Automatyczne polerowanie laserowe

Automatyczne polerowanie laserowe

Polerowanie powierzchni metali to wymagające, ale monotonne zajęcie, wykonywane przez wykwalifikowany personel. Maszyny polerujące często nie są dobrą alternatywą ze względu na brak możliwości dotarcia do powierzchni o skomplikowanych kształtach. Rozwiązaniem tej kwestii mogą być polerki laserowe.

Naukowcy z niemieckiego Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) w Aachen opracowali metodę automatyzacji polerowania. Dr inż. Edgar Willenborg wyjaśnia: „Nie polerujemy powierzchni ręcznie z wykorzystaniem materiałów ściernych. Zamiast tego wykorzystujemy laser. Jego wiązka topi powierzchnię metalu do głębokości ok. 50-100 mikrometrów. Napięcie powierzchniowe powoduje, że ciekły metal rozpływa się równo i ustala gładko.”

Jak w przypadku konwencjonalnego szlifowania i polerowania, proces odbywa się z rosnącą gładkością. Początkowo powierzchnia stapiana jest do głębokości ok. 100 mikrometrów, następnie głębokość jest zmniejszana. Willenborg dodaje: „Możemy zmieniać głębokość topienia za pośrednictwem kilku parametrów: mocy lasera, szybkości przemieszczania wiązki względem powierzchni oraz długości impulsów.”

Polerowanie laserowe nie zapewnia tak niskiej chropowatości powierzchni jak zabieg ręczny (Ra = 5nm w stosunku do 50nm z zastosowaniem lasera). Dr Willenborg widzi jednak potencjalny rynek zbytu dla nowego systemu: „Skupimy się na automatyzacji polerowania średniej dokładności: 50nm jest wystarczające dla wielu aplikacji, w tym standardowych form do elementów plastikowych.” Bardzo dokładne polerowanie pozostanie zatem domeną wykwalifikowanych pracowników.

Potencjalne oszczędności z zastosowania polerowania laserowego i ograniczenie kosztów towarzyszących jest ogromne. Wykwalifikowany pracownik potrzebuje ok. 10-30 minut na wypolerowanie 1cm2 powierzchni, podczas gdy laserowi zajmuje to ok. 1 minuty. Prototyp polerki laserowej został już zbudowany przy współpracy z zakładami Maschinenfabrik Arnold, a dr Willenborg przewiduje, że system będzie gotowy do zastosowań przemysłowych w przeciągu 2 lat. Na międzynarodowych targach Euromold, które odbędą się w dniach 2-5 grudnia 2009 we Frankfurcie, badacze zaprezentują przykładowe powierzchnie trójwymiarowe wypolerowane z wykorzystaniem nowej technologii (hala 8, stanowisko M114).

(bj)