Cięcie laserem, plazmą i tlenem – nowoczesne technologie w branży automotive

0
173
Cięcie laserem, plazmą i tlenem - nowoczesne technologie w branży automotive
Cięcie laserem, plazmą i tlenem - nowoczesne technologie w branży automotive

Samochody bez wątpienia zmieniły ludzkie życie. Od powstania pierwszych prototypów minęło już ponad dwieście lat. Od tamtej pory branża motoryzacyjna nieustannie się rozwija. Współcześnie stanowi jedną z najważniejszych gałęzi przemysłu. Tak szybki rozwój nie mógłby mieć miejsca bez urządzeń do masowej produkcji. Dzięki nim codziennie mogą powstawać setki nowych samochodów. Możliwe są również nieustanne badania nad coraz lepszymi konstrukcjami. Wielkim krokiem naprzód w dziedzinie produkcji samochodów było wdrożenie nowoczesnych technologii cięcia metalu. Przyjrzyjmy się dokładniej najczęściej używanym metodom, czyli cięciu laserowemu, plazmowemu i tlenowemu.

Unihut to firma z ponad trzydziestoletnim doświadczeniem

To Krakowskie przedsiębiorstwo oferuje usługi cięcia blach aluminiowych, miedzianych, mosiężnych i stalowych, w tym ze stali nierdzewnej i ocynkowanej. Dysponuje laserem Eagle eVision 2060 o mocy 6 kilowatów, który zapewnia prędkość cięcia nawet do 150 metrów na minutę. Więcej informacji na ten temat znajdziesz na stronie https://unihut.pl/ciecie-laserem/. Oprócz lasera Unihut dysponuje również wyposażeniem do cięcia plazmą i tlenem.

Tajniki cięcia laserem

Cięcie laserowe wykorzystuje spójne, spolaryzowane wiązki promieniowania elektromagnetycznego. Powstają one dzięki przepuszczaniu światła przez odpowiednio dobrany ośrodek, na przykład przez granat itrowo-glinowy. Niosą one bardzo wysoką energię i skupiają ją w konkretnym punkcie ciętego materiału, co powoduje jego nagrzewanie do bardzo wysokich temperatur. Jednocześnie, w ten sam punkt kierowany jest strumień odpowiedniego gazu technicznego. Proces ten przebiega zwykle w pełni automatycznie. Istnieje kilka sposobów cięcia laserowego:

  • Cięcie przez wypalenie, które polega na rozgrzaniu ciętego materiału aż do temperatury zapłonu. Wykorzystuje się wówczas tlen, który umożliwia spalanie lub mieszaninę tlenu z innymi gazami. Jest to najczęściej stosowana technika, szczególnie dla stali węglowej.
  • Cięcie przez topienie, w którym materiał topi się pod wpływem wiązki laserowej a następnie jest wydmuchiwany strumieniem gazu na drugą stronę blachy. Szczególnie dobrze sprawdza się w przypadku użycia gazu pod zwiększonym ciśnieniem.
  • Cięcie przez odparowanie, podczas którego wykorzystuje się gaz obojętny, taki jak azot lub argon. Rozgrzewa się cięty metal aż do temperatury, w której przekształca się w gaz. Metody tej używa się głównie w przypadku cięcia materiałów nietopliwych. Użycie gazu obojętnego umożliwia szybkie twardnienie w miejscu cięcia. Nie powoduje też takiego nagrzewania całej powierzchni jak tlen. Ponadto zapobiega zapaleniu się podatnych na to materiałów i tworzy na powierzchni metalu cienką powłokę zabezpieczającą go przed korozją. Jednak cięcie laserowe z wykorzystaniem tlenu jest procesem silnie egzotermicznym, w przeciwieństwie do cięcia z azotem czy argonem. Dlatego podczas cięcia z gazem obojętnym wymagane jest dostarczenie większej ilości energii elektrycznej, aby osiągnąć takie same temperatury.
  • Cięcie przez generowanie pęknięć termicznych, które służy do cięcia materiałów kruchych, takich jak szkło. Intensywne nagrzewanie danego punktu laserem powoduje miejscowe rozszerzanie się materiału, co prowadzi do powstania w nim naprężeń i pęknięć.
Cięcie laserem, plazmą i tlenem - nowoczesne technologie w branży automotive
Cięcie laserem, plazmą i tlenem – nowoczesne technologie w branży automotive

Cięcie laserowe znalazło szereg zastosowań w branży motoryzacyjnej. Wykorzystuje się je do obróbki metalowych elementów, ze względu na jego liczne zalety. Najważniejsze z nich to powtarzalność procesu, dzięki której zaprogramowane urządzenie może wycinać tysiące identycznych części oraz wysoka precyzja. Na przykład firma Unihut oferuje cięcie z dokładnością do 0,05 milimetra i powtarzalnością 0,03 milimetra. Co więcej, po zakończeniu cięcia materiał nie wymaga dalszej obróbki. Przy użyciu laserów tnie się również tworzywa sztuczne, włókna węglowe, kompozyty oraz tkaniny wykorzystywane do produkcji siedzeń.

