×
CO2 lāzers patiešām bija viens no pirmajiem lielajiem lāzeru griešanas tehnoloģiju izstrādātājiem senāk. Šie lāzeri radīja spēcīgus starus ar aptuveni 10,6 mikrometru viļņu garumu, kas padarīja tos diezgan labiem dažādu materiālu griešanai — no metāla loksnes līdz plastmasas detaļām dažādās nozarēs. Taču sāka mainīties situācija, kad parādījās šķiedras lāzeri. Pāreja uz šiem jaunajiem lāzeriem nozīmēja diezgan lielu soli uz priekšu, jo tie vienkārši darbojās daudz labāk daudzos aspektos. Šķiedras lāzeri faktiski izmanto īpašas stikla šķiedras, kas sajauktas ar noteiktiem retzemju materiāliem, kā savu galveno komponentu. To, kas viņus izceļ, ir ātrāka griešana salīdzinājumā ar vecākiem modeļiem, vienlaikus patērējot ievērojami mazāk enerģijas. Tāpēc lielākā daļa rūpnīcu šodien izvēlas šo metodi, nevis paliek pie tradicionālajām CO2 sistēmām.
Šķiedras lāzeru pārdošana pēdējo desmit gadu laikā patiešām ir progresējusi salīdzinājumā ar CO2 lāzeriem. Nozares dati liecina, ka šķiedras lāzeru tirgus aug apmēram 30% gadā, kas mums rāda, ka lietotāji acīmredzami maina savas izvēles, jo tie griež labāk un strādā efektīvāk. Līdz ar šķiedras tehnoloģijas attīstību, mēs redzam arī diska lāzeru ieviešanu. Šie jaunākie diska lāzeri apvieno spēcīgu jaudu no tradicionālajiem lāzeriem ar daudz labāku staru kvalitāti, turklāt patērē mazāk enerģijas. Ražotājiem, kuriem ir nepieciešams precīzs griezums dažādos materiālos, diska lāzeri pašlaik ir kaut kas ļoti aizraujošs industriālā griezuma pasaulē.
Pēdējie uzlabojumi lāzeru optikas tehnoloģijās patiešām ir paaugstinājuši lāzeru precizitāti materiālu griešanā, padarot tos daudz noderīgākus dažādās ražošanas nozarēs. Šie sasniegumi ļauj ražotājiem izgatavot detaļas ar neticamu precizitāti, kas ir ļoti svarīgi nozarēs, piemēram, aviācijas inženierijā un medicīnas ierīču ražošanā, kur sarežģīti formas un bezvainīga izpilde ir visos aspektos būtiska. Piemēram, lidmašīnu detaļām — pēc nozares ziņojumiem, mūsdienu lāzergriešanas tehnoloģijas sasniedz apmēram 98% precizitātes līmeni, kas nozīmē, ka šīs kritiskās sastāvdaļas atbilst stingriem kvalitātes standartiem un darbojas uzticami tad, kad tās ir visvairāk vajadzīgas.
Programmatūras uzlabojumi ir ievērojami mainījuši to, kā lāzeru sistēmas faktiski darbojas ikdienā. Labākās programmas pašlaik nosaka optimālas griešanas trajektorijas, kas samazina materiālu atlikumus un paātrina ražošanu. Viens ļoti svarīgs caurstrāve notika tad, kad izstrādātāji izveidoja inteligentus algoritmus, kas automātiski labo nelielas griešanas kļūdas darbības laikā, nodrošinot labāku gala rezultātu bez papildu manuālām korekcijām. Ievērojot reālu piemēru lielus ražotājus, redzams, cik daudz labāki produkti rodas, kad lāzeri tiek precīzi kontrolēti, jo tie samazina nepatīkamas ražošanas kļūdas un ietaupa milzīgas daudzumus izejvielu, kas citādi taptu izmesti. Jebkurai personai, kas šodien strādā ražošanā, šāda veida precizitātes tehnoloģijas vairs nav tikai kaut kas patīkams, bet gan neatņemama jebkuras konkurētspējīgas ražošanas sastāvdaļa.
