεν υπάρχει καμία θυσία στη συνέπεια του προϊόντος, ακόμη κι όταν οι χρόνοι παραγωγής είναι ταχύτεροι.
Τα laser CO2 έχουν γίνει απαραίτητα όταν πρόκειται για την κατασκευή πανέλων ακρυλικού υψηλής ποιότητας, τα οποία απαιτούνται για κουτιά φωτιζόμενων πινακίδων LED και περιπτώσεις οθόνης OLED. Εφόσον λειτουργούν χωρίς να αγγίζουν το υλικό, αυτά τα laser αποφεύγουν τη δημιουργία μικροσκοπικών γρατσουνιών που διαφορετικά θα μείωναν τη διαύγεια. Οι περισσότεροι κατασκευαστές αναφέρουν περίπου 98% διαπερατότητα φωτός στις φωτιζόμενες εμπορικές τους οθόνες, χάρη σε αυτή τη μέθοδο. Σημαντικές εταιρείες του κλάδου βασίζονται σε αυτά τα συστήματα laser για να δημιουργούν περίπλοκα μοτίβα οδήγησης φωτός και σχεδιασμούς χωρίς περιθώρια, τα οποία είναι σχεδόν απαραίτητα για τις τελευταίες διαφανείς οθόνες OLED που κυκλοφορούν σήμερα. Ενδιαφέροντα, πολλές από αυτές τις ίδιες ρυθμίσεις laser χειρίζονται επίσης ανθεκτικά στη φλόγα υλικά πολυανθρακικού, κάτι που εξηγεί γιατί τα βλέπουμε να χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς όπως τα κόκπιτ αεροσκαφών και τα ταμπλώ των αυτοκινήτων, όπου η ευκρίνεια της οθόνης έχει τόση σημασία όσο και οι προδιαγραφές ασφαλείας.
Οι μηχανές λέιζερ CO2 έχουν γίνει απαραίτητα εργαλεία στον κλάδο των υφασμάτων, της συσκευασίας και της μόδας λόγω της δυνατότητάς τους να παρέχουν ακρίβεια ενώ ελαχιστοποιούν τα απόβλητα υλικού.
Στα περίπου 10,6 μικρά, αυτό το μήκος κύματος κόβει υλικά όπως το τζιν, το πραγματικό δέρμα και τα δύσκολα συνθετικά μείγματα χωρίς να αφήνει φθαρμένα άκρα. Αυτό που κάνει αυτά τα συστήματα τόσο αποτελεσματικά είναι η δυνατότητά τους να τηξιμαγνητίζουν και να σφραγίζουν τις ίνες ταυτόχρονα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν απαιτείται επιπλέον εργασία μετά την κοπή για αντικείμενα από ύφασμα - είτε πρόκειται για ρούχα, επενδύσεις επίπλων ή ειδικό εξοπλισμό. Μία μεγάλη εταιρεία αυτοκινήτων μείωσε τα απόβλητα δερμάτων κατά περίπου 40% όταν μεταπήδησε στη χρήση λέιζερ CO2 για την περικοπή καθισμάτων. Βέβαια, έχει λογική, αφού οι παραδοσιακές μέθοδοι απλώς δεν μπορούν να ανταγωνιστούν αυτό το επίπεδο ακρίβειας και αποδοτικότητας.
Οι λέιζερ CO2 λειτουργούν εξαιρετικά καλά με βιοαποικοδομήσιμα υλικά, όπως απλό χαρτόνι και χαρτοσανίδα, κάνοντάς τα ιδανικές επιλογές για λύσεις πράσινης συσκευασίας. Οι παραδοσιακές μέθοδοι διάτρησης δεν μπορούν να ανταγωνιστούν την τεχνολογία λέιζερ όσον αφορά τις γρήγορες ρυθμίσεις που απαιτούνται για ειδικές εκδόσεις κουτιών ή προσαρμοσμένα σχέδια. Τα επαγγελματικά αναφορές δείχνουν επίσης ενδιαφέροντα στοιχεία για αυτήν την τάση. Περίπου τα δύο τρίτα των εταιρειών που επικεντρώνονται στην περιβαλλοντική φιλικότητα έχουν ήδη αρχίσει να ενσωματώνουν την τεχνολογία λέιζερ στις λειτουργίες τους, για παράδειγμα σε εμφανίσεις που μπορούν να ανακυκλωθούν ή σε δοχεία που θα αποσυντεθούν σε κομπόστ.
