Laserové obrábanie na dlhotočných automatoch

Spoločnosť Citizen Machinery Japan dlhodobo udáva trendy vo vývoji CNC dlhotočných automatov. Príkladom je laserová technológia využívaná na strojoch Cincom, ktorá posúva možnosti obrábania až do kategórie mikroobrábania, kde klasické trieskové technológie narážajú na svoje limity alebo strácajú efektivitu.

Pomocou laserovej technológie môžu stroje Citizen Cincom vykonávať rezy s minimálnou šírkou 20 µm a vŕtať otvory s rovnakým minimálnym priemerom, pričom si zachovávajú vysokú reznú rýchlosť a celkovú efektivitu. Prvé ukážky laserového obrábania na stroji Citizen Cincom L20 prebehli už v roku 2016 so systémom L2000 laser system. Zatiaľ čo vtedy bol k dispozícii lúč s priemerom 50 µm, súčasné systémy umožňujú vytvoriť lúč s hrúbkou iba 10 µm, čo zodpovedá hrúbke vlákna.

Základom tejto technológie integrovanej do strojov Citizen Cincom je laserový oscilátor (najčastejšie vláknový laser), ktorý generuje lúč. Ten je do laserovej hlavy prenášaný pomocou optických vlákien a sústavy zrkadiel. Samotná laserová hlava je v stroji inštalovaná namiesto jedného z konvenčných rezných nástrojov. Celé riešenie zostavy je vidieť na obrázku.

Schéma integrácie laserovej technológie do CNC dlhotočných automatov Citizen Cincom (Zdroj: CNC invest, upravené pomocou AI Gemini)

Počas procesu obrábania je optika laserovej hlavy chránená pred reznou kvapalinou aj trieskami. Rezanie laserom prebieha v ochrannej atmosfére dusíka, ktorý zároveň odvádza triesky z miesta rezu. Druh použitého laseru a ochrannej atmosféry závisí od obrábaného materiálu. Výkon sa volí na základe hrúbky steny a požadovanej technologickej operácie. Laser môže byť použitý na vŕtanie, rezanie aj gravírovanie. Je možné ním rezať steny až do hrúbky 2 mm.

Pre jednoduché ovládanie a nastavenie ohniska vyvinula spoločnosť Citizen Machinery Japan špecializovaný softvér podporovaný kamerovým systémom na presné centrovanie lúča. Celý laserový systém disponuje samostatnou riadiacou a zosilňovacou jednotkou prepojenou s hlavným riadiacim systémom stroja Citizen Cincom, vďaka čomu je laser ovládaný priamo z programu pomocou M-kódov.

Hlavné prínosy a inovácie

Najväčšími benefitmi laseru integrovaného v dlhotočnom automate Citizen Cincom sú technologické možnosti, ktoré konvenčné rezné nástroje neumožňujú. Ide predovšetkým o vysokú presnosť obrábania pri vysokej rýchlosti bez vzniku deformačných síl, pričom vzniká minimum otrepov. Je možné vytvárať ostré hrany (mikrorádiusy). Keďže sa nepoužívajú štandardné rezné nástroje, odpadajú problémy so životnosťou nástrojov aj s trieskami a zároveň sa znižujú náklady na nástroje. Presnosť a rýchlosť obrábania dosahujú úroveň, ktorú by konvenčné technológie nedokázali dosiahnuť.

Ďalšou novinkou v oblasti laserov v spojení s dlhotočným automatom Citizen Cincom je možnosť obrábať (sústružiť a frézovať) a zároveň vykonávať naváranie materiálu v rámci jedného výrobného procesu na jednom stroji. Integrácia laserovej technológie do dlhotočného automatu Citizen Machinery Japan umožňuje taktiež realizovať povrchové kalenie a následné obrábanie priamo na jednom zariadení.

Z toho vyplýva významná výhoda v podobe zrýchlenia technologického procesu. Nesporným prínosom pre zákazníka je aj úspora miesta – namiesto dvoch strojov postačuje jeden. To prináša finančnú úsporu pri investícii, nižšie nároky na rezné nástroje a zároveň veľmi vysokú produktivitu, keďže laser je až 10× rýchlejší než konvenčné obrábanie. Vďaka kompletnému obrábaniu na jedno upnutie sa zvyšuje aj celková presnosť obrobku.

Laserová technológia je dnes využiteľná na viacerých typoch strojov Citizen Cincom (konkrétne A20, L12, L20, L32 a M32) a novinkou je aj jej dostupnosť na stroji Miyano BNA-42GTY.