Šo sasniegumu bezproblēmu integrācija nozīmē transformējošu pārmaiņu ražotāju pieejā pret ražošanu, nosakot jaunus standartus precizitātei un efektivitātei. Ar nepārtraaktu inovāciju attīstību, nākotnes lasera tehnoloģijām ražošanā solās vēl pilnīgākas iespējas.
Nesenās uzlabojumu dēļ lāzeru griešanas tehnoloģijā precizitāte ir sasniegusi pavisam jaunu līmeni, ar dažām sistēmām, kas demonstrē gandrīz trīskārt lielāku precizitāti salīdzinājumā ar vecākiem modeļiem. Lielā mērā to nodrošina gudrāka programmatūra, kas samazina kļūdas darbības laikā. Piemēram, ņemot vērā Siemens Sinumerik Machine Tool Robot – šī mašīna var griezt detaļas tik precīzi, ka pat mazās sastāvdaļas lidmašīnu dzinējiem atbilst precīziem specifikācijām. Ieguvumi sniedzas tālāk par vienkārši labākiem produktiem. Rūpnīcas ziņo par ātrāku ražošanas laiku, jo šīs mašīnas izmanto mazāk materiālu un prasa mazāk pielāgojumus starp darbiem. Apsekojot faktiskos ražošanas datu rādītājus no ražotājiem, kuri ir modernizējuši savu aprīkojumu, izvades skaitļi stāsta pārliecinošu stāstu par to, ko šie jaunie lāzeri var ienesīt uzņēmējumā.
Nesenās uzlabošanas, kā tiek būvēti lāzeru griešanas rāmi, ir palīdzējušas risināt šos ierobežojumus, palielinot gan kustības stingrību, gan kopējo ātrumu. Piemēram, ņemiet Siemens Sinumerik MTR robotu, kam ir labāka dinamiskā stingrība, kas ļauj tam strādāt ar cietākiem materiāliem, piemēram, tēraudu, nezaudējot griešanas precizitāti. Mašīnu dizaina izmaiņas ir novedušas arī pie reāla ātruma uzlabošanās, pie kam jaunāki sistēmas bieži pārsniedz vecāko paaudžu veiktspēju diezgan ievērojami. Ar šiem veiktspējas lēcieniem ražotāji tagad var darbināt savas darbības ar dažādākiem materiāliem, kas dabiski palielina ražošanas apjomus un padara visu procesu gludāku. Tas ir ļoti svarīgi tādās jomās kā aizsardzības ražošana un aviācija, kur precizitāte ir būtiska.
Lāzera griešanas mašīnas šodien kļūst gudrākas, ietaupot enerģiju un samazinot atkritumus, kas palīdz rūpnīcām ietaupīt naudu un ir labāk arī mūsu planētai. Šīs jaunākās paaudzes modeļi ir aprīkoti ar tehnoloģijām, kas patiešām ievērojami samazina elektroenerģijas patēriņu. Tādējādi rūpnīcām elektroenerģijas rēķini izmaksā mazāk, un to darbībās rodas mazāk problēmu ar vidi. Arī šo mašīnu precizitāte ir ievērojami samazinājusi materiālu atkritumus ražošanas laikā. Daži reāli piemēri liecina, ka uzņēmumi var ietaupīt 20 līdz 40 procentus izejvielu salīdzinājumā ar agrāk. Valdības visā pasaulē ir pamanījušas šo tendenci un sākušas uzņēmumiem piedāvāt stimulus, lai veicinātu zaļo tehnoloģiju izmantošanu. Lai gan ir svarīgi ievērot visus jaunos noteikumus, daudzi ražotāji vienlaikus konstatē, ka viņiem izdodas ietaupīt naudu, pat ja reizēm ietaupījumi nav tik lieli, kā solīti.