Οι σχεδιαστές μπορούν τώρα να μετατρέπουν τις ψηφιακές δημιουργίες τους σε αντικείμενα του πραγματικού κόσμου πολύ γρηγορότερα χάρη στις λέιζερ CO2, είτε δουλεύουν σε περίτεχνα δαντέλινα σχέδια για υψηλή μόδα είτε δημιουργούν εντυπωσιακά τρισδιάστατα σήματα για καταστήματα. Μικρές επιχειρήσεις μόδας έχουν διαπιστώσει ότι η χρήση υπηρεσιών λέιζερ με βάση τη ζήτηση μειώνει σημαντικά το κόστος πρωτοτύπων, ίσως κατά 55% λιγότερο από ό,τι θα κόστιζε με παραδοσιακές μεθόδους παραγωγής. Αυτό που κάνει αυτά τα συστήματα λέιζερ τόσο πολύτιμα είναι η υποστήριξή τους προς φιλικές προς το περιβάλλον πρακτικές και γρήγορους χρόνους ανταπόκρισης, κάτι που έχει μεγάλη σημασία στις σημερινές αγορές υψηλού ρυθμού, όπου οι τάσεις αλλάζουν συνεχώς και οι απαιτήσεις των πελατών διαφέρουν ευρέως ανάμεσα σε διαφορετικούς τομείς.
Οι μηχανές κοπής CO2 παράγουν εξαιρετικά καθαρές κοπές χωρίς ακμές, συχνά εντός ανοχής 0,1 mm, γεγονός που σημαίνει ότι δεν απαιτείται ακριβής τελική επεξεργασία σε τομείς όπως η παραγωγή ηλεκτρονικών ή η κατασκευή ιατρικού εξοπλισμού. Δεδομένου ότι αυτές οι μηχανές δεν έρχονται σε άμεση επαφή με το υλικό κατά τη διάρκεια της κοπής, μειώνουν τα απόβλητα υλικού κατά περίπου 15% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μηχανικές μεθόδους. Αυτού του είδους η αποδοτικότητα εντάσσεται άψογα σε αυτό που πολλοί κατασκευαστές αποκαλούν κυκλικές πρακτικές παραγωγής. Τα τελευταία μοντέλα λειτουργούν επίσης άριστα με τεχνολογίες της Βιομηχανίας 4.0. Η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο μέσω μικρών αισθητήρων IoT συν τα αυτόματα συστήματα τροφοδοσίας έχουν αυξήσει τη διαθεσιμότητα λειτουργίας στο περίπου 94% σε εργοστάσια που τα έχουν εγκαταστήσει σωστά. Ορισμένα εργαστήρια αναφέρουν ακόμη καλύτερα αποτελέσματα μετά από βελτιστοποίηση της διαμόρφωσής τους.
Η FDA έδωσε πρόσφατα το πράσινο φως για τη χρήση λέιζερ CO2 με νέους τρόπους, ειδικά για τη συγκόλληση πολυμερών σε ιατρική συσκευασία που πρέπει να παραμένει εντελώς αεροστεγής. Τα ίδια λέιζερ χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία χειρουργικών περιβλημάτων με πολύ μικρές τρύπες τοποθετημένες με τον κατάλληλο τρόπο, ώστε να ελέγχεται η ροή του αέρα κατά τη διάρκεια των επεμβάσεων. Όσον αφορά την κοπή υλικών από φαρμακευτικό πυρίτιο ή βιοδιασπώμενων πλαστικών PLA, οι κατασκευαστές μπορούν τώρα να πληρούν όλες τις απαραίτητες απαιτήσεις ασφαλείας, χάρη σε συγκεκριμένα μήκη κύματος λέιζερ που αποτρέπουν τη ζημιά σε μοριακό επίπεδο. Κάποιες πρώιμες δοκιμές από το περασμένο έτος έδειξαν κάτι αρκετά εντυπωσιακό – η σφράγιση σάκων IV διήρκεσε περίπου 30 τοις εκατό λιγότερο όταν χρησιμοποιήθηκαν αυτά τα λέιζερ σε σύγκριση με την παραδοσιακή υπέρηχο μέθοδο.
