Panasonic: Nová generace laserů – svařování plastů

Portfolio popisovacích laserů tvoří tři řady CO2 laserů a čtyři řady vláknových FAYb laserů. První lasery jsou vhodné pro značení různých typů plastů, případně organických materiálů jako papír, kůže nebo dřevo. FAYb lasery (řady LP-M a LP-S) popisují kovové materiály. Řady LP-V a LP-Z jsou vybaveny technologii MOFPA (Master Oscillator Fiber Power) a zvládnou precizně popsat jak kovy, tak i plasty. Lasery vybavené 3D technologií jsou schopny ostře popisovat kulaté, vypouklé nebo jinak nerovné povrchy. Řada LP-S nabízí krytí IP 67G a je tak vhodná do náročných průmyslových podmínek. Laserové systémy mohou tvořit samostatné pracoviště, ale lze je bez problémů integrovat do výrobní linky. Ovládat a nastavovat laserové popisovače lze např. i z dotykového panelu. Ten se stává neocenitelným pomocníkem přímo ve výrobě, kde není optimální prostředí pro práci na počítači.

Dříve lepili – teď svařují
V průběhu posledních let jsou standardní technologie pro spojování plastů vytlačovány svařováním. Obrovskou výhodou laserového svařování termoplastických umělých hmot je přesnost, rychlost a bezodpadový proces. Oproti ostatním metodám umožňuje spojení materiálů s minimální degradací jejich vlastností – spojovaný díl je jen minimálně zatížen mechanicky a tepelně.
Svařovací lasery Panasonic jsou vybaveny galvano skenerem a nepotřebují komplikovaný posun svařovaného dílu. Například kompaktní model VL-W1 integrovatelný do výrobní linky úspěšně svařuje kryty a pouzdra senzorů, nádobky na kapaliny v autoprůmyslu a mnoho dalších výrobků.
Panasonic posunul laserové svařování plastů na vyšší úroveň. Samotné zařízení laserového svařování bylo vyvinuto na základě bohatých zkušeností s vývojem popisovacích systémů a zohledňuje nejnovější technologie i potřeby. Kromě samotného HW má vypracován koncept, který v detailních krocích popisuje nasazení do praxe jak na straně zákazníka, tak na straně dodavatele technologie.
Požadavky v plastikářském průmyslu jsou vysoké. Na jedné straně se zrychluje výroba, na straně druhé jsou finální produkty stále složitější. Všechny výrobky a jejich důležité části, aby bylo možné zpětně dohledat a identifikovat konkrétní díl, musí být označeny. Tímto způsobem je možné zjistit, kde a kdy byla konkrétní součást vyrobena, a tím výrazně zjednodušit proces reklamace či modifikace výroby.
Laserové popisovací systémy Panasonic, díky vynikající kvalitě a exkluzivním službám, si již našly své místo v průmyslové výrobě. Co dalšího odlišuje tyto systémy od konkurenčních, je optická laserová technologie MOFPA, která má osvědčené výsledky pro identifikační i designové značení plastových komponent. Tato technologie a mnohaleté zkušenosti byly základem vývoje nového laserového svařovacího systému VL-W1.
Vláknová laserová technologie nabízí v současné době energeticky nejúčinnější a cenově nejvýhodnější systém pro spojování plastových dílů, protože laser pracuje bez spotřebního materiálu a prakticky bez nutnosti údržby.

Budoucnost laserového svařování plastů
Laserové svařování plastů nabízí rozhodující výhody oproti konvenční technologii, jako je např. lepení. Jde o čistý a přesný proces, ve kterém mohou být plastové komponenty spojeny bez viditelných svarů. Takovéto spojení nezanechává žádné zbytky lepidla a také nedochází k opotřebení, což může později vést k menší odolnosti dílu. Energie potřebná pro spojování je směřována selektivně na spojovací plochu a je tak pro svařované komponenty výrazně šetrnější v porovnání s jinými metodami. To přináší energeticky úsporné spojování bez jakýchkoliv deformací. Laserové svařování může být díky laserovým systémům řady VL-W1 velmi flexibilně přizpůsobeno svařovaným dílům.

