Lợi ích và ứng dụng hàng đầu của công nghệ Laser trong sản xuất

Công nghệ laser đang nhanh chóng thay thế nhiều quy trình cơ học tẻ nhạt. Máy laze tự động tạo ra sàn sản xuất an toàn hơn bằng cách loại bỏ các quy trình thủ công rủi ro.

Công nghệ laser được tiên phong vào giữa thế kỷ 20 và đã trải qua một chặng đường dài kể từ nguyên mẫu đầu tiên. Ngày nay, laser là một trong những công cụ phổ biến nhất trong ngành sản xuất. Laser đã cho phép chúng tôi dễ dàng thực hiện các quy trình phức tạp với kết quả siêu mịn.

Laser là những cỗ máy đáng kinh ngạc, có khả năng cắt vật liệu theo những cách cực kỳ chính xác. Ban đầu được sử dụng để cắt tấm kim loại, giờ đây chúng có thể hàn, khoan và khắc trong một loạt các cài đặt. Theo thời gian, chúng đã trở nên cực kỳ hiệu quả và mạnh mẽ.

Laser là gì?

Laser viết tắt của “Light amplification by the stimulated emission of radiation” là một thiết bị kích thích các nguyên tử hoặc phân tử phát raánh sáng ở các bước sóng cụ thể và khuếch đại ánh sáng đó, thường tạo ra một chùm bức xạ rất hẹp. Sự phát xạ thường bao phủ một phạm vi cực kỳ hạn chế của các bước sóng nhìn thấy, hồng ngoại hoặc tử ngoại. Nhiều loại laser khác nhau đã được phát triển với các đặc điểm rất đa dạng.

Có nhiều loại laser bao gồm laser khí, laser sợi quang, laser trạng thái rắn, laser nhuộm, laser diode và laser excimer. Tất cả các loại laser này đều có chung một bộ thành phần cơ bản.

Lợi ích của công nghệ Laser

Dưới đây là những lợi ích sử dụng công nghệ Laser trong sản xuất ngày nay

– Chính xác hơn

Các chùm tia laser tiên tiến ngày nay có thể được hội tụ đến một phần nghìn milimét. Điều này có nghĩa là mọi phép đo, đánh dấu hoặc cắt đều có thể được thực hiện với độ chính xác tuyệt đối.

Khi chip máy tính và các thành phần thiết bị y tế ngày càng trở nên cực nhỏ, công nghệ laser mang lại độ chính xác và tính nhất quán vượt trội mà thiết bị gia công truyền thống không thể đạt được.

Các vết cắt bằng laser cũng cực kỳ sạch sẽ, không để lại biến dạng hoặc vệt trên vật liệu còn lại. Điều này loại bỏ sự cần thiết của một bước bổ sung để làm sạch hoặc hoàn thiện sản phẩm sau khi xử lý bằng laser.

– Dễ dàng tự động hóa

Với ngành công nghiệp 4.0 tập trung vào tự động hóa và tích hợp công nghệ với sản xuất, công nghệ laser có thể dễ dàng được thêm vào dây chuyền sản xuất để đạt được tiêu chuẩn hóa chưa từng có.

Sử dụng laser trong sản xuất có thể dẫn đến thời gian chu kỳ ngắn hơn, ít bảo trì hơn và sản xuất tiết kiệm chi phí hơn. Các hoạt động tốn nhiều công sức và dễ bị lỗi trước đây có thể được thực hiện một cách đơn giản và hoàn hảo.

Khi công nghệ laser được kết hợp với tự động hóa, các quy trình có thể được hoàn thành với tốc độ đáng kinh ngạc. Laser hiện là phương pháp cắt và hàn nhanh nhất trên dây chuyền sản xuất.

– Sử dụng linh hoạt

Laser có thể hoạt động trên nhiều loại vật liệu bao gồm vải, nhựa, thủy tinh và kim loại. Vì các thông số laser có thể được điều chỉnh bất cứ lúc nào nên một tia laser đơn lẻ có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ sản xuất như làm sạch, khắc, cắt hoặc hàn.

Không giống như các công nghệ tương đương khác, hầu hết các máy laser đều không tiếp xúc, cho phép chúng được sử dụng trên các vật thể có hình dạng phức tạp khác nhau trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của bề mặt.

Đầu tư vào thiết bị laser mang lại lợi tức đầu tư cao vì nó giảm bớt sự dư thừa và hợp lý hóa hoạt động. Các ứng dụng của laser đang tăng lên mỗi ngày, mang lại nhiều tiềm năng hơn cho nền sản xuất.

