Fiber MOPA Laser 50W – Βιομηχανική Χάραξη με CNC 4 Αξόνων και GALVO

Η LASERMARK διαθέτει βιομηχανική εγκατάσταση χάραξης LASIT με παλμική πηγή Fiber MOPA 50W της IPG Photonics, κεφαλή GALVO και μηχανική διάταξη CNC τεσσάρων αξόνων.

Πρόκειται για σύστημα βιομηχανικής σήμανσης που συνδυάζει τη δυνατότητα ελέγχου των χρονικών χαρακτηριστικών των παλμών laser με τη μηχανική τοποθέτηση των εξαρτημάτων και την ταχεία οπτική σάρωση της κεφαλής GALVO.

Η συγκεκριμένη μηχανή αποτελεί ξεχωριστή εγκατάσταση του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού της LASERMARK. Διαθέτει την ίδια βασική τεχνολογία πηγής Fiber MOPA με τη νεότερης παρουσίασης πενταξονική εγκατάσταση LASIT/IPG 50W, αλλά διαφορετική μηχανική διάταξη CNC.

Η τετραξονική μονάδα είναι κατά πέντε χρόνια νεότερη από την αντίστοιχη πενταξονική εγκατάσταση. Η διαφοροποίησή τους δεν βρίσκεται στην ονομαστική ισχύ, αλλά στον αριθμό και στη διαμόρφωση των μηχανικά ελεγχόμενων αξόνων.

Τεχνολογία Fiber MOPA – Έλεγχος της χρονικής συμπεριφοράς των παλμών

Η τεχνολογία MOPA προέρχεται από τον όρο Master Oscillator Power Amplifier και βασίζεται στον διαχωρισμό της δημιουργίας του αρχικού οπτικού σήματος από την ενίσχυσή του.

Σε αντίθεση με τις συμβατικές παλμικές πηγές Fiber, η αρχιτεκτονική MOPA παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία στη διαμόρφωση των χρονικών χαρακτηριστικών της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, ανάλογα με τις δυνατότητες της συγκεκριμένης πηγής.

Η διάρκεια και η συχνότητα επανάληψης των παλμών επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο μεταφέρεται η οπτική ενέργεια στην επιφάνεια του υλικού.

Η διαφοροποίηση αυτή έχει πρακτική σημασία στη βιομηχανική χάραξη. Δύο κατεργασίες με την ίδια μέση οπτική ισχύ δεν οδηγούν υποχρεωτικά στο ίδιο αποτέλεσμα, όταν διαφέρουν η διάρκεια των παλμών, η συχνότητα επανάληψης ή οι υπόλοιπες συνθήκες επεξεργασίας.

Η τεχνολογία Fiber MOPA προσφέρει επομένως πρόσθετες δυνατότητες προσαρμογής της αλληλεπίδρασης της δέσμης με την επιφάνεια, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι κάθε υλικό απαιτεί υποχρεωτικά τη χρήση της.

Βιομηχανική παραγωγή και επαναληψιμότητα

Στην παραγωγική χάραξη, η επίτευξη ενός καλού αποτελέσματος σε ένα μεμονωμένο εξάρτημα δεν είναι αρκετή.

Όταν η ίδια σήμανση πρέπει να επαναλαμβάνεται σε διαδοχικά αντικείμενα, αποκτούν ιδιαίτερη σημασία η σταθερότητα της διαδικασίας, η ορθότητα της τοποθέτησης και η συνέπεια των παραμέτρων κατεργασίας.

Η τετραξονική εγκατάσταση LASIT συνδυάζει την πηγή Fiber MOPA με ένα μηχανικά ελεγχόμενο σύστημα CNC, επιτρέποντας την οργάνωση της χάραξης σύμφωνα με τη γεωμετρία του αντικειμένου και τις απαιτήσεις της εργασίας.

Η επαναληψιμότητα δεν εξαρτάται αποκλειστικά από την πηγή laser ή την ακρίβεια της κεφαλής GALVO. Επηρεάζεται επίσης από τη συγκράτηση του εξαρτήματος, την εστίαση και τη σωστή προετοιμασία του ψηφιακού αρχείου.

Η συνολική διαδικασία πρέπει να αντιμετωπίζεται ως συνδυασμός οπτικού, μηχανικού και παραγωγικού ελέγχου.

CNC τεσσάρων αξόνων και μηχανική τοποθέτηση

Η μηχανή διαθέτει σύστημα CNC τεσσάρων αξόνων, το οποίο λειτουργεί συμπληρωματικά με την κεφαλή GALVO.

