Lazery CO2 działają poprzez przepuszczanie prądu elektrycznego przez mieszaninę gazów, w tym dwutlenek węgla, azot i hel, tworząc potężne promienie podczerwone, które wszyscy znamy i lubimy. To, co czyni te lasery tak skutecznymi, to ich długość fali 10,6 mikrometra, która jest bardzo dobrze pochłaniana przez materiały takie jak plastik czy drewno. Dzięki temu pochłanianiu możliwe są wyjątkowo precyzyjne cięcia o tolerancji rzędu plus minus 0,1 milimetra. Jedną z głównych zalet laserów CO2 jest ograniczanie uszkodzeń spowodowanych ciepłem podczas procesu cięcia. To właśnie dlatego wiele zakładów nadal na nich polega przy obróbce wrażliwych kompozytów lotniczych czy szczegółowych paneli karoseryjnych, gdzie nawet niewielkie odkształcenia mogą stanowić problem.
Laserы światłowodowe są powszechne w cięciu metali dzięki długości fali 1,08 mikrometra, jednak gdy chodzi o pracę z niemetalami lub materiałami mieszanymi, laserы CO2 naprawdę się wybijają. Ich dłuższa fala o długości 10,6 mikrometra jest znacznie lepiej pochłaniana przez materiały organiczne, co oznacza mniejsze problemy z odbiciem oraz czystsze cięcie takich materiałów jak płyty akrylowe, tkaniny czy wyroby gumowe. Dla firm zajmujących się różnorodnymi materiałami jednocześnie – np. w produkcji elektronicznej, gdzie płytki drukowane mają warstwy pokryte metalami, albo w operacjach pakowania, gdzie stosuje się warstwowe tekturowe pudła – laserы CO2 stają się rozwiązaniem numer jeden. Te branże doceniają możliwość przełączania się między różnymi materiałami bez konieczności zatrzymywania i kalibrowania urządzeń za każdym razem, gdy materiał się zmienia.
Zgodnie z niedawnym badaniem przeprowadzonym w 2023 roku wśród około 1200 przedsiębiorstw produkcyjnych, około 78 procent z nich wykorzystuje obecnie lasery CO2 do cięcia różnych niemetalicznych materiałów, takich jak uszczelki i pianki izolacyjne. Dlaczego? Te systemy laserowe faktycznie zmniejszają odpady materiałowe o około 15% w porównaniu ze starszymi metodami cięcia mechanicznego. Dodatkowo zapewniają one ostre krawędzie, które są bardzo potrzebne podczas procesów montażu, co oszczędza czas i pieniądze na dalszym etapie. Wraz z rozwojem hybrydowych podejść do produkcji we współczesnych branżach, technologia laserów CO2 pomaga zapełnić lukę pomiędzy tym, co robiono dawniej w tradycyjnych warsztatach, a tym, dokąd zmierzamy w pełni zautomatyzowanymi inteligentnymi zakładami produkcyjnymi.
Maszyny do cięcia CO2 działają bardzo dobrze na różnych materiałach niemetalowych. Często używa się ich do cięcia tworzyw sztucznych, takich jak akryl i PET, różnych rodzajów drewna, w tym twardych gatunków, sklejki oraz płyt MDF, a także naturalnych tkanin, takich jak bawełna i wyroby skórzane. Dobre wchłanianie energii laserowej CO2 przez te materiały pozwala uzyskać czyste cięcie z opalonymi krawędziami. To zapobiega strzępieniu się tkanin po przecięciu i ogranicza zwęglenie podczas obróbki drewna. Ponieważ proces ten nie wymaga kontaktu fizycznego, narzędzia nie ulegają zużyciu w czasie. Dlatego wiele zakładów preferuje tę metodę do precyzyjnej pracy, np. przy uszczelkach gumowych czy trudnych do przetwarzania kompozytowych panelach ze szkłoplastiku stosowanych w projektach budowlanych.
