CO2 lazeris buvo vienas pirmųjų svarbių veikėjų lazerinės apdirbimo technologijos srityje. Šie lazeriai generuoja stiprią šviesą apie 10,6 mikronų bangos ilgio, dėl ko jie gana gerai susidoroja su įvairiomis medžiagomis – nuo metalo lakštų iki plastikinių dalių – daugelyje pramonės šakų. Tačiau viskas pradėjo keistis, kai pasirodė šviesolaidiniai lazeriai. Pereinama prie šių naujų lazerių reiškia gana didelį žingsnį į priekį, nes jie tiesiog veikia geriau daugeliu atvejų. Šviesolaidiniai lazeriai iš esmės naudoja specialius stiklo pluoštus, sumaišytus su tam tikromis retųjų žemių medžiagomis, kaip pagrindinę sudėtinę dalį. Tai, kas juos išskiria – jų pjūvio greitis, kuris yra daug didesnis nei senesnių modelių, be to, jie sunaudoja kur kas mažiau energijos. Todėl daugelis gamyklų šiandien rinktasi būtent šią kryptį, o ne laikytis senųjų CO2 sistemų.
Pluošto lazerių pardavimai pastaruoju metu labai išaugo lyginant su CO2 lazeriais. Pramonės duomenys rodo, kad šie pluošto lazeriai auga maždaug 30 % per metus, o tai reiškia, kad akivaizdžiai keičiasi vartotojų pageidavimai, nes jie geriau pjauna ir veikia efektyviau. Augant pluošto technologijoms, taip pat matome, kad į žaidimą įsijungia ir diskų lazeriai. Šie naujesni diskų lazeriai derina stiprią galią iš senųjų lazerių su kur kas geresne spindulio kokybe, be to, jie dar ir taupo energiją. Gamintojams, siekiantiems tiksliai pjaustyti įvairiomis medžiagomis, diskų lazeriai šiuo metu pramonės pjovimo srityje yra kažkas išties įspūdingo.
Naujausios pažangos lazerinės optikos technologijose tikrai padidino lazerinių įrenginių tikslumą pjūviuose, todėl jie tampa kur kas naudingesni įvairiose gamybos srityse. Šie pasiekimai leidžia gamintojams gaminti detales labai tiksliai, o tai yra itin svarbu tokiose srityse kaip aviacijos inžinerija ir medicinos priemonių gamyba, kur sudėtingos formos ir be klaidų atliktas darbas yra kritiškai svarbūs. Pvz., pagal pramonės ataskaitas, šiuolaikinės lazerinio pjaustymo technologijos padeda pasiekti apie 98 % tikslumo lygį gaminant lėktuvų dalis, o tai reiškia, kad šios svarbios detalės atitinka griežtas kokybės normas ir veikia patikimai tada, kai tai yra svarbiausia.
Programinės įrangos patobulinimai žymiai paveikė tai, kaip lazerinės sistemos iš tiesų veikia kasdien. Geriausi šiuo metu esantys programinės įrangos sprendimai nustato optimalias pjaustymo trasas, todėl sumažėja atliekų, o gamintojams darbai vyksta greičiau. Vienas svarbus proveržis įvyko tada, kai kūrėjai sukūrė išmaniuosius algoritmus, kurie automatiškai taiso mažus pjaustymo nesklandumus darbo metu, o tai reiškia geresnius galutinius rezultatus be papildomų rankinių koregavimų. Atsižvelgiant į realius pavyzdžius iš didelių gamintojų, tampa aišku, kaip daug geriau produktai gaunasi tada, kai lazeriai yra tiksliai valdomi, nes tai sumažina nepageidaujamas gamybos klaidas ir sutaupo daug žaliavų, kurios kitaip būtų švaistomos. Bet kuriam šiandien dirbančiam gamybos sektoriuje, tokios tikslumo technologijos jau nėra tik papildomas patogumas – jos tampa būtinomis bet kokio konkurencingos gamybos sistemos dalimis.
Šių pažangų beproblemis derinimas reiškia transformacinį poslinkį gamintojų požiūryje į gamybą, nustatant naujas tikslumo ir našumo standartus. Nuolatinės inovacijos leidžia manyti, kad lazerinės technologijos ateitis gamyboje žada dar tobulesnes galimybes.
Naujausios lazerinio pjaustymo technologijos tikrai pakėlė judėjimo tikslumą iki naujo lygio, o kai kurios sistemos demonstruoja beveik trigubai didesnį tikslumą lyginant su senesnėmis modeliais. Daugeliu atvejų tai pasiekta dėl protingesnės programinės įrangos, kuri sumažina klaidas darbo metu. Paimkime, pavyzdžiui, Siemens Sinumerik staklių robotą – šios mašinos pjausto dalis tokia tiksliai, kad net mažiausios komponentės lėktuvų varikliams atitinka tikslų specifikacijas. Privalumai apima ne tik geresnių produktų gamybą. Įmonės nurodo greitesnę gamybą, nes šios mašinos sunaudoja mažiau medžiagos ir reikalauja mažiau pataisymų tarp darbų. Tiriant faktinius duomenis su gamintojais, kurie atnaujino įrangą, išvesties skaičiai pasakoja ganėtinai įtikinėtą istoriją apie tai, ką šie nauji lazerai gali padaryti įmonių pelno linijoms.
