Bővült a TRUMPF zöld lézeres portfóliója

Ahogy a világban az ipari technológia egyre intenzívebbé válik, úgy növekszik a réz változatos felhasználása is. Hegeszthetősége azonban számos problémát okozott – egészen idáig

2020. június 18., csütörtök, 06:00

Címkék: elektromobilitás elektromos jármű elektromos meghajtású autó elektronikai ipar hegesztés hegesztéstechnika lézer lézeres hegesztés lézertechnológia Trumpf zöld lézer

Az elektronika, a tömegkommunikáció és a felgyorsult ipari fejlesztések korában egyre nagyobb szerepet játszik az emberiség által legrégebben ismert fém. Az ipari fémek közül a súlyához viszonyítva a réz rendelkezik a legjobb elektromos és hővezetési tényezővel, ezenkívül jól formálható, korrózióálló, és teljes mértékben újrahasznosítható. Az elektromobilitás térhódítása is a réz „kezére játszik”, hiszen egy akkumulátoros e-jármű átlagosan háromszor több rezet tartalmaz, mint egy hagyományos. Molnár Zsolt, a TRUMPF Hungary Kft. Lézertechnika Divízió értékesítő mérnöke a réz hegesztésére kifejlesztett legújabb lézerforrásokról beszélt a TechMonitornak.

A Philips lézerdióda üzletága 2018-as megvásárlásának volt szerepe a zöld hullámhosszú lézerforrás kifejlesztésében?

Nincs közvetlen kapcsolat a felvásárlás és a „zöld lézeres” technológiák, megmunkálócellák megjelenése között. Áttételesen annyi összefüggés mégis van, hogy a zöld hullámhosszú lézerforrás elsődleges felhasználási területe az elektronikai ipar lesz, és a korábbi Philips Photonics lézerdiódáit is elsősorban okostelefonokban, a digitális adatátvitelben, valamint az önvezető gépjárművek szenzortechnikájában használják. A zöld hullámhosszú lézerforrás mindenekelőtt a közösségileg finanszírozott ProLasKu konzorciumi projekthez kapcsolódó fejlesztéseknek köszönheti a létrejöttét, amit dedikáltan a rézhegesztési megoldások kutatására hoztak létre. Kifejezetten a vörösréz (Cu), illetve ötvözetei – például sárgaréz, bronz – hegesztésére kifejlesztett, ún. zöld hullámhosszú lézerforrás (515 nm hullámhosszúságú) a TRUMPF továbbfejlesztett diszklézer technológiáján alapul, amiből világszerte már mintegy 12 000 van használatban. A kezelői felület nem változott, tehát felhasználói szempontból roppant könnyű az infravörösről a zöld hullámhosszú lézerforrásra váltani.

Mi okozza a nehézségeket a réz hegesztésekor?

Az elektronikai iparban lehetőség szerint inkább forrasztanak, hiszen egyszerűbb, olcsóbb és gyorsabb megoldásnak számít. De amint az alkatrész várható hőterhelése meghaladja az ón olvadáspontját (231,9 °C), a forrasztás már nem alkalmazható, és hegesztett kötésre van szükség.

A vörösréz azonban egy rendkívül magas reflexióval és hővezetési együtthatóval rendelkező fém, így kifejezetten nehezen hegeszthető. Az általánosan használt 1 030 nanométer hullámhosszúságú infravörös (IR) lézersugár nagy részét visszatükrözi, ezért az energia nagy része elvész. Ha a fröcsögést is figyelembe vesszük, akkor elmondhatjuk, hogy az infravörös lézersugár használata jelentős veszélyt hordoz magában mind a minőség, mind a folyamatbiztonság szempontjából. A nagymértékű abszorpció miatt pedig sokkal több energiát viszünk be, mint amennyire a hegesztéshez valójában szükség lenne. Az így szétfröccsenő anyag pedig elektromosan vezető, így bármikor rövidzárlatot okozhat az elkészült elektronikai alkatrészben.

Az 515 nanométer hullámhosszú „zöld” lézerforrás energiája ezzel szemben nagyon nagy mértékben nyelődik el a rézben. Számokban kifejezve az új lézerrendszer hatékonyságát: szobahőmérsékleten a zöld lézer ötször-hatszor hatékonyabban abszorbeálódik a rézben, mint az infravörös (1 030 nm) hullámhosszúságú lézerfény. Ennek köszönhetően jóval alacsonyabb energiabevitel mellett is megmunkálható az anyag.

