Laser soldadura fabrikazio gehigarrian.

Egilea: Ng Ci Xuan – I+Gko bekaduna

Editor: Bryan Ng – Marketing zuzendaria

Editor: Preethi - Laguntza Teknikoko Ingeniaria

Published on:

Azken aldaketa:

1. Zer da Fabrikazio Gehigarria?

Fabrikazio gehigarria 3D inprimaketa 1
3D inprimaketa fabrikazio gehigarrian

Fabrikazio gehigarria, bestela 3D inprimaketa edo prototipo azkarra bezala ezagutzen dena, ordenagailuz lagundutako diseinua (CAD) eredu batetik hiru dimentsioko objektu bat eraikitzeko prozesua da. Geruzaz geruza material bat metatzen da, eta honek materiala, forma eta tamaina edozein dela ere funtzionatzen du.

Prozedura hau industria-ekoizpenaren ikuspegia eraldatzen duen aurrerapen teknologikoa da, pieza arinagoak eta sendoagoak eraikitzen lagunduz. Fabrikazio gehigarria material eskakizun handiak dituzten piezak estaltzeko eta konpontzeko ere erabil daiteke.

Ez dago murrizketarik diseinuari dagokionez. Ohiko fabrikazioa erabiliz praktikoak ez diren funtzioak fabrikazio gehigarriarekin lor daitezke.

Fabrikazio gehigarriak, gainera, onura anitz ekartzen ditu manufaktura-industriaren ikuspegi hobea ematen laguntzeko.

Laser soldadura fabrikazio gehigarrian 1
3D inprimaketa fabrikazio gehigarrian

Iraunkortasuna eta pertsonalizagarritasuna ere fabrikazio gehigarriaren abantaila batzuk dira. Objektuak fabrikatzeko erabiltzen den material-kopurua oso zehatza da, objektuak zehatz-mehatz ekoizten baitira, eta, beraz, material gutxi edo batere alferrik galtzen da.

Fabrikazio gehigarriak oso pertsonalizagarriak diren eta norberaren beharretara egokitzeko malgutasunez pertsonaliza daitezkeen produktuak ere sortzen ditu.

Horrela, etorkizun handiko teknologia da, objektu geometriko konplikatuak eraiki ditzakeena interferentzia fisiko gutxiagorekin eta material eraginkortasun handiarekin.

2. Laser Soldadura Fabrikazio Gehigarrian

Fabrikazio gehigarriaren prozesua a izenez ezagutzen den sistema baten bidez ere egin ohi da laser bidezko soldadura sistema.

Fabrikazio gehigarria erabiliz pieza metalikoak eraikitzeko bero-iturri bat aplikatzea gero eta ohikoagoa zenez, laser bidezko soldadura tresna ezin hobea da horretarako. Hauts edo alanbre moduan lehengaiak urtu edo sinterizatu egiten dira, piezak ekoizteko bero-iturri kontzentratua erabiliz.

Hauts-sistemak alanbre-sistemak baino ohikoagoak dira eta gehien erabiltzen dira industrietan. Lehenengoak zehaztasun geometriko handiagoa eskaintzen du, baina deposizio-tasa txikiagoak bigarrenaren aldean.

Laser soldadura erabiliz fabrikazio gehigarria bi teknologiatan bana daiteke: laser metalen deposizioa eta laser metalen fusioa. Laser metalezko deposizioak metal hautsa tobera baten bidez metatzen du eta laser bat erabiliz gainazalean soldadura bat sortzeko, bien nahasketak hoztu ondoren egiturak sortzen ditu.

Laser metalen fusioak produktu bat geruzaz geruza eraikitzen du hauts-ohe batean, laserrak metal-hautsa urtzen duen heinean CAD eredu batek zehaztutako posizioetan.

3. Laser soldadura erabiliz fabrikazio gehigarriaren alde onak eta txarrak

Fabrikazio gehigarrirako laser bidezko soldadura ekipoak erabiltzearen abantailak dira osagai pertsonalizatuen eskaria murrizten dela eta sistema malgua eta modulartasuna ere diseinuan. Hala ere, berarekin dakartzan arazo nagusiak sistemaren kontrola eta automatizazio lana dira.

