Лазерный мир

Очевидна привлекательность лазерной струйной бомбардировки заготовки  (в аналогии с пескоструйной обработкой -*) с точностью до тысяч лазерных точек на квадратный миллиметр для создания однородной поверхности. Этот процесс является полностью цифровым, экологически чистым и бесконтактным, поскольку никакое оборудование не вступает в контакт с заготовкой. GF Machining Solutions является лидером на этом пути в будущее благодаря революционному нанесению 3D-текстур лазером, закладывая основу для действительно функционального 3D-текстурирования.

Что касается характеристики поверхности на обработанных деталях, шероховатость поверхности, выраженная как средняя шероховатость (Ra), недостаточна для условий, которые могут иметь должную шероховатость, но выглядит  лучше с точки зрения оптического внешнего вида. Лазерная струйная обработка, которая использует импульсный волоконный лазер, чтобы буквально бомбардировать поверхность заготовки лазерной энергией, обеспечивает непревзойденную однородность обрабатываемой поверхности и экстремальную регулярность характеристик поверхности.

Испытания

Несмотря на привлекательность лазерного структурирования, программирование может быть затруднено и требует много часов, в зависимости от сложности приложения. Благодаря внедрению возможностей лазерной струйной обработки, которые включены в программное обеспечение лазерной рабочей станции, GF Machining Solutions произвела революцию в мире поверхностного структурирования. Laser Design — программный пакет для автоматизированного производства (CAM), специально предназначенный для лазерных машин компании, для создания программ обработки лазерных текстур (РИСУНОК 1).

РИСУНОК 1. Система LASER P 600/1000/1200 U, в которую входит пакет программного обеспечения Laser Design CAM.

Лазерные струйные текстуры создаются с помощью Laser Design. Оператор просто сообщает лазерной текстурирующей машине положение зерна, его плотность и организацию лазерных точек, которые должны быть нанесены на поверхность заготовки. Это позволяет очень просто импортировать файл с автоматизированным дизайном (САПР), преобразовать его в 3D-карту и применить желаемую предварительно сформированную текстуру  на заготовку. Затем лазерный дизайн сообщает лазерной текстурирующей машине AgieCharmilles (РИСУНОК 2) плотность лазерных точек для нанесения на поверхность заготовки, экономя много часов программирования.

Рисунок 2. Лазерная текстурирующая машина AgieCharmilles LASER P 4000 U.

Стабильность и единообразное качество процесса при каждом воспроизведении  также являются серьезными проблемами, создаваемыми обычными методами текстурирования поверхности, такими как пескоструйная обработка, которая принудительно перемещает поток абразивного материала под высоким давлением по поверхности  заготовки для достижения желаемых характеристик поверхности. Часто используемый для придания матовой текстуры  поверхности штампа и, таким образом, к пластиковым конечным продуктам, процесс пескоструйной обработки имеет ряд препятствий, ограничивающих  производительность, в применении к пресс-форме и матрице. Это прежде всего неточность, что означает, что воспроизводимость и однородность невозможны. Процесс пескоструйной обработки также требует ручных операций, что может привести к непоследовательному качеству и сломанным деталям. Кроме того, для этого требуется найти и использовать правильное зерно песка, замаскировав часть заготовки так, чтобы экспонировалась только область, подлежащая текстурированию, и часто влечет за собой привлечение стороннего субподрядчика пескоструйной обработки, добавление срока для завершения. Благодаря технологиям текстурирования  пресс-форма может быть текстурирована через два дня без необходимости маскировки, ручной полировки или третьих лиц.

Решение

Полный контроль над процессом текстурирования выходит за рамки возможностей обычных методов текстурирования, оставляя производителям пресс-форм и штампов  риском человеческой ошибки, сломанных форм или некачественных конечных продуктов. Именно поэтому GF Machining Solutions представила свой шаблонный текстурирующий лазер (PTL), систему получения поверхностной характеристики, которая учитывает широкий спектр пространственных и гибридных параметров (РИСУНОК 3), включая среднюю ширину канавки (Rsm), соотношение сторон текстуры (Str) , и отношение межфазной площади (Sdr).

РИСУНОК 3. Контроль характеристик поверхности обеспечивает регулярность — повторяемость.

Контролируя эти характеристики поверхности, производители могут обеспечить идеальную однородность обрабатываемых поверхностей и экстремальную регулярность характеристик поверхности. Именно здесь лазерная структуризация играет ключевую роль, предлагая подлинно революционное решение с простой в использовании лазерной струйной обработкой. Например, две очень разные текстуры могут иметь один и тот же Ra, но очень разные Str и оптический внешний вид.

Ожидается, что шаги, выполненные с использованием лазера GF Machining Solutions, позволят революцию в функциональных поверхностных текстурах, например, путем создания наилучшего покрытия поверхности в соответствии с характеристиками формы и материала для инъекций. Это позволит повысить производительность и качество конечных продуктов, полностью контролируя процессы, такие как демонтаж.

Прикладные исследования продолжаются

GF Machining Solutions участвует в прикладных исследованиях с промышленными партнерами и академическими институтами, такими как Школа инженерии и архитектуры Фрибурга (Швейцария), для проверки потенциала лазерного структурирования для повышения производительности пластикового литья под давлением. Исследование уже демонстрирует, что подходящие лазерные структуры могут сократить время цикла инъекции несколькими типами пластика без ущерба для качества поверхности.

-* прим. перев.

Оригинал статьи на английском: https://www.industrial-lasers.com/articles/2017/08/laser-blasting-pushes-technological-boundaries-for-non-contact-3d-surface-structuring.html