Οι μηχανικοί άξονες χρησιμοποιούνται για την κατάλληλη τοποθέτηση και μετακίνηση των αντίστοιχων μερών της εγκατάστασης, ενώ το οπτικό σύστημα αναλαμβάνει την κατεύθυνση της δέσμης μέσα στο διαθέσιμο πεδίο χάραξης.

Η διάκριση αυτή είναι ουσιαστική. Το σύστημα GALVO δημιουργεί τη γεωμετρία της σήμανσης μέσω της κίνησης των κατόπτρων, ενώ το CNC καθορίζει τη σχετική θέση του αντικειμένου και της κεφαλής σύμφωνα με τη μηχανική διαμόρφωση της εγκατάστασης.

Η ύπαρξη τεσσάρων αξόνων δεν συνεπάγεται ότι όλοι χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα σε κάθε εργασία. Η αξιοποίησή τους εξαρτάται από τη γεωμετρία του εξαρτήματος και τις πραγματικές απαιτήσεις της κατεργασίας.

Με αυτόν τον τρόπο η μηχανική διάταξη υποστηρίζει τη σωστή θέση της επιφάνειας ως προς την εστιασμένη δέσμη laser.

Κεφαλή LASIT Fiber Fly – Οπτική σάρωση GALVO

Η εγκατάσταση διαθέτει κεφαλή LASIT Fiber Fly με σύστημα γαλβανομετρικής σάρωσης.

Η κατεύθυνση της δέσμης πραγματοποιείται μέσω ελεγχόμενων κατόπτρων, τα οποία μεταβάλλουν τη θέση της εστιασμένης ακτινοβολίας σύμφωνα με τις διαδρομές του ψηφιακού σχεδίου.

Η χρήση GALVO επιτρέπει τη χάραξη χαρακτήρων, λογοτύπων, αριθμητικών στοιχείων, γεωμετρικών σχημάτων και βιομηχανικών κωδικών, χωρίς να απαιτείται μετακίνηση ολόκληρης της κεφαλής για κάθε επιμέρους γραμμή.

Στη φωτογραφία της συγκεκριμένης κεφαλής διακρίνονται αναγραφόμενες αποστάσεις εργασίας 224 mm και 320 mm, οι οποίες αντιστοιχούν σε διαφορετικές οπτικές διαμορφώσεις.

Η επιλογή της κατάλληλης οπτικής διάταξης σχετίζεται με το επιθυμητό πεδίο εργασίας και τις απαιτήσεις εστίασης της εκάστοτε εφαρμογής.

Χάραξη σε μεταλλικές επιφάνειες και ειδικές επιστρώσεις

Η τεχνολογία Fiber MOPA χρησιμοποιείται σε βιομηχανικές εφαρμογές σήμανσης μεταλλικών εξαρτημάτων και επιφανειών με διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Ενδεικτικές κατηγορίες υλικών αποτελούν οι χάλυβες, οι ανοξείδωτοι χάλυβες, το αλουμίνιο και κατάλληλα μεταλλικά εξαρτήματα με επιφανειακές επιστρώσεις.

Σε ειδικά επεξεργασμένες επιφάνειες, όπως το ανοδιωμένο αλουμίνιο, η συμπεριφορά του υλικού εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της επίστρωσης και τον τρόπο με τον οποίο αυτή αλληλεπιδρά με την ακτινοβολία laser.

Η δυνατότητα επιλογής των χρονικών χαρακτηριστικών των παλμών MOPA αποτελεί σημαντικό εργαλείο για την αξιολόγηση διαφορετικών συνθηκών κατεργασίας.

Δεν είναι όμως τεχνικά ορθό να θεωρείται ότι όλες οι ανοδιωμένες επιφάνειες παρουσιάζουν ίδια συμπεριφορά ή ότι μία συγκεκριμένη ρύθμιση μπορεί να εφαρμοστεί χωρίς έλεγχο σε διαφορετικά υλικά.

Η επιλογή του κατάλληλου εξοπλισμού και της μεθόδου χάραξης πραγματοποιείται με βάση τις πραγματικές ιδιότητες του αντικειμένου και το επιδιωκόμενο αποτέλεσμα.

Βιομηχανική σήμανση και πληροφορίες ιχνηλασιμότητας

Η χρήση laser στη βιομηχανία δεν περιορίζεται στην αποτύπωση ενός εταιρικού λογοτύπου.