Orain arte, alanbrea geruzaz geruza egitura batean metatzen saiatzeak prozedura ezegonkorra eta maneiatzeko zaila da oraindik. Honek kontrol-sistema egonkorragoa izatea eskatzen du alanbre-jarrera-tasa egokia, laser-intentsitate egokia eta burua gainazalean kokapen egokia mantentzeko.

Gainazaleko lehengaiaren fluxu egonkorra nahi da materiala leunki urtzen dela eta solidotzean bide berdina sortzen duela ziurtatzeko. 

Beraz, orain laser bidezko soldadura fabrikazio gehigarrirako nola erabil daitekeen aurkeztu dugunez, jarraitu irakurri laser bidezko soldadura zer den eta eskaintzen ditugun produktuei buruz gehiago jakiteko.

4. Zer da Laser Soldadura

Laser soldadura laser izpi baten bidez metalak edo termoplastikoak elkartzeko prozesua da. Izpiak bero-iturri kontzentratua eskaintzen du puntu jakin batzuetan eta horrek betegarri-material bat urtu eta gainazalean fusionatzen du. Ondoren, bi atalen artean soldadura sendoa sortzen da hoztu ondoren.

Laser Soldadura Trail Vs Lead
Trail vs. Beruna

Esan bezala, lehengai mota arruntak hauts elikadura eta alanbre elikadura dira.

Hauts-elekzioak hauts metaliko aleazio bat erabiltzen du, prozesatzeko burutik habe-bidearen foku-puntura zuzenean entregatzen dena. Orduan hautsa posizioan likidotu egiten da energia termiko handia dela eta eta urtutako material (betegarria) putzu txiki bat sortzen du.

Betegarria hozten denean, juntadura bat sortzen da, eta soberan dagoen hautsa makinaz hornitutako xurgatze-sistema baten bidez berrerabiltzeko ateratzen da.

Hari elikadurak antzera funtzionatzen du, metalezko aleazioko alanbrea erabiliz hautsaren ordez. Harila laser izpiaren eta gainazalaren arteko elkarrekintza puntura zuzentzen da. Era berean, tenperatura altuagatik alanbrea urtzen da eta juntura bat sortzen du.

Erabilitako material motaz gain, jartzen den posizioa ere funtsezkoa da. Bi konfigurazio mota daude bere kokapenerako eta hau da, atzetik jarioa eta jario nagusia.

Jarraipen-jarioa betegarri-materiala laser izpiaren atzean jartzen denean, urtutako igerilekua dagoeneko guztiz garatuta dagoenean, betegarri-materiala laser izpiaren aurrean kokatzen denean eta soldadura-igerilekuaren aurreko ertzean sartzen denean, lehen jarioa den bitartean.

Praktika arrunta materiala aurrealdean elikatzea da, atzetik jarioak materiala dagoeneko garatuta dagoen igerilekuarekin nahastu gabe eragiten baitu.

Materiala entregatzen den angeluak ere funtsezko eginkizuna du soldadura arrakastaz eraikitzen dela ziurtatzeko. Praktika arrunta bertikaletik 45°-ra elikatzea izango litzateke, hala ere, 30° eta 60° arteko angeluak ere erabil daitezke.

30°-tik beherako angeluek materiala laser izpiaren atal handi batekin gainjartzea eragingo dute, eta horrek materiala urtu eta lurrundu egiten du igerilekuarekin konbinatu gabe, 60°-tik gorako angeluek haria habearen erdiko lerroarekin kokatzea zailtzen duten bitartean.

Horrela, 45°-k egon daitezkeen konplikazioak errazten laguntzen du.

4.1 Lan printzipioa

Laser soldadura buruaren lan-printzipioa 1
Laser soldadura fabrikazio gehigarrian 3

Laser iturriko izpiak kolimazio lentetik pasatzen dira, lerro lerro paraleloko izpi bat ateratzen duena. Ondoren, ispilu dikroikora iristen da, bi zatiren kontaktu-puntua: ikusteko ataka eta laser-iturri kolimatua.

Ispiluak film meheko iragazki bat du, argia islatzen edo/eta transmititzen duena bere uhin-luzeraren arabera.

Irudiaren kasuan, ispiluak bistaratzeko atakan atera nahi den argia islatzen du, eta laneko gainazalean nahi duen erabilerarako laserra transmititzea ahalbidetzen du.

