Zadzwoń +48 32 388 70 51

Szczegóły aktualności

Innowacje Universal - Osłona gazowa z zabezpieczeniem optyki

Osłona gazowa z zabezpieczeniem optyki

Przepływ gazów (powietrze, azot, wodór, tlen itd.) odgrywa niezwykle ważną rolę w obróbce materiałów laserowych. Mogą być stosowane w celu uniknięcia zanieczyszczenia powierzchni przez usuwanie kurzu i drobinek materiału lub w celu zarządzania skomplikowanymi reakcjami chemicznymi, które występują podczas obróbki materiału.

Dlaczego ULS wykorzystuje technologię Gas Assist z technologią Optics Protection?

  • Poprawa jakości obróbki materiałów grawerskich - Gas Assist może być bardzo korzystny przy przetwarzaniu prawie każdego materiału.
  • Obniżenie kosztów operacyjnych - Szybkość przetwarzania może zostać znacznie zwiększona za pomocą procesów gazowych.
  • Zwiększenie bezpieczeństwa systemu laserowego - Gas Assist pozwala na bezpieczne przetwarzanie materiałów palnych i materiałów, które wytwarzają palne produkty uboczne.
  • Redukcja konserwacji - Gas Assist pomaga utrzymać czyste środowisko pracy w obudowie, zmniejszając zanieczyszczenie powierzchni optycznych i komponentów ruchu.

Jak działa osłona gazowa i ochrona optyki ULS?

ULS Gas Assist i Optics Protection używa szeregu komponentów do uporania się z produktami ubocznymi przetwarzania laserowego materiału, poprawy jakości i przepustowości przetwarzania oraz ograniczenia konserwacji. Poniżej znajdują się cztery rodzaje elementów używanych do tego celu.

Manualny i automatyczny nadmuch gazu

Osłona gazowa wstrzykuje strumień gazów na obrabiany materiał w punkcie, w którym laser skupia się na materiale. Może to być wykorzystane do utrzymania podłoża wolnego od zanieczyszczeń drobinkami materiału, zapobiegania lub wspierania niektórych reakcji chemicznych i usuwania pyłów powstałyc wskutek obróbki laserowej. Gazy mogą być dostarczane przez sprężarkę powietrza lub z zewnętrznych zbiorników gazu.

Ochrona optyki

Ochrona optyki dostarcza stały strumień czystego, sprężonego powietrza do kilku dyfuzorów w układzie lasera. Powietrze wypływa z tych dyfuzorów tworząc barierę pozytywnego ciśnienia powietrza wokół krytycznych elementów optycznych, takich jak lustra i soczewki. Hamuje to kurz i zanieczyszczenia powstające podczas przetwarzania przed zanieczyszczeniem powierzchni optycznych, co poprawia trwałość optyki, szybkość oraz jakość obróbki laserem.

Sterowany komputerowo Gas Assist pełni tę samą funkcję, co Gas Assist, ale także kontroluje natężenie przepływu gazów płynących przez zawór. Umożliwia to zmianę szybkości przepływu gazu między plikami projektu lub między poszczególnymi procesami w obrębie tego samego pliku projektu. Dodatkowo, użytkownik może wybrać mieszaninę gazów i ich proporcje.

Sprężarki powietrza ULS

Sprężone powietrze może być zasilane z różnych źródeł: zbiorników czy sprężarek powietrza. Podczas wyboru źródła powietrza do obróbki materiałów grawerskich należy wziąć pod uwagę wiele czynników, a mianowicie czystość powietrza oraz zawartość oleju i wilgoci. ULS oferuje rozwiązanie dla sprężonego powietrza, które zapewnia optymalnie powietrze zarówno dla komponentów Optics Protection, jak i Gas Assist. Dodatkowo, kompresor kontroluje cięcie laserowe, grawerowanie i znakowanie, dostarczając powietrze tylko wtedy, gdy jest wymagane, zmniejszając niepotrzebne zużycie, koszty elektryczne i hałas.

