Lazer ışını kesme, kaynak, yüzey işleme ve kaplamada universal bir araçtır. Lazer kesim çapaksız ve çok dar kesim alanı ve minimal ısıdan etkilen kesme hattı sonuçları ile benzersizdir. Avantajları arasında minimal ısı çıkışı, malzemede düşük distorsiyonlar ve yüksek kesim hızları sayılabilir. Lazer kesme teknolojisinin artan popülaritesi elbette ki sadece yukarıdaki sebeplerden dolayı değildir. Hız, kesme kalitesi, üretimde yarattığı ekonomi ve esnekliği optimum üretim çözümleri diğer etkenler olarak karşımıza çıkmaktadır.

NEREDEN BAŞLADIK NEREYE GELDİK

Herhangi bir teknolojide gelecek tahminlerini yapabilmek için geçmişten bugüne süregelen gelişmeleri bilmek gerekir. Bugün, lazer üreticileri daha küçük parti üretimlerine, birim zamanda daha çok parka üretimine fokuslanmış durumdalar. Artık eskisi gibi talep aynı tip üründen çok miktarlarda olmak yerine farklı tip ürünlerden daha az miktarlara geçmiştir.
 
Lazer kesimin temel prensipleri son 20 yılda değişmemiştir. Enerji kaynağı (lazerin üretildiği rezonatör) malzemeyi buharlaştırarak uzaklaştırır (keser). Bunu gerçekleştiren 5 ana eleman vardır. Güç, kesim hızı, fokuslama, yardımcı kesme gazı basıncı, kesme gazı tipi. Kesim hızı (lazer hareketi), malzemenin istikrarlı bir şekilde buharlaştırılmasını sağlayacak şekilde kontrol edilir. Fokuslama, lazer ışını malzeme yüzeyinde, aşağısında veya içinde olacak şekilde yapılır. Kesme gazı tipi ve basıncı eriyen malzemeyi kesme hattından tahliye ederek istenen kesim kalitesinin elde edilmesini sağlar. Aynı masa tipi bilgisayarlarda olduğu gibi, mevcut teknolojinin gelecekte ne olacağının anlaşılması önemlidir. Lazer kesme sisteminin avantajlı özelliklerinin bilinmesi önemlidir, ancak bundan daha hayati öneme sahip olan özelliklerdeki gelişimin önümüzdeki yıllardaki maliyet gelişimidir. Asıl rekabetçi kısım burasıdır.

YAKIN ZAMANDAKİ GELİŞMELER

Yüksek teknoloji üretim tezgahları pek çok imalatçının rüyasıdır. Düşük ön hazırlık süreleri (set-up), parça kalitesi ve hassasiyeti lazerlerin geleneksel avantajı olmuştur. Hızlı saykıl süreleri ilgili geometrilere bağlı olmuştur. Geniş radyuslu parçalar diğer üretim metodlarına göre çok daha hızlı işlenebilmiştir.
En son yenilik olan lineer motor teknolojisi ile birlikte saykıl süreleri daha da düşmüştür. Lineer teknolojinin beraberinde getirmiş olduğu maksimum ivmeye ulaşma süresindeki zaman düşüşü (jörk), tamamen farklı konseptte makina dizaynı yapma zorunluluğunu ortaya koymuştur. Gelecek bu yeni dizayn üzerine inşa edilmiş olan lineer teknolojidedir. DpM ve Dpmplus üreticilerin bu yeni gelişmelerden nasıl istifade ettiğine dair çarpıcı örneklerdir.

Standart üretim zamanı = 150.6 saniye
Yüksek hız ve Dpmplus teknolojisi ile birleştirilmiş üretim zamanı = 110.6 saniye
40 saniye daha az üretim süresi = 26% üretkenlikteki artış

Aks hareketleri sürücü sistemlerinde üreticiler hala düşük maliyetlerden dolayı vidalı mil (ballscrew) ve kremayer (rack-pinion) sürücülerini tercih etmek durumundadırlar. Ancak gelecek kaçınılmaz olarak lineer teknolojidedir. 

Fokus noktası, kesme veri tabanına ve teknolojisine göre otomatik olarak değiştirilir. Aynı şekilde kesme gazı değişikliği ve basıncı da. Esasen lazer kesmenin tüm dahili parametreleri otomatik olarak değiştirilmektedir. NC kesme veri tabanı tüm operasyonel komutları yönetmektedir. Operatöre kalan iş sadece nozul ve lens focus ayarıdır.