Fokatze-lenteak laserra kontzentratzen du bere foku-distantzian, hau da, lan-azaleraren maila berean. Gero, habeak betegarri-materiala laneko gainazalean urtzen du eta biak fusionatzen ditu.

Doikuntza-markagailuek fokatze-lentearen altueran eta fokuan aldaketa sotilak ahalbidetzen dituzte, edo kolimazio-faktorea handitu eta murrizteko.

Konektore batek laserra soldadura-buruan lotzen laguntzen du eta merkatuan hainbat konektore mota daude, hala nola Quartz Block Head (QBH), D80, LLK-B eta SMA905.

Hondakinak eta soldadura-zepa soldatzearen ohiko azpiproduktuak dira. Hauek soldadura-buruan sar ez daitezen, beirazko leiho batek soldadura-buruaren zati optikoen eta lan-azaleraren arteko geldiune gisa jokatzen du. Leihoak tiradera estiloko diseinua du, erraz ordezkatzeko aukera ematen duena.

Leku bakarreko eta eremuaren eskaneatu soldadura-buruen diagrama
Leku bakarreko laser bidezko soldadura-burua

laser bidezko soldadura burua Prozesuaren kontrol-begizta ixteko nahi den feedbacka ematen duten hainbat sentsore ere baditu.

Tenperatura-sentsoreek laser bidezko soldadura-buruaren tenperatura kontrolatzen laguntzen dute eta laneko tenperatura-tartea gainditzen ez duela ziurtatzen dute.

Laser potentzia-sentsoreek laser irteerako potentzia edozein unetan egiaztatzeko aukera eskaintzen dute makina erabiltzen ari den bitartean eta balio onargarri batekin konparatzeko. Egiaztapen honek sisteman dauden arazo guztiak nabarmen ditzake.

Kameraren sentsore baten erabilera hurrengo atalean azalduko da eta bertan laser bidezko soldadura sistema batean erabiltzen diren piezak nabarmenduko ditugu.

Soldadura-buruaren barruan purgatze-sistema bat eta hozte-sistema bat ere badago. Lehenengoa soldadura-gunera airea jaurtitzen duen osagarri gisa dator, gainazalean ezpurutasunik ez dela nahasten bermatuz, bigarrenak sistema hozten laguntzen duen bitartean.

Zenbait metal eta aleazio sentikorrak dira gasen eta lurrunen presentziarekiko. Biak konbinatzeak soldaketaren kalitatea murrizten duten konposatu desegokiak sor ditzake eta, beraz, garbiketa-sistema egokia izatea garrantzitsua da.

Azkenik, sistema hozteko ura hoztea erabiltzen da, nahiko azkar berotu daitekeelako tenperatura altuetan egiten ari den soldadura-prozesua.

5. Laser Soldadura Sistema batean erabiltzen diren piezak

Laser soldadura sistema baten osagai nagusiak laserra, gida motorizatu bat eta irudi sistema bat dira.

5.1 Laser Iturria

Soldadura sistema batean hainbat laser erabil daitezke, baina ohikoenak hauek dira: gas laserrak, egoera solidoko laserrak eta zuntz laserrak.

Gas-laserek gas nahasketa bat erabiltzen dute, hala nola helioa (He), nitrogenoa (N) eta karbono dioxidoa (CO).2) beren lasing medio gisa. Laser hauek gas nahastea estimulatzen dute tentsio handiko eta korronte baxuko energia iturrietatik energia hornituz. Modu pultsatuan zein etengabean ere funtziona dezakete.

Egoera solidoko laserrek euskarri solidoa erabiltzen dute material ostalari batean bere lasing medio gisa. Laser soldadurako egokiak diren egoera solidoko laserretan erabiltzen diren euskarri solido ohikoenak rubizko kristal sintetikoa dira (kromoa, Cr, aluminio oxidoan, Al2O3), neodimioa beiran (Nd:beira) eta ezagunena, neodimioa itrio aluminiozko granatean (Nd:YAG). Lehenengo bi motak pultsatuko moduan bakarrik funtziona dezakete, hala ere, Nd:YAG-ek pultsu moduan zein etengabeko moduan lan egin dezake.