Laserom CO2 udaje się to tak dobrze, ponieważ działają one na długości fali około 10,6 mikrona w podczerwieni, dokładnie tam, gdzie cząsteczki organiczne najefektywniej absorbują energię. Gdy te fale docierają do materiałów zbudowanych głównie z wiązań tlenu, wodoru i węgla, takich jak drewno, tworzywa sztuczne czy tkaniny, powstaje silny efekt oddziaływania. Lasery światłowodowe mają z tym problem, ponieważ ich fala o długości 1 mikrona odbija się od powierzchni niemetalicznych zamiast być pochłaniana. Natomiast w przypadku laserów CO2 energia trafia bezpośrednio do wnętrza materiału, powodując jego sublimację bez rozprzestrzeniania dużej ilości ciepła. Dla materiałów łatwo uszkadzanych przez ciepło ma to ogromne znaczenie. Co więcej, jeśli chodzi o szybkość, lasery te potrafią przecinać materiały o podobnej grubości trzy razy szybciej niż tradycyjne metody mechaniczne, jednocześnie zapewniając gładkie, precyzyjne krawędzie, których wszyscy oczekują.
Maszyny do cięcia dwutlenkiem węgla działają całkiem skutecznie na materiałach niemetalowych, ale napotykają problemy przy pracy z lśniącymi metalami przewodzącymi. Weźmy na przykład miedź i aluminium – te materiały odbijają około 90 procent energii wiązki lasera CO2. Oznacza to, że operatorzy potrzebują czterokrotnie do pięciokrotnie większej gęstości mocy w porównaniu do tego, co wymagają lasery światłowodowe, aby wykonać podobne cięcia. Efekt? Wolniejsze czasy przetwarzania i większe koszty na koniec dnia, ponieważ systemy światłowodowe zostały zaprojektowane właśnie z myślą o cięciu metali. Kolejnym problemem jest to, że lasery CO2 często pozostawiają utlenione krawędzie na metalach żelaznych. To generuje dodatkową pracę, ponieważ producenci muszą wykonywać dodatkowe operacje wykańczania, co ogranicza zyski produkcyjne w całym procesie produkcyjnym.
Dzięki laserom CO2 wycinanie stało się niemalże nieodzownym elementem w zakładach produkujących samochody, szczególnie podczas wykonywania skomplikowanych detali wnętrza, takich jak deski rozdzielcze, uszczelki gumowe, a nawet specjalne tkaniny stosowane w poduszkach powietrznych. Te maszyny potrafią precyzyjnie przecinać różnorodne tworzywa sztuczne i kompozyty, zapewniając gładkie krawędzie, które się nie strzępią – cecha absolutnie kluczowa, gdy chodzi o poprawne rozwinięcie się poduszki powietrznej za każdym razem. Kolejną dużą zaletą jest ich wysoka sprawność termiczna, co oznacza mniejsze odkształcanie materiału podczas procesu cięcia. W rezultacie producenci tracą około 15% mniej materiału niż przy użyciu tradycyjnych matryc mechanicznych. Dlatego coraz więcej fabryk przechodzi obecnie na tę technologię.
Lazery CO2 stały się standardowym rozwiązaniem do obróbki trudnych materiałów w zastosowaniach lotniczych. Mówimy o polimerach wzmocnionych włóknem węglowym (CFRP) oraz kompozytach ze szkłotkaniny, które stanowią znaczną część współczesnych samolotów – od paneli wnętrza po elementy konstrukcyjne. To, co czyni te lasery wyjątkowymi, to ich długość fali wynosząca 10,6 mikrometra, która przecina matrycę żywicy, nie uszkadzając warstw włókien. Oznacza to, że kluczowy stosunek wytrzymałości do masy pozostaje nienaruszony – coś absolutnie niezbędnego przy budowie samolotów, które muszą być jak najlżejsze, a jednocześnie wystarczająco wytrzymałe. Dzięki tej cechę producenci mogą wytwarzać części takie jak przegrody kabinowe czy osłony silnika, gdzie dokładność pomiarów ma ogromne znaczenie. Branża po prostu nie akceptuje niczego mniej niż 0,1 milimetra dokładności w tych krytycznych obszarach.
Jedna z dużych firm motoryzacyjnych odnotowała około 20–25% skrócenie czasu produkcji po przejściu na systemy laserowe CO2 do wycinania elementów desek rozdzielczych z tworzywa poliwęglanowego. Co czyni te lasery tak przydatnymi, to ich zdolność do integrowania punktów mocowania czujników i otworów wentylacyjnych bezpośrednio w procesie cięcia, co oznacza brak dodatkowej pracy po pierwotnym wycięciu. Dla producentów działających na masowych liniach montażowych, gdzie każda minuta ma znaczenie, taka efektywność jest bardzo ważna. Dodatkowo nadal spełniają one wszystkie wymagane standardy jakości podlegające certyfikacji ISO 9001, więc pomimo szybszych czasów produkcji nie następuje kompromitacja spójności produktu.