Automašīnu rūpniecība piedzīvo lielas pārmaiņas pateicoties lāzeru griešanas tehnoloģijai, īpaši attiecībā uz elektromobiļu bateriju izgatavošanu. Ražotājiem tagad ir daudz labāki rezultāti, izmantojot lāzeru metināšanu EV baterijām, jo tām ir nepieciešama liela precizitāte, lai nodrošinātu to efektivitāti laika gaitā. Mēs arī redzam lielāku interesi par lāzeru izmantošanu, lai izveidotu vieglākas detaļas automašīnām. Vieglāki komponenti nozīmē labāku degvielas patēriņu un kopumā zemāku piesārņojumu. Apskatieties, ko šobrīd dara uzņēmumi, piemēram, Tesla un BMW. Abi ir izvietojuši lāzeru griešanas sistēmas visās savās rūpnīcās. Viņi faktiski nosaka tendences zaļajā tehnoloģijā un augstas veiktspējas transportlīdzekļos, izmantojot pasākumus, piemēram, uzlabotās bateriju lāzeru metināšanas tehnoloģijas un speciālas mašīnas, kas griež gumijas daļas ar lielisku precizitāti. Visa nozare šķiet virzās uz tīrāku ražošanu, vienlaikus turpinot pārsniegt to, ko transportlīdzekļi var paveikt.
Lāzeru griešana ir kļuvusi par būtisku 3D drukātu detaļu apstrādes metodi aviācijas nozarē, kur precīzi mērījumi ir ļoti svarīgi, jo jāievēro stingri FAA un EASA noteikumi. Tās pašas aviācijas komponentu izgatavošanā pat niecīgas novirzes var izraisīt lielas problēmas turpmāk. Tāpēc ražotāji paļaujas uz lāzeriem, lai pēc drukāšanas iegūtu kritiskos izmērus. Lielie aviācijas uzņēmumi, piemēram, Boeing un Airbus, tagad apvieno lāzera sistēmas ar saviem aditīvā ražošanas iekārtām. Boeing ražotnēs Everetā, Vašingtonā, ir ziņots, ka materiālu atlikumu samazinājums ir apmēram 30%, kopš šī hibrīda pieeja tika ieviesta. Savukārt Airbus inženieri Tulūzā ir konstatējuši, ka lāzera metināšanas integrēšana ar tradicionālajām metodēm samazina noteiktu spārnu komponentu ražošanas laiku gandrīz par pusi. Lai gan joprojām pastāv problēmas ar siltuma deformācijām un materiālu savietojamības jautājumiem, lielākā daļa ekspertu piekrīt, ka šīs kombinētās tehnoloģijas ir reāls solis uz priekšu mūsdienu lidmašīnu ražošanā.
Prognozējošā tehniskā apkalpošana, ko nodrošina mākslīgais intelekts, maina to, kā tiek uzturēti lāzeru sistēmas. Šīs sistēmas izmanto sarežģītus algoritmus, lai analizētu ekspluatācijas datus un paredzētu, kad būs nepieciešama tehniskā apkalpošana, kas palīdz pagarināt mašīnu kalpošanas laiku. Nozares dati liecina, ka dažas uzņēmēj attiecīgi samazinājušas tehniskās apkalpošanas izmaksas par aptuveni 20%, pārejot no fiksētām tehniskās apkalpošanas shēmām uz AI balstītiem risinājumiem. Daudzi ražotāji jau ir pieņēmuši AI risinājumus savām lāzeru griešanas procesiem. Piemēram, viena rūpnīca ziņoja, ka tā ietaupījusi tūkstošus remonta izmaksās, vienlaikus nodrošinot gludu ražošanas darbību bez negaidītiem pārtraukumiem. Šāda veida progresīva domāšana labi iederas modernās inteligentās ražošanas praksēs un uzņēmumiem sniedz priekšrocības strauji attīstošajā industriālajā vidē, kur automatizācija turpina pārveidot darbības visās nozarēs.