Naujausios pakeitimai, kaip yra gaminamos lazerio pjūklo konstrukcijos, padėjo įveikti tas nepatogias medžiagos apribojimų problemas padidinus judėjimo metu reikiamą standumą ir bendrą darbo greitį. Pavyzdžiui, Siemens Sinumerik MTR robotas turi geresnį dinaminį standumą, kuris leidžia dirbti su kietesnėmis medžiagomis, tokio kaip plienas, neprarandant pjūvio tikslumo. Taip pat dėl šių konstrukcinių pokyčių pasiekiamas tikras greičio padidėjimas, naujesnės sistemos dažnai pranoksta senesnes kartas gana reikšmingai. Dėl šių našumo šuolių gamintojai dabar gali naudoti įvairesnes medžiagas, todėl natūraliai didėja gamybos apimtys ir viskas veikia sklandžiau. Tai ypač svarbu tokiose srityse kaip gynybos pramonė ir aviacija, kur svarbu tikslumas.
Lazerio pjūvio mašinos šiuolaikinėse gamybose vis labiau prisideda prie energijos taupymo ir atliekų mažinimo, todėl gamykloms mažėja išlaidos, o tai taip pat naudinga mūsų planetai. Naujesni modeliai yra aprūpinti technologijomis, kurios reikšmingai sumažina energijos suvartojimą. Gamykloms taip sutaupoma elekros sąskaitose, o gamybos procese kyla mažiau aplinkos taršos problemų. Taip pat tikslūs šių mašinų parametrai leidžia sumažinti medžiagos, einamos gamybai, atliekas. Praktiški pavyzdžiai rodo, kad įmonės dėka šių patobulinimų gali sunaudoti 20–40 procentų mažiau žaliavų nei anksčiau. Tai pastebėjo ir pasaulio vyriausybės, pradėdamos skatinti įmones naudoti švarias technologijas. Nors reikia laikytis visų naujų reglamentų, daugelis gamintojų pastebi, kad taip pat sutaupoma lėšų, net jei kartais taupymo rezultatai nebūna tokie reikšmingi, kaip buvo pažadėta.
Automobilių pramonėje vyksta didelių pokyčių dėl lazerinio pjaustymo technologijų, ypač kuriant elektrinių automobilių baterijas. Gamintojai dabar pasiekia kur kas geresnių rezultatų naudodami lazerinį suvirinimą EV baterijoms, nes joms reikia tokio tikslumo, kad išlaikytų jų efektyvumą ilgainiui. Taip pat pastebime daugiau susidomėjimo naudoti lazerius lengvesniems automobilių detalėms gaminti. Lengvesnės dalys reiškia geresnį kuro suvartojimą ir mažesnį taršos lygį. Pažiūrėkite, ką šiuo metu daro tokios įmonės kaip Tesla ir BMW. Abi įmonės jau įdiegė lazerinio pjaustymo sistemas visose savo gamyklų linijose. Jos iš esmės nustato žaliosios technologijos ir aukšto našumo automobilių tendencijas per pažengusias baterijų lazerinio suvirinimo technologijas ir specializuotus įrenginius, kurie pjūva gumines dalis su nepaprastu tikslumu. Visa ši sektoriaus kryptis atrodo taip, kad judama link švaresnės gamybos, kartu toliau plėtojant automobilių galimybes.
Lazerio pjūvis tapo būtinas baigiant 3D spausdintas dalis aviacijos pramonėje, kur tikslūs matavimai yra labai svarbūs dėl griežtų FAA ir EASA taisyklių. Kuriant lėktuvų komponentus, net menkiausios nuokrypos gali sukelti didelių problemų ateityje. Todėl gamintojai pasikliauja lazeriais, kad svarbūs matmenys būtų tikslūs po spausdinimo. Didieji aviacijos pavadinimai, tokie kaip Boeing ir Airbus, jau derina lazerines sistemas su jų adityvinio gamybos įrenginiais. Boeing gamyklų Everett mieste (Vašingtone) darbuotojai pranešė, kad įgyvendinus šį hibridinį metodą, medžiagos atliekų sumažėjo apie 30 procentų. Tuo tarpu Airbus inžinieriai Tulūzoje nustatė, kad integruojant lazerio suvirinimą su tradiciniais metodais, tam tikrų sparno dalių gamybos laikas sutrumpėja beveik dvigubai. Nors vis dar kyla problemų dėl šiluminio iškraipymo ir medžiagų suderinamumo, daugelis ekspertų sutinka, kad šios sujungtos technologijos yra tikras žingsnis į priekį šiuolaikinėje lėktuvų gamyboje.