Yüksek güçlü lazerler teknolojiyi ilerletmiştir. Daha kalın malzemeler işlenebilmektedir. Ancak daha güçlü lazerlerin (3000Watt ve üzeri) avantajı ince malzemeleri daha hızlı kesebilmeleridir. Azot kesme gazı kullanılarak yapılan kesimlerim hızı eski sistemlerin yaklaşık 3 katıdır.Bugün üzerinde yoğunlaşılan konu nozul dizaynı ve ışın paralelliğinin sağlanmasıdır.

PANÇ & LAZER KOMBİNE TEZGAHLAR

Son yıllarda lazer kesmede olan gelişmeler endüstride birçok sektörün ilgisini çekmiştir. Panç ile entegre edilmiş lazer kombi makinaları endüstride 1980’lerden beri kullanılmaktadır.

Ürün dizayn mühendisleri panç ile kombine edilmiş sistemleri ‘dördü bir yerde’ sloganı ile ortaya koydular. Form yapma, diş açma, panç ve lazer kesme. Aynı işleme merkezinde birçok işlemler, tek referanslama ile yapılmak üzere. Elbette bu işlemler farklı imalat metodları ile yapılabilir, ancak çok bilinen bir metod var, lazer kesim.

PANÇ & LAZER KOMBİNE TEZGAHININ AVANTAJLARI

Yakın yıllarda üreticiler panç ve lazeri ekonomik olarak bir araya getirdiler. Yaklaşık 3000W gücündeki hızlı aksiyal akışlı CO2  lazerleri panç yanında çok iyi bir partner oldu. Takiben 2500W gücündeki difüzyon soğutmalı SLAB CO2  lazerler devreye girdi. Bu konseptin ışın kalitesinin olağanüstü yüksekliği 3750W hızlı aksiyal akışlı lazere eş değerde olması demekti. Son derece rijit kapalı gövdeye sahip panç ile gene ağır iş tipi rijit klempleri taşıyan aks sayesinde yüksek hız ve ivmelere çıkma imkanı vardır.

Panç operasyonu hidrolik sistemle, 1mm aks hareketinde 1000 vuruşa kadar çıkabilir veya hidrolik yerine servo-elektrik mekanizmasıyla yapılabilir. Yani servo-elektrik teknoloji ile mekanik güç iletiminin birleşimi. Daha da ileri giderek, lineer teknoloji ile birleştirilmiş pançlara entegre lazer sistemlerinde 3 akslı lazerlerin hızlarına ulaşarak yukarıda bahsetmiş olduğumuz “dördü bir yerde” işlemleri tek referanslama yapılabilir.

DAHA FAZLA ENTEGRE İŞ İSTASYONLARI – DAHA FAZLA OTOMASYON

Panç, seri vuruş (nibbling), form, markalama, bükme ve diş açma panç üzerinde. Dış kontur kesimleri, özel iç konturlar (pançta oluşan seri vuruş izlerinin istenmediği yerlerde) keskin köşeler, özel takım gerektiren operasyonlar lazerde. Hepsi aynı tezgah üzerinde ve tek bağlamada.

Söz konusu sistemler modüler yapısı itibariyle otomasyona açıktır. Yükleme-boşaltma-ayırma-istifleme rahatlıkla entegre edilebilir. Lazerde kesilen parçalar devrilen kapak (work-chute) ve konveyör vasıtasıyla dışarı tahliye edilebilir. İşlenen parçalar otomasyon robotları ile ayrılarak istenen adreslere istiflenebilir.

YÜKSEK HIZLI LAZER KESME SİSTEMLERİ

2D lazer kesme sistemleri sac işleme endüstrisinde 25 yılı aşkın süredir kullanılmaktadır. Farklı kalınlık, kalite ve konturlardaki malzemeleri esnek şekilde işleyebilme kabiliyetlerinden dolayı lazer kesme prosesi dünya çapında kullanılır olmuştur.
 
Birçok çalışmalar ve enstitüler yüksek hızlı lazerlerin 1mm alüminyum malzemenin 50 metre/dakika dan daha hızlı kesilebileceğini ispatlamışlardır.
 