Zuntz laser batean erabiltzen den lasing medioa zuntz optikoa bera da eta lur arraroen elementuekin dopatuta dago. Argia zuntz optikoan sortzen da eta gainazalera gidatzen du banaketa-zuntz malgu batek, 'argi-gida' deritzona.

Zuntzezko laserrak gero eta ezagunagoak dira laser bidezko soldaduran, gas eta egoera solidoko laserrak gai ez diren onurak ematen baititu. CO2 laserrek zehaztasun mugatua dute eta soldadura handiegia den bero desiragarria ere sortzen dute Nd:YAG laserek soldadura-abiadura, puntu tamaina eta energia elektriko-kontsumorik onena ez duten bitartean. Zuntz laserrek, berriz, elementu hauek ase ditzakete eta bere malgutasunaz gain, aukera hobea egiten duena da.

5.2 Gida Motorizatua

Gida motorizatuak laser-burua eta soldadura-prozesurako ordenagailuak konbinatzen ditu ordenagailuz lagundutako diseinuan (CAD) oinarritutako ordenagailuz lagundutako fabrikazio-sistemaren bidez (CAM). Laser soldadura eskuz egin daitekeen arren, gaur egun sistema gehienak automatizatuta daude eraginkortasuna areagotzeko.

5.3 Irudi-sistema

Abiadura Handiko Kamera Mini AX
Abiadura Handiko Kamera

Laser soldatzeko buru gehienek irudi-gailuekin hornituta dator, hala nola CCD kamera eta CCTV lentea. Hau bistarauari lotu daiteke kamera batek laserrak betetzen duen bide optiko bera ikusteko. Ondoren, kamerak soldadura-efektuen jarraipena eta ikuskapena eskaintzen ditu denbora errealean. Hainbat aukera ere eskaintzen ditugu abiadura handiko kamerak.

6. Laser Soldadura motak

Laser soldadura bi modutan egin daiteke: eroankortasuna eta giltza-zuloko soldadura.

6.1 Eroazioaren Soldadura

Metodo honetan, laser izpiak materialaren gainazala berotu dezakeen potentzia-dentsitatea du, baina ez lurrundu eta barneratzen duen neurrian. Horrela, eroapen-soldadurak maiz zabalera eta sakonera erlazio handia erakusten du.

6.2 Giltza-zuloen soldadura

Soldadura mota hau puntu bakarreko soldadura buru gisa ezagutzen den soldadura-buru batek eta laser-puntu bidezko soldadura deritzon teknologia erabiliz osatu ohi da, puntu bakarrean soldatzen dena laser bidez soldadura-puntu bakarra sortzeko.

Giltza-zuloko soldaduran laser izpiak potentzia-dentsitate handiagoak ditu normalean, materialaren gainazala urtu ez ezik lurrundu ere egiteko leku txiki batera bideratu behar baita.

Gero, habea materiala barneratzen da, "giltza-zulo" deritzon hutsune bat osatuz. Zuloa laserren atzetik doan urtutako materialak zigilatzen du, eta horrek puntuzko soldadura txiki bat sortzen du.

Metodo honek soldadura sakon eta estuak ere ekoizten ditu, non laseraren potentzia ekoitzitako soldaduraren sakoneraren proportzionala den. Horrela, sakonera-zabalera erlazio handia duten soldadurak sortzen dira.

Puntu eta eremu bakarreko soldadura-buruaren 2. diagrama
Area Scan Laser Soldadura Burua

Beste soldadura-buru mota bat area eskaneatu soldadura-buru gisa ezagutzen da, nahi den piezan lan egin nahi den eremuan soldatzen dena.

Galvo eskaneatzeko buru bat erabiltzen du bertan kokatutako ispiluak dituena eta eskaneatzeko lente bat (normalean f-theta eskaneatzeko lentea) laser izpia nahi den eremura desbideratzeko eta proiektatzeko.

7. Laser Soldadura Aplikazioak

Laser soldadura hainbat aplikazio eta industriatan erabiltzen da. Bitxigintza-industriatik hasi eta automobilgintzara, presio-ontziak finkatzetik trenbide-ekipoetaraino.