Παρασκευαστές σε όλο τον κόσμο αρχίζουν να πειραματίζονται με το να αναμειγνύουν λέιζερ CO2 200 βατ μαζί με αυτά τα συνεργατικά ρομπότ που ονομάζουμε cobots, όλα με στόχο να λειτουργούν γραμμές παραγωγής χωρίς φώτα κατά τη διάρκεια νυχτερινών βάρδι Τα ίδια τα κοπτήρες έχουν γίνει αρκετά έξυπνα τελευταία χάρη στην τεχνολογία όρασης AI που τους επιτρέπει να προσαρμόζουν πράγματα όπως το εστιακό μήκος και την πίεση του αερίου αυτόματα κάθε φορά που αλλάζουν από το να δουλεύουν σε ακρυλικά φύλλα σε πιο σκληρά υλικά όπως σύνθετα από υ Αυτό σημαίνει ότι η τεχνολογία λέιζερ CO2 δεν είναι πλέον ένα απλό εργαλείο αλλά κάτι θεμελιώδες για τις εταιρείες που προσπαθούν να δημιουργήσουν ευέλικτες εγκαταστάσεις παραγωγής όπου τα προϊόντα κατασκευάζονται ακριβώς όταν τα χρειάζονται και όπως τα θέλουν οι πελάτες.
Η κοπή με CO2 λέιζερ είναι ιδανική για μη μεταλλικά υλικά όπως πλαστικά, ξύλο, ακρυλικό, υφάσματα και άλλα οργανικά υλικά, λόγω του μήκους κύματος των 10,6 μικρομέτρων, το οποίο απορροφάται εύκολα από αυτές τις ουσίες.
Ενώ τα λέιζερ ινών χρησιμοποιούνται συνήθως για κοπή μετάλλων, τα λέιζερ CO2 ξεχωρίζουν στην επεξεργασία μη μεταλλικών και πολλαπλών υλικών λόγω του μεγαλύτερου μήκους κύματός τους, το οποίο οδηγεί σε καθαρότερες κοπές και λιγότερα προβλήματα ανάκλασης.
Βιομηχανίες όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική, η ηλεκτρονική, το υφαντουργικό, η συσκευασία και η μόδα επωφελούνται σημαντικά από την κοπή με λέιζερ CO2 λόγω της ακρίβειας, της ευελιξίας και της δυνατότητας μείωσης των αποβλήτων υλικού.
Τα λέιζερ CO2 είναι λιγότερο αποδοτικά για εξαιρετικά ανακλαστικά μέταλλα όπως το χαλκός και το αλουμίνιο, καθώς αυτά τα υλικά ανακλούν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του λέιζερ, απαιτώντας υψηλότερες πυκνότητες ισχύος σε σύγκριση με τα λέιζερ ινών.
Οι νέες τάσεις περιλαμβάνουν την ενσωμάτωση με έξυπνες μεθόδους παραγωγής, αυτοματοποιημένες γραμμές συναρμολόγησης, την παραγωγή ιατρικών συσκευών και την επεξεργασία υλικών ασφαλών για το φαγητό σύμφωνα με τις οδηγίες του FDA.
Η Shandong ZhongGuangDian προσφέρει εξελιγμένες μηχανές σήμανσης με λάσερ και περιστατική λασερική αποσυζητητική για διάφορους τομείς. Τα αξιόπιστα προϊόντα μας, η γρήγορη παράδοση και η εγγύηση για ζωήν εξασφαλίζουν την ικανοποίηση των πελατών.
EN