Birçok sac işleme uygulamasında parça başına ekonomikliği sayesinde panç tercih edilmiştir.
Lineer teknolojinin yeni konsept rijit gövde üzerinde hayata geçirilmesi ile birlikte 300metre/dakika hızlara ve 20m/s2 ‘den daha fazla ivmeye çıkma imkanı olmuştur. Buna ilave olarak 1mm siyah sacta 25metre/dakika kesim hızı, yüksek hassasiyet korunmak kaydıyla, elde edilebilmiştir. Alüminyumda 50 metre/dakika kesim hızı sistemin kesme parametreleri bankasına standart bir değer olarak konmuştur.
Yüksek hız lazeri esnek üretime odaklı olarak dizayn edilebilir.

Örneğin, 4000W gücünde rezonatöre sahip bir sistemde 25mm siyah kesilebilir.
İnce malzemede yüksek hızlı kesim ve pozisyonlama hızının çok yüksek olması, konvensiyonel lazer sistemlere göre üretim miktarlarını artırmıştır.
Lazer kesme çok kompleks bir prosestir. Bu sebepledir ki CNC kontrol için, kullanıcı dostu, gelişmiş operatör ara yüzleri geliştirilmiştir. Sistem parametreleri, fonksiyonların komutları Windows®  bazlı dokunmatik kontrol ünitesinde bütünleştirilmiştir.

Bütün bir sacın toplam işleme süresi radikal bir şekilde düşmüştür. Giderek artan oranda yükleme-boşaltma üniteleri de yüksek hızlı lazer sistemlerine entegre edilmeye başlanmıştır.

FINN-POWER lazerde malzeme otomasyonunu bir üst seviyeye taşımıştır. LC6 lazer kesme merkezi. En üst düzeyde otomasyona sahip bu tezgahta, yükleme, boşaltma, ayırma işlemleri aynı system üzerine uygulanmıştır. LC6 lazer kesme merkezi sabit ışın sisteminin C gövde üzerine uygulanmış hali olup son jenerasyon difüzyon soğutmalı CO2 SLAB lazeri ile donatılmıştır.

GENEL BAKIŞ

Sistemlerin geliştirilmesine paralel olarak yeni aplikasyon metodları da geliştirilmiştir. FINN-POWER Laser Wizard, operatörün lazer prosesini daha iyi anlamasını sağlar. Daha akıllı müşteri destek sistemlerinin kesme sistemine entegre edilmiş halde kullanıcıya sunulması gerekmektedir. Online kontrol sistemleri kullanıcıya destek vermek üzere iş başındadır. Örneğin farklı tipte bir malzemenin lazer kesme parametrelerinin oluşturulması. CNC kontrol sisteminin ve lineer sürücülerin çok daha hızlı olması ilave proses kontrol sistemleri ihtiyacını beraberinde getirir. Sonuç, daha fazla üretim. Parça ayırma ve istifleme üretkenliği artırıcı sistem otomasyonunun ileri adımlarıdır.

LAZER OTOMASYONU

Son 10 senedir lazerde otomasyona ilgi son derece artmıştır. Artma eğilimi devam edecektir. Otomasyon sadece işçilik maliyetini minimize etmek değildir. Esas olan operasyondaki istikrardır. Özellikle lazerde. Müşteri taleplerine reaksiyon süreleri minimumdur. Parça çiziminden, bitmiş ürüne kadar olan ara süreçte masraflı, zaman alan, güç operasyonlar ortadan kaldırılmıştır. Sipariş-teslimat arası daha kısa, daha az maliyetlidir. Dünyada tüm firmalar bu çizgide gitme eğilimindedir.

DOĞRU İSTİKAMET

Son 20 yılda lazer prosesindeki gelişmeler ciddi boyuttadır. Ancak lazer kesmenin temel elemanlarında değişiklik olmamıştır. Prosesin her bir elemanında sürekli bir değişim olmaktadır. Lazer gücü kontrolündeki gelişmeler saykıl sürelerini ve ön hazırlık sürelerini düşürmüştür.
 
Lineer motor teknolojisindeki gelişmeler, lazer üreticilerini, gövde dizaynlarını tekrar gözden geçirme mecburiyetinde bırakmıştır. Lazer otomasyonu ve yeni gelişmeler, lazer prosesinde parça başına maliyeti düşürmüştür. Geleceğin teknolojisi, müşteriye en iyi hizmet eden teknolojidir. FINN-POWER bu manada doğru istikamettedir.