Upotreba vlaknastih lasera u automobilskoj proizvodnji bila je ogroman uspjeh, a korišteni su u brojnim aplikacijama za zavarivanje i sečenje, uključujući karoseriju u bijeloj boji, komponente ovjesa, sklopove pogonskih sklopova i još mnogo toga. Ovo ne bi trebalo da bude iznenađenje. Fiber laseri nude nekoliko prednosti u odnosu na većinu ranije korištenih tehnologija (laserskih i nelaserskih).
Međutim, automobilska industrija ostaje važan izvor inovacija. Dok se laseri s vlaknima velike snage već neko vrijeme uspješno koriste u automobilskoj proizvodnji, najsofisticiraniji procesi zavarivanja danas zahtijevaju više od samo snage kako bi podržali elektrifikaciju i malu težinu. Iako zapravo postoji mnogo različitih aplikacija, većina njih obično uključuje:
Vrlo tanki materijali ili materijali koji su osjetljivi na unos topline
"teško"materijali za zavarivanje, kao što su aluminij, bakar i čelici visoke čvrstoće
Zavarivanje različitih materijala
Da bi postigli ove izazovnije zadatke, laseri moraju imati dvije primarne funkcije. Prvi je imati dovoljno snage da podrži neophodnu produktivnost. U slučaju debljih dijelova potrebna je i velika snaga za postizanje dovoljne dubine prodiranja. Druga je mogućnost precizne kontrole kako je laserska snaga raspoređena po radnoj površini - i prostorno i vremenski.
Kontrola snage i preciznosti
Coherent GROHE je razvio laser sa podesivim prstenastim modom (ARM), dizajniran da obezbedi snagu i preciznost kontrole. Da bi se to postiglo, ARM koristi izlaz sa dvostrukim snopom - proizvodi središnju tačku okruženu drugim koncentričnim laserskim prstenom. Snaga prstena jezgre može se nezavisno kontrolisati i pulsirati.
Coherent HighLight FL-ARM serija lasera sa vlaknima isporučuje ukupnu snagu do 10 kW, nivo snage koji je više nego dovoljan za sve aplikacije sa velikom propusnošću. U stvari, većina visokopreciznih i zahtjevnih proizvoda obično koristi manje od polovine ovog nivoa snage. Stoga su koherentni ARM laseri u stanju da isporuče dovoljnu snagu lasera precizno ciljano na poziciju zavarivanja kada je to potrebno.
Zavarivanje bakra je primjer kako ovo funkcionira. Neki proizvođači su se okrenuli zelenim laserima za zavarivanje bakra jer ih bakar lakše apsorbuje nego infracrveno svjetlo lasera s vlaknima. Međutim, ovaj proces se može proizvesti samo na sobnoj temperaturi. Kada se bakar zagreje, on veoma dobro upija infracrveno svetlo, a kada postoji ključaonica, sposobnost bakra da apsorbuje crvenu svetlost postaje jača.
Stoga, kada počinjete zavarivati bakar ARM laserom, prvi korak je zagrijavanje materijala samo prstenastom svjetlošću dok se ne otopi. Zatim, središnji snop velike snage stvara ključaonicu. Međutim, tokom procesa zavarivanja, dio snage zadržava se u prstenastom snopu jer to stabilizira ključaonicu, što smanjuje prskanje i rezultira stabilnim zavarom. Kada snop dođe do kraja zavara, struja prstena se potpuno isključuje i snaga jezgra glatko opada kako bi se stvorio čist, ujednačen kraj.
Ovaj proces također nudi slične prednosti pri zavarivanju drugih zahtjevnih materijala kao što su aluminij i pocinčani lim. Štaviše, omogućavavisoko precizno zavarivanjeod tankih materijala ili materijala osjetljivih na toplinu.
POwer control
Neki proizvođači fiber lasera voleKoherentanIz ARM-a ističu da njihovi proizvodi omogućavaju distribuciju 100% ukupne snage između prstenova jezgre, kao da je to prednost.
Ali to nije slučaj. Čitava prednost ARM lasera je u tome što se podjelom snage između jezgre i prstena, ulazna toplina provodi u odgovarajući radni komad na način koji daje bolje rezultate od jednog snopa, kao u primjeru zavarivanja bakra opisanom ranije. Inače, zašto jednostavno ne koristite standardni laser sa jednim snopom (i jeftiniji) sa vlaknima?
Takođe su imali zabrinutost da Coherentova ARM struktura nije dovoljno "fleksibilna".
Prilikom proizvodnje sistema potrebno je podesiti broj modula koji ulaze u prsten jezgre. Stoga, 8 kW ARM laser izgrađen sa četiri modula od 2 kW može biti konfigurisan sa tri različita maksimalna omjera snage jezgra/prsten. To su 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW ili 2 kW/6 kW. Nadalje, maksimalna snaga jezgra/prstena ne može se naknadno promijeniti i stoga se smatra "nefleksibilnim".
Međutim, konfiguracija za bilo koji laser za kupca zasniva se na testovima procesa koji su obavljeni prije kupovine lasera. Oni određuju snagu i omjer snage jezgra prema jezgri potrebne za obimnu proizvodnju. Nadalje, obezbjeđen je dovoljno veliki procesni prozor da podrži prilagođavanje nestabilnosti proizvodnje (npr. varijacije sirovina od serije do serije, greške stezanja, itd.).
