Ohuiden metallien laserleikkaus

Tässä kirjoituksessa esitellään laserleikkauksen eri tekniikat sekä keskitytään erityisesti ohuiden levyjen laser­leikkaukseen. Ohuilla levyillä tarkoitetaan tässä yhteydessä 0,01–1,00 mm paksuisia levyjä. Tekniikkaosion jälkeen tuodaan esille myös muutama asiakas­sovellutus, jossa ohuen levyn leikkaamisella on ratkaistu asiakastarve.

Kun puhutaan laserleikkauksesta, menetelmät ovat laserpolttoleikkaus, sulattava laserleikkaus sekä höyrystävä laserleikkaus. Tässä kirjoituksessa keskitytään tarkastelemaan höyrystävää laserleikkausta. Leikkausmenetelmässä laserin polttopisteeseen kohdistetaan leikattavan materiaalin vaatima energia, joka korkea­paineistetun kaasuseoksen avulla poistaa höyrystyneen materiaalin leikkausrailosta. Laserleikkaaminen soveltuu hyvin erityistä tarkkuutta vaativiin sovellutuksiin, teollisuuteen sekä sovellutuksiin, joissa on korkeat puhtausvaatimukset.

Ohuiden levyjen leikkaaminen on oma erikoisalueensa ja asettaa erityisvaatimuksia leikkauslaitteistolle, koska yleensä esimerkiksi leikkausreunan laatuvaatimukset ovat merkittävästi korkeammat verrattuna tyypilliseen teolliseen paksujen teräs­levyjen laser­leikkaukseen. Lasersäteen polttopisteestä johtuva lämpö ja sen aiheuttamat muutokset materiaalin raeraken­teessa aiheuttavat helposti muutoksia leikattavan kappaleen tasomaisuudessa. Pienikin leikkauspurse näkyy ja tuntuu ohuessa kappaleessa sekä vaikuttaa niiden mittatarkkuuteen. Tuotantomenetelmissä on otettava huomioon pienten ja hentojen kappaleiden yleisen laadun ja mittatarkkuuden säilyminen, minkä vuoksi automatisoitu kappaleenkäsittely tuotantoprosessin aikana on tärkeää. Leikkausprosessissa on myös käytettävä ohutlevyjen leikkaukseen tarkoitettua laitekokoonpanoa.

Laserleikkauksen ja leikkausteknologioiden kehittäjä

Niinimäki RDPS on teknologiatalo, jonka juuret ulottuvat vuoteen 1986. Yritys on erikoistunut laserteknologian hyödyntämiseen erityistä tarkkuutta ja korkeaa viimeistelylaatua vaativissa sovellutuksissa. – Vuodesta 2007 olemme erikoistuneet ohuiden levyjen laserleikkaukseen ja leikkaus­teknologian kehittämiseen. Teemme myös muuta teollista tuotantoa hyödyntäen laser­merkkauksen, -kaiverruksen, -porauksen, metallien mikrolaserhitsauksen ja muovin läpihitsaus teknologioita, kertoo myyntipäällikkö Teemu Pulkkinen.

Niinimäki RDPS:n osaamiseen kuuluu myös erityyppisten laserlaitteistojen maahantuonti, laserprosessisolut sekä asiakkaan tuotannon tukipalvelut. – Päämiehiämme ovat muun muassa Datalogic Automation S.p.A, RECI RF-Lasers ja Alpha-Laser GmbH, valaisee Pulkkinen.

– Ohutlevyjen laserleikkauksessa merkittävän edun luo prosessin mukautuvuus suunnittelumuutoksiin ja soveltuvuus myös piensarjoihin. Esimerkiksi sähkömootto­reiden ja generaattoreiden tuotekehityksessä vaaditaan usein nopeasti eri versioita roottori- ja staattorilevyjen geometriasta, ja siihen laserleikkaus on hyvä valinta. Toisena esimerkkinä voidaan mainita tarkasti aikataulutetut voimalaitoksien turbiinihuollot, joissa tarkkuusleikattujen säätölevyjen tarve voi ilmetä vasta huollon aikana ja siten vaatii toimittajalta nopeaa reagointia. Usein näissä tapauksissa osat toimitetaan huoltokohteeseen jo saman päivän aikana. Myös eri teollisuuden aloilla tarvittavat linjaus- ja akseli­säätölevyt syntyvät laserleikkaamalla niin isoissa kuin piensarjoissa, opastaa Pulkkinen.

– Menestyäkseen ohuiden metallien laserleikkauksessa yrityksen on oltava erikoistunut siihen ja sillä on oltava käytössä erityisesti ohutlevyille kehitetty laitteisto, joka huomioi leikattavan materiaalin ominaispiirteet, kuten esimerkiksi lämpötilanhallinnan ja mittatarkkuuden. Silloin, kun toimittajan teknologiaosaaminen on hallinnassa, laserleikkaus on optimaalinen tapa leikata ohuita metalleja ja on joustava menetelmä teollisuudelle – unohtamatta tuotekehityksen tarpeita, vakuuttaa Pulkkinen.