Prognozuojanti techninė priežiūra, kuriai vadovaujasi dirbtinis intelektas, keičia būdą, kuriuo palaikomi lazeriniai sistemos. Šios sistemos naudoja sudėtingus algoritmus, kad analizuotų operacines duomenis ir prognozuotų, kada bus reikalinga techninė priežiūra, o tai padeda pratęsti įrenginių eksploatacijos laiką. Pramonės duomenys rodo, kad kai kurios įmonės, atsisakiusios fiksuotų techninės priežiūros tvarkų ir perejusios prie dirbtinio intelekto metodų, sumažino techninės priežiūros išlaidas maždaug 20 %. Daugelis gamintojų jau yra pritaikę dirbtinio intelekto sprendimus savo lazerinio pjaustymo procesams. Pavyzdžiui, viena gamyklą pranešė sutaupius tūkstančius eurų remontui, tuo pačiu užtikrinant sklandžią gamybos veiklą be netikėtų gedimų. Toks priekyje žvelgiantis požiūris puikiai telpa į šiuolaikinės išmanios gamybos praktikas, suteikiant verslui pranašumą šiandienos sparčiai besivystančioje pramonės aplinkoje, kur automatizacija nuolat keičia operacijas visose sektorių srityse.
Įdiegus IoT technologijas į lazerio pjaustymo mašinas, tai tikrai pakeitė gamyklų kasdienes operacijas. Šios prijungtos sistemos leidžia operatoriams stebėti viską realiu laiku ir prireikus atlikti koregavimus, todėl mašinos veikia sklandžiai daugumą laiko. Pagal naujausius pramonės ataskaitas, įmonės, kurios visiškai įgyvendino IoT sprendimus, pažymi apie 15 % didesnį našumą ir maždaug pusę mažesnio prastojo laiko lyginant su tradiciniais įrenginiais. Dabar daugelis gamybos įmonių mato, kad IoT yra būtinas, kad būtų įvykdomos modernios gamybos reikmės. Greito reagavimo į problemas galimybė reiškia mažiau vėlavimų ir sklaidesnius darbo procesus visoje linijoje. Peržvelgus faktines gamyklų sąlygas, matyti, kad įmonės, naudojančios šias išmanąsias technologijas, pavyko padidinti lazerio pjaustymo sistemų efektyvumą ir padaryti visą gamybos liniją lankstesnę. Šiuo metu aišku, kad IoT jau nebe tik atskirus procesus gerina, bet iš esmės keičia visos gamybos operacijų veikimą.
Femtosekundiniai lazeriai keičia mikroapdirbimo žaidimą, suteikiant gamintojams beveik stebuklingą tikslumą, kai dirbama nanolygyje. Šie ultratrumpi lazeriai veikia kitaip nei senesni modeliai, nes jie skleidžia nepaprastai trumpus impulsus, kurie sukelia mažai šiluminio poveikio. Tai leidžia kurti smulkius, detales struktūras, reikalingas daugelyje pažengusių technologijų. Ypač naudosiasi elektronikos ir medicinos sritys. Paimkime mikroschemas – be femtosekundinės technologijos, grandinių tikslumas būtų beveik neįmanomas. Specialistai mato daug augimo galimybių ir šioje srityje. Kuo toliau į mišką, tuo dažniau įmonės siekia protingesnių gamybos procesų, todėl tikimasi, kad šie lazeriai vis dažniau bus naudojami, pavyzdžiui, ligoninėse atliekant subtilius akių procedūras ar puslaidininkių gamyklose, kur reikia vis sudėtingesnių komponentų. Atrodo, kad rinka jau pasiruošusi priimti tai, ką gali pasiūlyti šie lazeriai.
Tokio gamybos pasaulio lygmenyje revoliucinio rezultato pasiekta derinant adityvinę gamybą su lazerinio pjaustymo technologija. Kuo išsiskiria tokios hibridinės sistemos? Jos sutaupo daug laiko ir suteikia dizaineriams daugiau laisvės eksperimentuoti su formomis ir konstrukcijomis. Kai gamintojai sujungia sluoksninį 3D spausdinimo procesą su lazerių tikslumu, jie gali gaminti sudėtingas dalis, kurios anksčiau būtų pernelyg sudėtingos arba tiesiog nevertos sąnaudų. Paimkime automobilių pramonę kaip pavyzdį. Automobilių gamintojai pradėjo naudoti tokias hibridines sistemas, kad gamybos linijos veiktų sklandžiau, mažėtų atliekų kiekis ir prototipai būtų parengti daug greičiau nei leisdavo tradicinės metodai. Daugelis analitikų mano, kad netrukdytai hibridinė gamyba bus pradėta naudoti visose sektorių. Kuo toliau, tuo daugiau įmonių ieško būdų, kaip sumažinti išlaidas ir mažinti poveikį aplinkai, todėl šis senų ir naujų gamybos technologijų derinys atrodo esąs pasiruošęs pakeisti tai, kaip yra gaminama.