– Tốt hơn cho môi trường

Laser sử dụng một phần năng lượng của các đối tác thông thường của chúng. Tiêu thụ năng lượng hiệu quả hơn là điều cần thiết đối với các công ty muốn giảm chi phí sản xuất và giảm lượng khí thải và sản lượng carbon.

Laser cũng có thể thay thế các phương pháp sản xuất yêu cầu vật tư tiêu hao như thuốc hàn, hạt thép hoặc mực và nhãn. Điều này ngăn chặn một lượng đáng kể chất thải và cũng tránh được lượng khí thải liên quan đến việc phải sản xuất và vận chuyển những vật tư tiêu hao này.

Cuối cùng, thiết bị laser có thể rất nhỏ gọn, cho phép các nhà sản xuất xây dựng các dây chuyền sản xuất tiết kiệm hơn và hoạt động trong phạm vi nhà máy nhỏ hơn, tối ưu hơn.

Ứng dụng hàng đầu của công nghệ Laser trong sản xuất

Có rất nhiều ứng dụng công nghiệp có thể được hưởng lợi từ việc sử dụng tia laser, được tìm thấy trong nhiều ngành công nghiệp.

– Sự cắt bằng tia la-ze

Cắt laser sử dụng chùm tia laser công suất cao hội tụ để chiếu nhanh vật liệu và tạo ra các đường cắt hoặc hoa văn rất đẹp. Laser có thể dễ dàng cắt xuyên qua các vật liệu dày đặc như titan hoặc thép với các vết rạch nhẵn và không có ứng suất cơ học hoặc nhiệt ở các khu vực xung quanh.

Công nghệ cắt laser vượt trội so với các máy cắt thông thường vì hoạt động của nó có thể được thực hiện ở tốc độ cực nhanh, với độ chính xác ở cấp độ micron và tính nhất quán có thể lặp lại. Vì vật liệu đứng yên trong toàn bộ quá trình nên nó không duy trì bất kỳ sự mài mòn bề mặt nào.

– Khắc laser

Khắc laser sử dụng cùng một chùm tia laser để làm cho bề mặt của vật liệu bốc hơi ngay lập tức khi nó đánh dấu mã vạch, ký tự hoặc mẫu. Khắc laser hiện là một trong những phương pháp đánh dấu phổ biến nhất do tốc độ sản xuất nhanh và chu kỳ lặp lại nhanh chóng.

Khắc laser UV cực kỳ mạnh mẽ và thường được sử dụng để in các số nhận dạng duy nhất vĩnh viễn trên các thành phần và sản phẩm để đảm bảo truy xuất nguồn gốc sản xuất. Khắc laser UV có độ bền cao và có thể được áp dụng trên các bề mặt phẳng hoặc cong.

– Hàn laser

Hàn laser rất hiệu quả đối với các vật liệu phức tạp không thể xử lý bằng các phương pháp thông thường. Nó hoạt động bằng cách sử dụng bức xạ laze để làm nóng chảy vật liệu xuống trạng thái nóng chảy và có thể kết hợp được. Không cần điện cực và do đó không xảy ra nhiễm bẩn hoặc biến dạng vật liệu.

Nhiều loại vật liệu có thể được hàn lại với nhau bằng laser, bao gồm hai loại kim loại khác nhau hoặc kim loại và nhựa. Mặc dù hàn laze đủ chính xác để tạo thành các mối hàn nhỏ hơn milimet, nhưng những mối hàn này bền hơn nhiều so với khi sử dụng hàn hoặc keo truyền thống.

– Kết cấu laser

Kết cấu bằng laser sử dụng quá trình cắt bỏ bằng laser có kiểm soát để loại bỏ các vật liệu cụ thể khỏi bề mặt của vật thể. Quá trình này thường được sử dụng để tạo thêm độ nhám và các vi mô kết cấu như vết lõm và rãnh dạng tự do trên bề mặt vật liệu.

Tạo kết cấu bề mặt có thể cải thiện hiệu suất của một số thành phần nhất định. Ví dụ, kết cấu thô ráp trên vật liệu cấy ghép y tế có thể cung cấp thêm diện tích bề mặt cho mô mới neo giữ. Tương tự như vậy, các phớt cơ khí có kết cấu bằng laze đã cải thiện khả năng duy trì và độ bền của chất bôi trơn.

Lời kết

Công nghệ laser đang nhanh chóng thay thế nhiều quy trình cơ học tẻ nhạt. Máy laze tự động tạo ra sàn sản xuất an toàn hơn bằng cách loại bỏ các quy trình thủ công rủi ro. Thông qua việc đầu tư vào công nghệ laser, các nhà sản xuất có thể cải thiện năng suất, giảm chi phí vận hành, giảm bảo trì và tạo ra kết quả đặc biệt chính xác và có thể lặp lại.