A zöld hullámhosszú lézerforrással történő fröccsenésmentes lézerhegesztés megelőzi a rövidzárlatokat és az elektromos/elektronikus alkatrészek meghibásodását. Ezáltal a megmunkálási eredmények lehető legmagasabb fokú (tartós) reprodukálhatósága csökkenti a selejt darabszámát és a hibás munkadarabok kockázatát.

Miben különbözik a TruDisk 1020 a 2019-es Automotive szakkiállításon bemutatott és a Nagydíjat is nyert TruDisk Pulse 421 megmunkálócellától?

A TruDisk Pulse 421 „zöld” hullámhosszú lézerforrással felszerelt megmunkálócella impulzus működésű, és homogén minőségben hegeszthetők vele a különböző méretű, akár tisztítatlan (felületi tulajdonságtól minimálisan függő) réz munkadarabok. Az impulzus üzemmódból adódik, hogy kiválóan alkalmazható ponthegesztésekhez, illetve ún. „Long Pulse” hegesztés révén rövid varratok létrehozásához. A most bemutatott TruDisk 1020 ezzel szemben egy folyamatos működésű (CW = continuous wave) lézerforrás, amivel már hosszabb varratok létrehozása is lehetséges. A TruDisk 1020 mellett a 1021-es és 2021-es termékváltozatok is elérhetők. Ezek teljesítményben (1-2 kW), valamint az optikai lézerfénykábel kimenetében (lézerfénykábel min. Ø 50, 100, illetve 150 μm) különböznek egymástól.

Milyen iparágakat céloz meg a TruDisk 1020?

A TRUMPF lézertechnikai megoldásai iránt 60-70 százalékban az autóipar, 30 százalékban pedig az elektronikai ipar támaszt keresletet, a maradékon a célgépépítők és egyéb megmunkálással foglalkozó vállalkozások osztoznak. Az elektronikai ipar jelenléte elég erős Magyarországon, és az idetartozó cégek elég élénk érdeklődést mutatnak a zöld lézeres technológia iránt. A TruDisk 1020 másik – nem elhanyagolható – felhasználási területe az elektromos gépjárművek akkumulátorcelláinak gyártása. Az elektromobilitáshoz kapcsolódó gyárépítések és -bővítések pedig azt vetítik előre, hogy a zöld hullámhosszú lézerforrásos technológiáink iránt hosszú távon is nagy lesz a kereslet Magyarországon is.

A TruDisk Pulse 421 zöld lézeres megmunkálócella a 2019-es Automotive szakkiállításon Nagydíjat is nyert 

Mikor és hol ismerhetik meg a magyarországi ügyfelek a TruDisk 1020 cellát?

A koronavírus-járvány hatására hozott egészségügyi korlátozások miatt a TRUMPF törölte az idei, márciusi INTECH házi kiállítását, majd májusban virtuális kiállításként biztosította az ügyfeleknek, ahol nemcsak a lézertechnika, hanem a szerszámgép üzletág alkalmazásai is bemutatásra kerültek. A ditzingeni Lézer Applikációs Centrum (LAC) továbbra is vár minden olyan ügyfelet, akik tesztelni szeretnék a réz hegeszthetőségére vonatkozó megoldásainkat. Az ügyfél által küldött mintadarabok első hegesztése természetesen ingyenes, és az eredmények magukért beszélnek. Az elkészült alkatrész mellé technológiai leírást is kap az ügyfél, ami tartalmazza, hogy milyen lézerforrással, milyen hullámhosszúságon stb. történt a hegesztés.

Az autóipari visszaesés a lézerrendszerek terén is érezteti a hatását?

A COVID-19 járvány által kiváltott dekonjunktúra a TRUMPF forgalmát sem hagyta érintetlenül, hiszen az autóipar számunkra is meghatározó célpiacnak számít. A közel 100 éves cégtörténetből azonban látszik, hogy az innovációs erő és a világszerte több mint 14 500 fő alkalmazott elkötelezettsége eddig minden kisebb-nagyobb nehézségen átlendítette a vállalat „szekerét”. A fejlesztési célkitűzések most is ambiciózusak, ezért biztosak lehetünk abban, hogy a TRUMPF stabil állapotban várja majd a következő ipari fellendülést és az előtte álló kihívásokat!

Molnár László

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek