Laserová technologie se využívá ve velké škále aplikací a do mnoha dalších postupně prostupuje. Nejmarkantnější je tato skutečnost pravděpodobně v oblasti automotive, která je jednou z prvních, kam jsou zaváděny nejpokročilejší komerční technologie a výrobní principy. S laserovou a jinou značicí technologií užitou v oblasti automotive má Lintech již mnohaleté zkušenosti.
Princip laseru je znám již poměrně dlouho (první laser vznikl již před více než 50 lety) a během dlouhé doby byla tato technologie nadále zefektivňována. Lasery dnes mají značnou životnost, velmi nízké provozní náklady, jsou prakticky bezúdržbové, díky jejich minimální velikosti pracovní stopy dosahují vynikající přesnosti a v neposlední řadě již existují i ve výkonech řádů mnoha kW pro případy velmi náročných aplikací. Z těchto a dalších důvodů se lasery postupně stávají vhodným a žádaným nástrojem pro operace jakými jsou značení, svařování, řezání nebo např. vrtání dílů.
Výsadní postavení mají mezi laserovou technologií v dnešní době vláknové lasery. Ty disponují obrovskou životností až stovek tisíc hodin, díky vysoké efektivitě vynikají malými provozními náklady (např. cca 400 W pro výkon 20 W či nejvýše 3 kW pro výkon 400 W) a vlivem výborné kvality svazku dosahují velikosti pracovního spotu v řádu jen několika málo desítek μm podle použité optiky, což umožňuje provádět skutečně velmi detailní a přesné operace. Přesnost dále závisí na použité optice – skenovacích hlavách a polohovacích systémech (většinou robotických ramenou), nesoucích hlavy svařovací nebo řezací.
Mezi nejjednodušší aplikace patří popis a značení dílů. Lasery užívané pro popis mají velmi nízké výkony v řádu několika málo desítek wattů a značicí aplikace tak patří mezi nejlevnější. Užití laserového značení je široké, ať už slouží jako identifikace kvůli interní sledovanosti dílů ve výrobě či jako designová úprava – značí se nejen nejrůznější plastové a kovové komponenty od bezpečnostních prvků, ostřikovačů čelních skel až po pístní kroužky, kovová ložiska či přední skla a mnoho dalších, ale velmi často jsou laserem vypalovány i vícevrstvé fólie sloužící jako lepicí štítky. Dle typu materiálu se používají převážně vláknové a krystalové lasery, v některých případech mohou být dostačující i CO 2 lasery. V případě některých bezaditivovaných plastů je pak nutno použít lasery kratších vlnových délek např. zeleného spektra. V některých případech je namísto laserového značení vhodné použít značení mechanické – nejčastěji mikroúderové s dobrou možností integrace, automatizace a editovatelnosti. Mechanické značení je potřeba např. tam, kde se očekává vysoký otěr materiálu nebo tam, kde je na poznačený materiál nanášena vrstva laku, která by neplastické laserové značení skryla.
I laserové svařování je po laserovém značení rovněž hojně zastoupenou aplikací v automobilovém průmyslu. Kovové i plastové díly jsou laserem svařovány rychle, zato je však dosahováno skvělé přesnosti a kvality při uchování dobré pohlednosti dílu. Protože jsou v naprosté většině případů procesy automatizovány (laserovou hlavou je hýbáno robotickým ramenem po naprogramované trase), vynikají i nízkými provozními náklady. Zvláštním případem je pak laserové svařování plastů, kterému byly věnovány některé z našich předchozích článků. Laserové svařování plastů v mnoha aplikacích nahrazuje svařování ultrazvukem. Dosahuje se zde nižších nákladů při změnách tvarů svařovaných dílů, navíc laser dovoluje svařovat i plastové housingy s obsaženou elektronikou, které ultrazvukové frekvence nesvědčí. Lasery jsou využívány pro svařování kovů nejen v aplikacích spojování větších kovových konstrukcí, ale svařují se s nimi např. také termočlánky a jiné kovové senzory. V případě plastových dílů se lasery využívají často pro svařování automobilových světel, ale i pro celou řadu dalších plastových komponent od nejrůznějších hausingů – často s obsahem elektronických součástí - až po nádržky a konektory. Nejčastější typy laserů pro svařovací operace jsou vláknové a diodové.
Velká spousta výrobních operací je spojena s laserovým řezáním. Pomineme-li výřezy kovových konstrukcí nebo jejich částí, začíná se laser požadovat i pro zautomatizovaný ořez přesahů plastových dílů, které vznikají během odlévání dílu ve formě. Řezací hlava je umístěna na robotickém rameni, které ji vede podél ořezávaných kontur dílu. Aplikace nabírá na složitosti se vzrůstající složitostí geometrie dílu, v případě některých kontur dílu (většinou vnitřních) není možno tuto technologii bez poškození okolního materiálu v místě ořezu uplatnit vůbec. Pro řezání jsou nejvhodnější lasery s dobrou kvalitou svazku, ideálně vláknové. V případě plastových materiálů je vhodné či dokonce nutné použít CO 2 zdroj, protože světlo pevnolátkových laserů je jimi propouštěno bez požadovaného účinku.
Laserové vrtání má pravděpodobně nejmenší zastoupení mezi všemi laserovými aplikacemi ve zmíněné oblasti. V principu se jedná většinou o intenzivní ablaci materiálu malé tloušťky v jediném bodu nebo jeho okolí tak, aby odpařením materiálu vznikl malý otvor. Ten má často velmi přísné požadavky na geometrii a čistotu, tedy pokud možno bezotřepovost. Tento princip se uplatňuje často u plastových materiálů, např. při vytváření trysek ostřikovačů. Vláknovým laserem lze vytvářet v plastovém materiálu za určitých podmínek otvory cca od průměru 0,1 mm.
Ing. Jiří Krutina, LINTECH, spol. s r. o.