7.1 Automobilgintza

Laser Soldadura Aplikazioa Automozio Industria
Automobilgintza

Automobilgintzan, laser bidezko soldadurari esker, fabrikatzaileek moduluak solda ditzakete, hala nola solenoideak, motorraren piezak, erregai-injektoreak, transmisio-piezak, aire girotuko ekipoak eta beste hainbat produktu.

Bero mugatuarekin eta distortsio hutsalarekin piezak soldatzeko duen gaitasunak laser bidezko soldadura tresna ezagun bihurtzen du.

7.2 Bitxigintzaren industria

Laser soldadura maiz erabiltzen da arlo askotan, hala nola, urrezko edo platinozko puntak berriro puntatzeko, diamanteak bere posiziotik kendu beharrik gabe, bitxiak konpondu beharrik gabe harriak kendu eta berriro lotu gabe, altzairu herdoilgaitzezko erloju-bandak piezak aldatu gabe konpondu. hori atera zen, fabrikazio akatsak zuzendu eta askoz gehiago.

7.3 Fotonikaren industria

Fotonikaren industriak gailu fotonikoen ontziratzeko laser bidezko soldadurari etekina ateratzen dio, hala nola laser diodoak, eguzki-zelula eta fotovoltaikoak eta argi-igorle-diodoak, eta Nd:YAG laser iturria erabiltzen du.

Gailu hauek telekomunikazioetan erabili ohi dira, eta horrek funtzionamendu-bizitza luzea izatea eskatzen du ingurumen-baldintza desegokietan.

Horregatik, metalezko karkasa hibridoen barruan sartzen diren gailu fotonikoek juntura sendoak eta zigilaketa hermetikoak behar dituzte, laser bidezko soldadura erabiliz lor daitezkeenak.

7.4 Industria Elektronikoa

Laser jostura eta puntuko soldadura teknika aukera ezaguna da, bere zehaztasunak miniaturazko osagai elektrikoetan puntu txikiak eta jostura estuak elkartzea ahalbidetzen baitu. Aplikazio arruntak zehaztasun handiko eta presioarekiko sentikorrak diren zigilu hermetikoak behar dituzten multzo industrialak dira.

7.5 Industria medikoa

Laser Soldadura Aplikazio Medikuntza Industria
Industria Medikoa

Eta azkenik, laser bidezko soldadura gailu medikoak ekoizteko erabili ohi da eta askotan zuntz laser bat erabiltzen du. Laguntza medikoak normalean elkarrekin soldatuta dauden hainbat metalez eginda daude.

Metal hauek propietate desberdinak izan ditzakete eta horrek elkartzea erronka bihurtzen du, baina zuntz laserrek soldadura juntura sendo bat sortzen dela ziurtatzeko gaitasuna dute. Asmatu diren gailu batzuk desfibriladoreak, ortodontzia-aparatuak, kateterrak, taupada-markagailuak, audifonoak, protesiak eta tresna kirurgikoak dira.   

Puntu bakarreko soldadura-burua bitxigintzan erabiltzen da batez ere urre eta zilarrez egindako piezak konpontzeko, hortz-industrian hortz-dendak konpontzeko eta plastikozko soldaduran ere.

Area eskaneatzeko soldadura-burua elektronika-industrian erabiltzen da telefono mugikorrak eta beste metal elektrikoko piezak eta osagai elektronikoak eraikitzeko, eta medikuntza-industrian gailu medikoak, plastikoak eta tresneria ekoizteko.

8. Laser Soldadura Buru Fidagarria erostea

Laser Optics Laser Soldadura Burua Social Thumbnail
Laser bidezko soldadura burua

Orain, laser bidezko soldadura-buru bat zer den eta bere aplikazioak badakizu, kalitatezko bat non erosi behar duzun jakin beharko zenuke. Jakina, kalitatea eros dezakezu laser soldatzeko buruak gurekin.

Wavelength Opto-Electronic soldadura-buruak eskaintzen ditu hainbat diseinutan, hainbat aplikaziotarako erabil daitezkeenak. Produktuak ere pertsonaliza daitezke zure behar teknikoetara egokitzeko.

Kontsulta inprimakia

Harremanetarako formularioa

Zure erakundearen posta elektronikoa bere domeinuarekin erabiltzea gomendatzen dugu (halakorik badago).