Érintésmentes, precíz fúrás
A lézerforrások egyik legérdekesebb alkalmazásával szinte minden anyagba készíthető furat 1 μm pontossággal
2018. április 17., kedd, 06:00
Címkék: autógyár autógyártás autóipar autóipari beszállító fúrás Indupro Kft. lézer lézertechnológia
A lézeres fúrás alapelvéből az elmúlt években több fúrási eljárás is kifejlődött, aminek köszönhetően a korábban nagyon nehezen kezelhető szuperötvözetek és miniatűr munkadarabok is megmunkálhatók lettek. Az eljárással tűszúrásszerű lyukak is létrehozhatók akár kerámiában, kevlárban vagy szénkompozitokban.
Napjainkban a lézersugaras fúrás az egyik legdinamikusabban fejlődő technológia. A lézersugaras fúrás a rokon technológiákkal szemben akkor előnyös, amikor a megmunkálandó anyag vagy nagy keménységű, vagy kis átmérőjű, esetleg különleges alakú furat készítése a cél. A technológiával kör keresztmetszettől eltérő furatok is készíthetők.
1. ábra A lézersugaras fúrás folyamata
A technológiát elsősorban az elektronikai iparban, az egészségügyben, illetve a turbinagyártás területén alkalmazzák. A lézersugaras fúrás egyik legnagyobb előnye, hogy a furat mélysége a megmunkálás során 1 mikrométeres pontossággal beállítható, illetve a precíz mozgatóegységeinek köszönhetően nagy hatásfokkal reprodukálható. A technológiával a 20:1 mélység-szélesség arányú furat is létrehozható.
A fúrás során a rövid impulzusidejű, nagy energiasűrűségű lézersugár először olvadáspontjáig hevíti az anyagot. További besugárzás hatására a lézersugár elpárologtatja, majd a folyamat során keletkező gőz nyomása eltávolítja az olvadékot a furatból. A megmunkálási időt tekintve a leggyorsabb eljárás, amikor egy impulzussal hozzák létre a furatot. Valamivel nagyobb pontosság érhető el akkor, amikor több kisebb impulzus alkalmazásával fúrnak, bár ez lassítja is a folyamatot. A pontosság tovább növelhető azzal, ha a megmunkálás nem egy lyukasztásból áll, hanem egy kört impulzusról impulzusra vágnak ki az alapanyagból. A legpontosabb és egyben legidőigényesebb eljárás során egy spirális pályán mikrométerről mikrométerre alakítják ki a furatot (2. ábra).
2. ábra A lézersugaras fúrás típusai
A lézersugaras fúrás sugárforrásaként általában nagy teljesítménycsúcsú lézerek használatosak. A gyors, nagy energiájú impulzusok alkalmazásával minimálisra csökkenthető a furat környezetében a hőhatásövezet kialakulása. Sugárforrásként egyaránt alkalmazhatók a Q-kapcsolt, illetve az impulzusüzemű lézerek is. Az impulzusüzemű lézerekre magas teljesítménycsúcs jellemző, míg a Q-kapcsoltak nagy átlagteljesítményűek. Az impulzusüzemű lézerekkel pontosabb, precízebb megmunkálás érhető el, de a fenntartási költségük is magasabb.
A lézersugaras fúrás technológiai előnyei kiválóan érvényesülnek például a szuperötvözetek (olyan fémötvözetek, amelyeket magas hőmérsékleten, gyakran az olvadáspont 70%-a környékén használnak) megmunkálásakor. Itt általában nagy darabszámú, kis átmérőjű, szigorúan tűrésezett furatok megmunkálásáról van szó (3. ábra).
3. ábra Turbinalapát lézersugaras vágása
Az üzemanyag-befecskendezők furatolása esetében szintén érvényesülnek a lézersugaras fúrás előnyei. Mivel a megmunkálandó alkatrészre nagy keménység és kis lemezvastagság jellemző, ezért hagyományos furatolótechnológiákkal a gyártásuk gyakorlatilag lehetetlen. Az említett alkatrészeket ultrarövid impulzusidejű lézerekkel munkálják meg (4. ábra).
4. ábra Lézersugaras fúrás, perforálás
Az egészségügyben, illetve az elektronikai iparban a korrózióálló acélokból készült termékekre szintén jellemző a nagy keménység. Ebben az esetben is jó alternatíva a lézersugaras fúrás.
5. ábra Korrózióálló acél termékek lézersugaras furatolása
Az Indupro Kft. egy speciálisan kialakított megmunkálógépének, illetve kifejezetten erre a célra kifejlesztett optikájának köszönhetően nagy szilárdságú, illetve keménységű alkatrészek lézersugaras furatolását látja el. A megmunkálás során több száz furat kerül az alkatrészre, melyek mélysége 4-5, átmérője pedig néhány tized milliméter. A speciális berendezésnek köszönhetően minimálisra csökkenthető a furatolás során kialakuló hőhatásövezet mérete, továbbá az eljárással elérhető, hogy a munkadarab a megmunkálás során minimális alakváltozást sem szenved.
Az Indupro Kft. a hagyományos lézersugaras technológiák mellett vállalja az olyan anyagok megmunkálását is, melyekre az előzőekben említett szigorú tűrések vonatkoznak, illetve megmunkálásuk hagyományos eljárásokkal nem lehetséges. Szívesen segítünk a technológia kidolgozásában, fejlesztésében, illetve nemzetközi partnerkapcsolatainknak köszönhetően segítünk a megfelelő megmunkálóközpont kiválasztásával, kialakításával kapcsolatban is.
Takács Sándor
applikációs mérnök
