Techniki Wytwarzania i Procesy Technologiczne
teksturowanie laserowe - laser texturing - GF Machining Solutions - Laser P

Teksturowanie laserowe – GF Machining Solutions Laser P

Teksturowanie laserowe jest techniką obróbki wykorzystującą wiązkę laserową do nadawania określonych właściwości w warstwie wierzchniej przedmiotu. W zastosowaniu w przemyśle maszynowym technika laserowa bardziej kojarzy się z cięciem, spajaniem oraz znakowaniem niż z precyzyjnym kształtowaniem powierzchni. Ilustracje 1, 2 i 3 pokazują przykłady zastosowania teksturowania laserowego.

teksturowanie laserowe - GF Machining Solutions - Laser P

Ilustracja 1. Przykład naniesienia oznaczenia i faktury na powierzchnię matrycy – GF Machining Solutions – Laser P.

teksturowanie laserowe - GF Machining Solutions - Laser P

Ilustracja 2. Przykład wykorzystania teksturowania laserowego.

Jak pokazuje ilustracja 2 teksturowanie laserowe umożliwia nanoszenie nie tylko kolorowych oznaczeń ale także grawerowanie powierzchni, a więc nadawanie ostatecznej określonej tekstury (faktury) powierzchni. Technika ta szczególnie sprawdza się w przypadku produkcji form i matryc w przetwórstwie tworzyw sztucznych (np. przemysł oponiarski, opakowania plastykowe, odbłyśniki lamp samochodowych). Dzięki temu możliwe jest uzyskanie określonych właściwości użytkowych oraz estetycznych wyrobom finalnym (np. obudowa aparatu fotograficznego czy smartfonu). W przeszłości w zakresie tworzenia określonej faktury wykorzystywano metodę trawienia fotochemicznego. Jednak w jej przypadku nie można było mówić o powtarzalności co stanowiło poważne ograniczenie tej metody.

teksturowanie laserowe - GF Machining Solutions - Laser P

Ilustracja 2. Przykłady teksturowania i grawerowania laserowego – GF Machining Solutions Laser P 400.

Ilustracja 3 stanowi przykład uniwersalności maszyny technologicznej GF Machining Solutions AgieCharmilles LASER P (ilustracja 4), która zapewnia możliwość zróżnicowanego oddziaływania na stan warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianemu. Możliwe jest odwzorowanie tęczowego przejścia barw w wybranym zarysie. Dzięki temu można stworzyć swoisty znak wodny na powierzchni formy, który zostanie odwzorowany na powierzchni wypraski. Ważną cechą w omawianych przypadkach jest wysoki kontrast. Jest to pożądana cecha w przypadku grawerowania i cechowania gdyż w naturalny sposób poprawia czytelność np. danych alfanumerycznych.

teksturowanie laserowe - GF Machining Solutions - Laser P

Ilustracja 4. Maszyna technologiczna firmy GF Machining Solutions z rodziny AgieCharmilles Laser P.

Alternatywna metoda polega na wykorzystaniu elektrodrążenia wgłębnego (ang. EDM). Zastosowanie tej metody do nadania określonej faktury powierzchni za pomocą elektrody roboczej wykonanej z miedzi lub grafitu. Do wad tej metody zalicza się tempo zużycia elektrody, co jest szczególnie widoczne w przypadku elektrod miedzianych. Koszt wykonania elektrod jest czynnikiem wpływającym istotnie na koszt obróbki EDM.

Teksturowanie laserowe – zalety

Teksturowanie laserowe posiada przewagę to nie tylko ze względu na wysoką dokładność wymiarów geometrycznych, powtarzalność, czas obróbki ale przede wszystkim ze względu na synergizm tych czynników co umożliwia:

  • podwyższanie właściwości użytkowych produktów końcowych (np. w kontekście ergonomicznym – lepszy, pewniejszy chwyt aparatu fotograficznego);
  • modyfikację cech wizualnych powierzchni wyrobu;
  • lepsze dopasowanie do współczesnego charakteru skali produkcji (jednostkowa i małoseryjna).

Konstrukcja rodziny AgieCharmilles Laser P400/600/1000/1200/4000 oraz 1200 U Dedicated firmy GF Machining Solutions to konstrukcje bazujące na sprawdzonych już rozwiązaniach obróbkowych centrów frezarskich CNC.  W efekcie teksturowanie laserowe może być przeprowadzone na przedmiotach o masie od 4 do 20.000 kg. W przypadku GF Machining Solutions AgieCharmilles  Laser P 4000 maksymalny przesuw  w osi X wynosi 4000 mm.

Jednak efektywność tych maszyn technologicznych zależy przede wszystkim od zastosowanego rodzaju lasera – iterbowego i głowicy laserowej wyposażonej w:

  • dodatkowy czerwony wskaźnik dla pozycjonowania głowicy laserowej;
  • kamerę wysokiej rozdzielczości wspierającą proces pozycjonowania oraz umożliwiającą monitorowanie procesu ablacji w czasie rzeczywistym;
  • dyszę odsysającą opary z procesu obróbki;
  • dwa skanery;
  • sondę przedmiotową (pozycjonowanie przedmiotu obrabianego);
  • dyszę do przedmuchy sprężonym powietrzem;
  • soczewki ogniskujące (określają wielkość plamki wiązki lasera: 25; 40 i 70 μm), które są komponentami szybko wymienialnymi.

Jak przystało na konstrukcje obrabiarek firmy GF Machinins Solutions tak i w przypadku rodziny AgieCharmilles Laser P niektóre modele (Laser P 600 i 1000) są predysponowane dla procesów technologicznych o wyższym albo wysokim stopniu automatyzacji (ilustracja 5).

teksturowanie laserowe - GF Machining Solutions - Laser P

Ilustracja 5. Przedmiot obrabiany z paletą w ramach Systemu 3R w strefie obróbkowej maszyny technologicznej Laser P.

Metoda teksturowania laserowego jest cały czas rozwijana, a prace dotyczą m.in. jeszcze bardziej efektywnego procesu ablacji co istotnie by skróciło czas obróbki, a tym samym umożliwiłoby szersze zastosowanie w przemyśle. Należy tu nadmienić, iż w ramach rodziny Agie Charmilles Laser P maszyna Laser P 1200 U Dedicated jest właśnie maszyną technologiczną dedykowaną dla konkretnej produkcji, a mianowicie do wytwarzania form bocznych ścianek opon.

teksturowanie laserowe - GF Machining Solutions - Laser P

Ilustracja 6. Przykład laserowej obróbki powierzchni formy.

Ilustracja 6 to ciekawy przykład kompleksowej obróbki formy przy wykorzystaniu maszyn technologicznych firmy GF Machining Solutions. Teksturowanie laserowe wykorzystano zarówno do wykonania znaku w ramach kampanii marki oraz do nadania określonej tekstury. Poszerzenie zdolności technologicznych, czyli uzyskanie nowych możliwości (wydajność, powtarzalność dotychczas nieosiągalna) umożliwia realizację coraz to bardziej skomplikowanych wzorów na przedmiotach użytkowych.

Źródła

 

About author

morek

Rocznik 1973. W 1993 skończyłem Technikum Elektryczne Nr 1. W 1998 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny i Automatyzacji (obecnie WIP) PW. 1997-2000 konstruktor narzędzi skrawających w F.W.P. VIS S.A. 2004. Doktorat z technologii kół zębatych. Technologie wytwarzania i procesy technologiczne to moja pasja.

Related Articles

Leave a reply

You must be logged in to post a comment.

Kategorie

YouTube



Nadchodzące wydarzenia

Statistics

  • 41 626
  • 8 491 695
  • 818 525
  • 196