Ieviešot IoT tehnoloģijas lāzeru griešanas mašīnās, patiešām ir mainījusies to rūpnīcu ikdienas darbība. Šie pieslēgtie sistēmas ļauj operatoriem reāllaikā uzraudzīt visu un veikt nepieciešamos pielāgojumus, nodrošinot, ka mašīnas lielākoties darbojas bez pārtraukumiem. Saskaņā ar jaunākiem nozares ziņojumiem, uzņēmumi, kas pilnībā ir pieņēmuši IoT risinājumus, ziņo par aptuveni 15% labāku ražīgumu un apmēram pusi mazāk laika, kad mašīnas nav darbspējīgas, salīdzinot ar tradicionālām iekārtām. Daudzas ražošanas rūpnīcas tagad uzskata IoT par būtisku, lai turētos līdzi modernām ražošanas prasībām. Spēja ātri reaģēt uz problēmām nozīmē mazāk kavēšanos un gludāku darba plūsmu visā līmenī. Apskatot faktiskās ražošanas telpas, redzams, ka uzņēmumi, kas izmanto šīs gudrās tehnoloģijas, ir panākuši lielāku efektivitāti lāzeru griešanas sistēmās, vienlaikus padarot visu ražošanas līniju daudz elastīgāku. Šajā brīdī ir skaidrs, ka IoT vairs ne tikai uzlabo atsevišķus procesus, bet patiešām pārveido visu ražošanas darbību organizāciju.
Femtosekunžu lāzeri maina spēli mikroapstrādē, nodrošinot ražotājiem gandrīz brīnišķīgu precizitāti, strādājot nano līmenī. Šie ultrātrie lāzeri darbojas citādi nekā vecāki modeļi, jo tie raida ārkārtīgi īsus impulsus, kas nerada lielu siltuma bojājumu. Tas padara tos par lieliskiem rīkiem, lai izgatavotu mazās, detaļas struktūras, kas nepieciešamas daudzās advanced lietojumprogrammās. Elektronikas un medicīnas jomas īpaši iegūst no šādas precizitātes. Piemēram, mikroshēmas – bez femtosekunžu tehnoloģijas, šīs shēmas būtu gandrīz neiespējami precīzi izgatavot. Arī nozares eksperti redz šeit lielas izaugsmes iespējas. Kad uzņēmumi virzās uz gudrākiem ražošanas procesiem, mēs visticamāk redzēsim šādus lāzerus biežāk izmantojamās vietās, piemēram, slimnīcās, veicot delikātas acu procedūras, vai arī pusvadītāju fabrikās, kurām nepieciešams ražot arvien sarežģītākas sastāvdaļas. Tirgus liekas gatavs pieņemt to, ko šie lāzeri var piedāvāt.
Aditīvo ražošanas kombinācija ar lāzeru griešanas tehnoloģiju rada kaut ko ļoti revolucionāru ražošanas pasaulē. Kas liek šiem hibrīda sistēmām izcelties? Tās ietaupa milzīgu laiku un vienlaikus dod dizaineriem daudz lielāku brīvību eksperimentēt ar formām un struktūrām. Kad ražotāji apvieno slāņu pēc slāņa būvēšanas procesu no 3D drukāšanas ar lāzeru precizitāti, viņi var izgatavot sarežģītas detaļas, kuras iepriekš būtu pārāk sarežģītas vai arī nevēlams izmaksas līmenis. Piemēram, automobiļu nozarē. Automašīnu ražotāji sāka ieviest šīs sajauktās sistēmas, lai padarītu ražošanas līnijas efektīvākas, samazinātu atkritumu materiālus un ievērojami paātrinātu prototipu gatavošanu salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm. Vairums analītiķu uzskata, ka drīz vien hibrīda ražošana tiks plaši pieņemta dažādās nozarēs. Tā kā uzņēmumi meklē ceļus, kā samazināt izmaksas un mazināt ietekmi uz vidi, šī veco un jauno ražošanas tehniku savienošana liekas esam gatava pārveidot to, kā tiek ražotas lietas.