Συχνά η χάραξη αποτελεί μέρος της διαδικασίας αναγνώρισης και παρακολούθησης ενός εξαρτήματος, επιτρέποντας τη συσχέτισή του με πληροφορίες παραγωγής, συναρμολόγησης ή τεχνικού ελέγχου.

Οι εφαρμογές αυτές περιλαμβάνουν σειριακούς αριθμούς, κωδικούς αναγνώρισης, τεχνικές ενδείξεις, αριθμούς εξαρτημάτων και μηχαναγνώσιμες σημάνσεις, όπως Code 128 και Data Matrix.

Για την αξιολόγηση της ποιότητας δεν αρκεί η οπτική εμφάνιση της χάραξης. Σημαντικά χαρακτηριστικά αποτελούν η αναγνωσιμότητα, η σωστή γεωμετρία των χαρακτήρων, η απαιτούμενη αντίθεση και η συνέπεια της αποτύπωσης μεταξύ διαφορετικών τεμαχίων.

Ειδικά στην περίπτωση μηχαναγνώσιμων κωδικών, η τελική καταλληλότητα πρέπει να επιβεβαιώνεται με βάση τις απαιτήσεις του αντίστοιχου συστήματος ανάγνωσης.

Διαφορετικές εγκαταστάσεις LASIT/IPG Fiber MOPA 50W

Η LASERMARK διαθέτει δύο ξεχωριστές βιομηχανικές εγκαταστάσεις LASIT με πηγές Fiber MOPA 50W της IPG Photonics.

Η μία διαθέτει CNC τεσσάρων αξόνων και η άλλη CNC πέντε αξόνων.

Παρότι μοιράζονται την ίδια βασική τεχνολογία πηγής laser και την ίδια ονομαστική ισχύ, οι μηχανικές τους διατάξεις δεν είναι ταυτόσημες.

Η πενταξονική μηχανή προσφέρει πρόσθετες δυνατότητες χωρικού προσανατολισμού, χρήσιμες σε εφαρμογές όπου η γεωμετρία του αντικειμένου απαιτεί διαφορετικές θέσεις προσέγγισης.

Η τετραξονική εγκατάσταση αποτελεί ανεξάρτητη παραγωγική μονάδα, με τις δικές της δυνατότητες μηχανικής τοποθέτησης και οπτικής κατεργασίας.

Η επιλογή μεταξύ των δύο δεν γίνεται με μοναδικό κριτήριο τον αριθμό αξόνων. Εξετάζονται η γεωμετρία του εξαρτήματος, η θέση της σήμανσης, η δυνατότητα συγκράτησης και οι απαιτήσεις της παραγωγής.

Δείτε την πενταξονική LASIT Fiber MOPA Laser 50W με GALVO

Η τετραξονική Fiber MOPA στον εξοπλισμό της LASERMARK

Η συγκεκριμένη εγκατάσταση αποτελεί μέρος του παραγωγικού εξοπλισμού της LASERMARK για εργασίες βιομηχανικής χάραξης και σήμανσης.

Ο συνδυασμός πηγής Fiber MOPA, κεφαλής GALVO και CNC τεσσάρων αξόνων επιτρέπει την αξιοποίηση διαφορετικών παραμέτρων οπτικής κατεργασίας σε συνδυασμό με τη μηχανική τοποθέτηση του αντικειμένου.

Η πραγματική αξία της εγκατάστασης βρίσκεται στην αξιοποίησή της ως ολοκληρωμένου παραγωγικού συστήματος και όχι στην απομονωμένη αξιολόγηση της ονομαστικής ισχύος ή ενός τεχνικού χαρακτηριστικού.

Η LASERMARK διαθέτει παράλληλα διαφορετικές τεχνολογίες laser, ώστε η επιλογή του κατάλληλου εξοπλισμού να βασίζεται στις ανάγκες του αντικειμένου, στην επιφανειακή του κατάσταση και στις απαιτήσεις της τελικής σήμανσης.

Στοιχεία εξοπλισμού

Κατασκευαστής μηχανής: LASIT

Κατασκευαστής πηγής: IPG Photonics

Τεχνολογία: Παλμικό Fiber MOPA Laser

Ονομαστική οπτική ισχύς: 50W

Κεφαλή σάρωσης: LASIT Fiber Fly – GALVO

Μηχανική διάταξη: CNC τεσσάρων αξόνων

Κύρια χρήση: Βιομηχανική χάραξη και σήμανση laser

Επιστροφή στον Ηλεκτρομηχανολογικό Εξοπλισμό