Lazery CO2 stały się niezbędne przy produkcji wysokiej jakości paneli akrylowych stosowanych w oświetlonych ramkach LED oraz obudowach do wyświetlaczy OLED. Ponieważ działają bez kontaktu z materiałem, lasery te unikają powstawania drobnych zadrapań, które mogłyby pogorszyć przejrzystość. Większość producentów podaje współczynnik przepuszczania światła na poziomie około 98% w swoich oświetlanych ekspozycjach detalicznych dzięki tej właśnie metodzie. Duże nazwy w branży polegają na tych systemach laserowych, aby tworzyć skomplikowane wzory prowadnic świetlnych oraz konstrukcje bez ramek, które są praktycznie wymagane dla najnowszych przezroczystych ekranów OLED. Co ciekawe, wiele z tych samych zestawów laserowych radzi sobie również z samogasnącymi materiałami poliwęglanowymi, co tłumaczy ich powszechne wykorzystanie w różnych sektorach, takich jak kokpity samolotów czy deski rozdzielcze w samochodach, gdzie równie ważna jest zarówno przejrzystość wyświetlacza, jak i spełnienie norm bezpieczeństwa.
Maszyny do cięcia laserem CO2 stały się nieodzownym narzędziem w tekstyliach, opakowaniach i mody dzięki możliwości osiągania wysokiej precyzji przy jednoczesnym minimalizowaniu odpadów materiałowych.
Działaющий na długości fali około 10,6 mikrona, ten laser przecina materiały takie jak dżins, naturalna skóra czy trudne mieszanki syntetyczne, nie pozostawiając poszarpanych brzegów. Co czyni te systemy szczególnie skutecznymi, to zdolność jednoczesnego topienia i uszczelniania włókien, co oznacza brak konieczności dodatkowej obróbki po cięciu produktów wykonanych z tkanin – niezależnie od tego, czy chodzi o odzież, pokrycia mebli, czy specjalistyczny sprzęt. Jeden z dużych producentów samochodów odnotował spadek odpadów ze skóry o prawie 40%, gdy przeszedł na lasery CO2 do wykrawania siedzeń. Ma to sens, ponieważ tradycyjne metody po prostu nie mogą dorównać temu poziomowi precyzji i efektywności.
Lazery CO2 świetnie sprawdzają się z materiałami biodegradowalnymi, takimi jak zwykły tektur i karton, co czyni je doskonałym wyborem w kontekście ekologicznych rozwiązań pakowania. Tradycyjne metody tłoczenia nie mogą konkurować z możliwościami oferowanymi przez technologię laserową pod względem szybkich dostosowań potrzebnych do edycji specjalnych pudełek czy niestandardowych projektów. Raporty branżowe pokazują również interesujące dane dotyczące tej tendencji. Około dwie trzecie marek skupiających się na przyjazności dla środowiska zaczęło wprowadzać cięcie laserowe do swoich operacji, np. w przypadku ekranów wyświetlania możliwych do recyklingu lub pojemników, które ulegną rozkładowi w kompoście.
Dzięki laserom CO2 projektanci mogą teraz znacznie szybciej przekształcać swoje cyfrowe projekty w rzeczywiste przedmioty, niezależnie od tego, czy pracują nad skomplikowanymi haftowanymi wzorami dla mody wysokiej, czy tworzą efektowne trójwymiarowe znaki dla sklepów. Małe firmy modowe stwierdziły, że korzystanie z tych usług cięcia laserowego na żądanie znacząco obniża koszty prototypowania, o około 55% mniej niż przy tradycyjnej produkcji. Co czyni te systemy laserowe tak cennymi, to ich wsparcie dla praktyk ekologicznych oraz szybkie czasy reakcji, co ma duże znaczenie na dzisiejszych dynamicznych rynkach, gdzie trendy stale się zmieniają, a wymagania klientów różnią się w zależności od sektora.