Cięcie plazmą

Plazma to forma materii przypominająca gaz, jednak różniąca się od niego pewnymi właściwościami. Jej cechą szczególną jest to, że część budujących ją cząstek jest naładowana elektrycznie. Są to jony i elektrony. Z tego powodu plazma silnie oddziałuje z polem elektrycznym i magnetycznym, a jej zdolność do przewodzenia prądu, odwrotnie niż w przypadku metali, wzrasta wraz z podnoszeniem się temperatury. Gdy prąd płynący w plazmie osiągnie odpowiednio wysokie natężenie powstaje łuk plazmowy, czyli rodzaj wyładowania elektrycznego o ogromnej temperaturze. Właśnie to zjawisko jest wykorzystywane do cięcia plazmowego. Powstaje w nim łuk pomiędzy nietopliwą elektrodą w palniku a ciętym materiałem. Dlatego cięcie plazmowe możliwe jest tylko dla materiałów przewodzących prąd elektryczny np. dla metali. Łuk powstaje w gazie, wydmuchiwanym przez dyszę plazmową. Chłodzenie jej ścian zapewnia precyzyjne i punktowe działanie. Wysoka temperatura powoduje stopienie metalu, a strumień gazu go wyrzuca. Najczęściej do tego celu używa się powietrza, jednak w przypadku urządzeń o dużych mocach wykorzystuje się argon, azot, wodór, dwutlenek węgla oraz mieszaniny argonu z wodorem lub helem. Cięcie plazmą można prowadzić zarówno ręcznie jak i w sposób częściowo lub w pełni zautomatyzowany.

Nowoczesne technologie w branży samochodowej
Nowoczesne technologie w branży samochodowej

Zdecydowaną zaletą cięcia plazmowego jest jego szybkość. Ponadto materiał cięty nie musi być wstępnie nagrzewany i szybko następuje przebicie. Nie dochodzi również do nadpalenia materiału, nawet przy obróbce cienkiej blachy.

Unihut ma w swojej ofercie cięcie plazmą o grubości do 20 milimetrów, przy powierzchni roboczej 6000 x 2000 milimetrów.

Cięcie tlenem

Inną ważną metodą jest cięcie tlenem. Używany w niej palnik posiada dwie dysze. Z dyszy podgrzewającej wydobywa się mieszanina tlenu z odpowiednimi gazami, które spalając się rozgrzewają powierzchnię metalu. Gdy osiągnie ona temperaturę topnienia otwiera się zawór dyszy tnącej. Płynie przez nią tlen tnący, który przedmuchuje szczelinę i rozpoczyna cięcie. Istotną kwestią jest odpowiedni dobór gazu. Najczęściej jest nim acetylen, ze względu na jego bardzo wysoką temperaturę spalania w tlenie. Regulując jego zawartość w mieszance można uzyskać płomień utleniający, w którym dominuje tlen lub nawęglający, z przewagą acetylenu. Ten gaz stosuje się zwykle do cięcia blach cienkich. W przypadku grubszych wykorzystuje się propan. Generuje on mniej ciepła od acetylenu, ale jego przechowywanie jest znacznie łatwiejsze i bezpieczniejsze. Innymi używanymi gazami są wodór, propylen, gaz ziemny czy propan-butan. Metodą tą obrabia się materiały zawierające najwyżej 1,6% węgla.

Cięcie tlenem to metoda generująca niewielkie koszty i pozwalająca na obróbkę blachy o szerokim zakresie grubości. Podobnie jak poprzednie, również znajduje się w ofercie firmy Unihut, która umożliwia cięcie tlenem blachy o grubości do 20 milimetrów.

Unihut to atrakcyjny partner do współpracy

Unihut istnieje od roku 1985 i zajmuje dominującą pozycję na rynku. W szeregach firmy znajdują się doświadczeni i wykwalifikowani fachowcy z dziedzin inżynierii i techniki. Dysponują oni profesjonalnym wyposażeniem, jak choćby wspomniany wcześniej laser Edge eVision 2060. Firma uzyskała liczne certyfikaty, a jakość jej usług potwierdzają takie jednostki jak Transportowy Dozór Techniczny, Urząd Dozoru Technicznego, Fib Services International czy Fosbel Ceramic Technologies. Współpracuje z renomowanymi partnerami, dzięki czemu jest w stanie zrealizować nawet najbardziej skomplikowane zlecenie. Podejmuje również wspólne działania z uczelniami wyższymi, na przykład z Akademią Górniczo-Hutniczą im. Stanisława Staszica w Krakowie. Unihut posiada wieloletnie doświadczenie i liczne uprawnienia dotyczące cięcia stali nisko i wysokostopowej, a także metali nieżelaznych. Dzięki dobranym i nowoczesnym urządzeniom jest w stanie zapewnić szeroki wachlarz usług w zakresie cięcia laserem, plazmą oraz tlenem. Gwarantuje pełną rzetelność i profesjonalizm świadczonych usług. Zapewniają też krótkie terminy realizacji zleceń i niewygórowane ceny.