Dodatki do asystenta gazu

Gazy mogą być dostarczane za pośrednictwem jednego z dwóch różnych źródeł: nadmuch gazu współosiowy lub nadmuch gazu boczny. Współosiowy nadmuch gazu kieruje przepływ prostopadle do powierzchni materiału. Dla każdej soczewki ogniskowej dostępna jest inna stożkowa dysza nadmuchowa, który zachowuje optymalną odległość od materiału, oraz likwiduje przeszkody na drodze wiązki. System wspomagania bocznego gazu kieruje powietrze na materiał i jest regulowany przez użytkownika zarówno w obu kierunkach, aby idealnie dopasować się do potrzeb danego materiału. Każdy rodzaj przepływu jest korzystny dla różnych aplikacji do przetwarzania materiałów.

                          

Udoskonalone przetwarzanie materiałów grawerskich

Laserowe przetwarzanie materiałów wytwarza produkty uboczne, takie jak kurz, drobinki materiału, dym czy opary. Charakter tych produktów ubocznych jest wysoce zależny od materiału. Na przykład obróbka laserowa drewna i produktów papierowych powoduje spalanie; wytwarzanie CO2 i pary wodnej wraz z dymem i popiołem. Znakowanie na anodyzowanym aluminium nie tworzy praktycznie żadnego produktu ubocznego - laser rozkłada organiczną powłokę w anodowanej powłoce. Znakowanie na żelazie i związkach żelaza powoduje powstawanie tlenków metali, które mogą być użyteczne w znakowaniu gdzie wymagany jest wysoki kontrast, ale są niepożądane podczas procesu cięcia.

Gas Assist i Computer Gas Assist wstrzykują gazy, takie jak azot, hel, argon lub powietrze w punkcie przetwarzania, aby pomóc w usunięciu tych produktów ubocznych. Uzyskaną jakość przetworzonego materiału można znacznie poprawić dzięki trzem różnym mechanizmom; usuwanie mechaniczne produktu ubocznego, termiczne przewodzenie ciepła oraz wzmacnianie lub hamowanie reakcji chemicznych.

Mechaniczne usuwanie produktów ubocznych

Bez względu na rodzaj użytego gazu, silny strumień wtryskiwany do punktu przetwarzania pomaga zapobiec nagromadzeniu się produktu ubocznego na materiale i wokół niego. W materiałach, które topią się po wystawieniu na działanie energii lasera, może to pomóc przez wyrzucenie stopu, co skutkuje czystszym, bardziej spójnym cięciem i znakowaniem laserowym. Materiały wytwarzające gazy mogą hamować dostarczanie energii laserowej lub zmieniać lokalnie chemię. Wydmuchując te gazy można poprawić obróbkę. Niektóre materiały szybko stygną i mogą zakłócać przetwarzanie laserowe materiału, blokując drogę wiązki laserowej do jej powierzchni. W takich przypadkach konieczne jest usunięcie materiału, aby zapobiec zakłóceniu procesu.

Współosiowy nadmuch gazu i wspomaganie gazem boczne pozwala użytkownikowi kontrolować sposób, w jaki materiał jest wyrzucany z powierzchni. Współosiowy nadmuch gazu zmusza powietrze do kontaktu z materiałem i pomaga usunąć produkty uboczne obróbki laserowej z procesów cięcia, grawerowania i znakowania. Boczny nadmuch gazem jest regulowane i może skierować powietrze wzdłuż powierzchni materiału pod różnymi kątami padania. Szczególnie przydatny w aplikacjach do znakowania rastrowego, w których każda linia musi być wolna od zanieczyszczeń, aby zapewnić idealne przetwarzanie, zarówno współosiowy nadmuch gazu, jak i boczne wspomaganie gazem są łatwe do usunięcia i ponownego zainstalowania bez użycia narzędzi, co zwiększa elastyczność pracy.

Przewodnictwo cieplne

Oprócz mechanicznego usuwania produktów ubocznych z materiału, wspomaganie gazem pomaga rozproszyć ciepło wytworzone w wyniku obróbki materiału laserowego. Jest to przydatne w przypadku materiałów wrażliwych na podwyższone temperatury lub materiałów, które mogą tworzyć strefę wpływu ciepła.

Chemiczna kontrola środowiska

Gazy wtryskiwane do punktu przetwarzania wypierają otaczające powietrze, które zawiera mieszaninę azotu, tlenu i śladowe ilości innych gazów. Gazy te mogą chemicznie oddziaływać z materiałem podczas obróbki laserowej. Chemia tych reakcji jest wysoce zależna od materiału i może być niezwykle złożona. Nieprawidłowy skład gazu może powodować szereg wad przetwarzania, takich jak nadmierne zwęglanie, utlenianie i odbarwianie. Dodatkowo może zmniejszyć wydajność przetwarzania, a nawet wpłynąć na bezpieczeństwo pracy sprzętu.

Na szczęście, idealne przetwarzanie materiału grawerskiego można uzyskać, zastępując powietrze (N2 i O2) inną mieszaniną gazów, używając albo współosiowego wspomagania gazem albo bocznego nadmuchu gazu. Te dwa narzędzia umożliwiają precyzyjną kontrolę lokalnego środowiska chemicznego.

Materiały organiczne o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak polietylen, polipropylen, wraz z naturalnymi materiałami, takimi jak papier i drewno, mają skłonność do wywoływania płomienia na granicy laser / materiał. Ten płomień jest spowodowany intensywnym ciepłem procesu laserowego oddziałującego z materiałem i tlenem w powietrzu. Skutki takiego ognia mają negatywny wpływ na powstałe części i mogą potencjalnie zagrozić bezpieczeństwu eksploatacji. Gas Assist może być używany do wypierania otaczającego powietrza poprzez gaz obojętny, taki jak azot, argon lub hel, znacznie zmniejszając stężenie tlenu, co z kolei dusi reakcję spalania i eliminuje potencjalne płomienie.

Zredukowane koszty operacyjne

Poprawa przepustowości z wykorzystywaniem gazów procesowych może być bardzo znaczna, a w niektórych przypadkach po prostu bez niego nie można przetwarzać materiałów. Nie jest nietypowe uzyskanie podwójnej, a nawet potrójnej wydajności przetwarzania przy użyciu gazów procesowych. Zmniejsza to czas cyklu i wszystkie zasoby związane z produkcją.

Gazy procesowe, szczególnie egzotyczne, mogą być dość drogie. Sterowana komputerowo technologia wspomagania gazem według ULS minimalizuje straty poprzez kierowanie gazów lokalnie do punktu przetwarzania. Specjalistyczne zawory automatycznie kontrolują szybkość dostarczania gazu, aby jeszcze bardziej zmniejszyć ilość odpadów. Te same zawory odcinają dopływ gazu, gdy nie jest potrzebny, na przykład gdy system laserowy jest bezczynny lub gdy dany proces nie wymaga jego użycia. Wszystkie te funkcje zmniejszają koszty operacyjne korzystania z nadmuchu gazu.

Zwiększone bezpieczeństwo systemu

Istnieją pewne materiały, które mogą powodować obawy związane z bezpieczeństwem, gdy są używane bez wspomagania gazem. Gazy mogą usuwać łatwopalne zanieczyszczenia z punktu przetwarzania, gasić płomienie powstałe w procesie obróbki materiału i hamować samopodtrzymujące się spalanie. Wszystkie te mechanizmy zmniejszają ryzyko zapalenia się materiału podczas przetwarzania, co poprawia bezpieczeństwo systemu, obiektu i użytkownika.

Zmniejsza konserwację

Ochrona optyki minimalizuje zanieczyszczenie ważnych elementów optycznych. Mechaniczne i chemiczne procesy czyszczenia niwelują powłokę lub mogą zarysować powierzchnie optyki, potencjalnie zwiększając pochłanianie energii lasera, co powoduje dalsze uszkodzenia. Ten efekt kuli śnieżnej można łatwo ograniczyć dzięki ochronie optyki - przedłużając żywotność kosztownych elementów optycznych. Dodatkowo, zanieczyszczona optyka zmniejszy ilość energii dostarczanej do materiału i może potencjalnie zmniejszyć wydajność systemu laserowego w niektórych zastosowaniach. Ochrona optyki pozwala uniknąć tego problemu i pozwala systemowi laserowemu działać z optymalną mocą, nawet w najbardziej zanieczyszczonych środowiskach.

Wróć