Maszyny do cięcia CO2 wytwarzają niezwykle czyste cięcia bez zadziorów, często z tolerancją do 0,1 mm, co oznacza brak potrzeby kosztownej pracy wykończeniowej w sektorach takich jak produkcja elektroniki czy wytwarzanie sprzętu medycznego. Ponieważ maszyny te nie stykają się bezpośrednio z materiałem podczas cięcia, zmniejszają ilość odpadów materiałowych o około 15% w porównaniu z tradycyjnymi metodami mechanicznymi. Taka efektywność dobrze wpisuje się w to, co wielu producentów określa jako praktyki produkcji cyklicznej. Najnowsze modele dobrze współpracują również z technologiami przemysłu 4.0. Śledzenie w czasie rzeczywistym za pomocą małych czujników IoT oraz automatyczne systemy doprowadzania materiału zwiększyły czas pracy urządzeń do około 94% na tych zakładach, które odpowiednio je skonfigurowały. Niektóre zakłady odnotowują jeszcze lepsze wyniki po dokładnej optymalizacji ustawień.
FDA wydała zielone światło na nowe zastosowania laserów CO2, zwłaszcza do spawania polimerów w opakowaniach medycznych, które muszą być całkowicie szczelne. Te same lasery są stosowane również do tworzenia zasłon chirurgicznych z maleńkimi otworami ustawionymi dokładnie tak, aby kontrolować przepływ powietrza podczas zabiegów. W przypadku cięcia materiałów silikonowych klasy spożywczej lub biodegradowalnych tworzyw sztucznych PLA producenci mogą teraz spełniać wszystkie niezbędne wymagania bezpieczeństwa dzięki specyficznym długościom fali lasera, które zapobiegają uszkodzeniom na poziomie molekularnym. Wczesne testy z zeszłego roku wykazały też coś imponującego: uszczelnienie torby IV trwało o 30 procent krócej, gdy używano tych laserów zamiast tradycyjnej metody ultradźwiękowej.
Producenci zaczynają eksperymentować z wykorzystaniem laserów CO2 o mocy 200 watów w połączeniu z robotami kolaboracyjnymi, tzw. cobotami, w celu prowadzenia linii produkcyjnych bez oświetlenia podczas zmian nocnych dla części na zamówienie. Głowice tnące stały się ostatnio bardzo zaawansowane dzięki technologii wizyjnej AI, która umożliwia automatyczne dostosowywanie takich parametrów jak długość ogniskowej czy ciśnienie gazu podczas przełączania się z akrylu na trudniejsze materiały, takie jak kompozyty z włókna węglowego. Oznacza to, że technologia laserów CO2 staje się nie tylko kolejnym narzędziem, lecz elementem podstawowym dla firm budujących elastyczne systemy produkcyjne, w których produkty są wytwarzane dokładnie wtedy, gdy są potrzebne, i zgodnie z oczekiwaniami klientów.
Cięcie laserem CO2 jest idealne dla niemetalicznych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, drewno, akryl, tekstylia oraz inne materiały organiczne, ze względu na falę o długości 10,6 mikrometra, która jest łatwo pochłaniana przez te substancje.
Chociaż lasery światłowodowe są powszechnie stosowane do cięcia metali, lasery CO2 świetnie sprawdzają się w obróbce materiałów niemetalicznych i kompozytowych dzięki dłuższej długości fali, która zapewnia czystsze cięcie i mniejsze problemy z odbiciem.
Branże takie jak motoryzacja, lotnictwo, elektronika, przemysł tekstylny, opakowania i moda znacząco korzystają z cięcia laserowego CO2 ze względu na jego precyzję, uniwersalność i możliwość redukcji odpadów materiałowych.
Laserы CO2 są mniej wydajne przy cięciu silnie odbijających metali, takich jak miedź i aluminium, ponieważ materiały te odbijają dużą część energii laserowej, wymagając większych gęstości mocy w porównaniu z laserami światłowodowymi.
Nowe trendy obejmują integrację z inteligentną produkcją, automatycznymi liniami montażowymi, produkcją urządzeń medycznych oraz przetwarzaniem materiałów bezpiecznych dla żywności zgodnie z wytycznymi FDA.
Shandong ZhongGuangDian oferuje zaawansowane maszyny do oznaczania laserowego i niestandardowe urządzenia laserowe dla różnych branż. Nasze niezawodne produkty, szybka dostawa i gwarancja na całe życie zapewniają satysfakcję klienta.
EN