Proces od návrhu po sériovou výrobu
Úspěšná výroba a svařování plastových dílů vyžaduje zvláštní pozornost k různým aspektům od úplného začátku. Panasonic vám pomůže v každé fázi projektu – od výběru vhodných materiálů až po nastavení laserové technologie.
Při poradenské činnosti klademe velký důraz na analýzu materiálu tak, abyste dosáhli optimálních výsledků. Panasonic nabízí široké portfolio automatizačních produktů pro všechny fáze výroby.

- Výběr materiálu – Klíčovým aspektem je výběr vhodné kombinace materiálů. Téměř všechny termoplastické syntetické materiály a termoplastické elastomery jsou vhodné pro svařování laserem. V této souvislosti platí, že všechny plasty se stejnými chemickými vlastnostmi lze svařovat.
Panasonic tým vám bude nápomocen při výběru vhodných materiálů a v laboratoři zajistí testy tahem, analýzu lomu, mikroskopickou analýzu i předběžný test značení na vybraný materiál.

- Spojované části – Spojovací část (parsek prochází skrz) musí být pro laser prostupná a mít stejnou obvodovou tloušťku po celé „cestě“ svaru. Tvar součásti nesmí nikde zabraňovat přístupu paprsku laseru. Absorpční část (paprsek je v materiálu pohlcen) musí splňovat vhodnou rovnost povrchu a mít přístupnou celou část svařovací stopy.
Panasonic tým vás provede návrhem součásti, aby tvar optimálně vyhovoval potřebám svařování.

- Vstřikování – Je jedním z nejdůležitějších způsobů zpracování plastů a ideální pro výrobu složitých tvarových dílů. Pro úspěšné spojení plastových dílů laserovým svařováním je důležité věnovat pozornost mnoha procesním parametrům, jako je: nátok a teplota vstřikování, doba chlazení či rozměrová přesnost.
Panasonic tým vám doporučí vhodný způsob odstranění nechtěného statického náboje v průběhu vstřikování. Ionizátory, např. ER-X, zajistí optimální elektrostatickou neutralitu. Tím umožní optimální nátok materiálu a eliminují ulpívání nečistot.

- Skladování – Způsob skladování je rozhodující pro zachování optimálních vlastností materiálu. Jde o ochranu polotovarů před slunečním zářením, vzdušnou vlhkostí a atmosférickým kyslíkem. To by mohlo způsobit oxidaci povrchů, bobtnání, deformaci, zkřehnutí, změnu barvy a také změnu mechanických vlastností.
Panasonic tým vám zpřístupní systém pro vzdálené monitorování a řízení skladu. Integrovaná IP kamera v kombinaci s vizualizací a virtualizací přináší optimální dohled na celým procesem skladování.

- Správná manipulace s polotovary – Nevhodným způsobem manipulace může dojít k degradaci povrchu nebo k mikroprasklinám, které vedou ke špatné kvalitě následného zpracování. Optimální dopravu mohou zajistit pohony se servomotory s proměnnou rychlostí otáček
Panasonic tým vám doporučí optimální servomotory i jejich řízení. Funkce automatické eliminace vibrací řady Minas A6 zajistí hladký posun během celého procesu výroby.

- Montáž jednotlivých dílů – Finalizací výrobku předchází mnoho dílčích procesů, jako např. lisování, nýtování, děrování či integrace elektroniky. Pro správné umístění jednotlivých dílů je třeba detekovat správnou pozici a odměřovat dílčí vzdálenosti.
Panasonic tým vám doporučí vhodné měřicí senzory, které odhalí případné nerovnosti a včas tak zabrání dalšímu zpracování.

- Svařování – Probíhá v několika krocích, které musí zákonitě následovat po sobě. Po detekci a načtení CMC kódu se iniciuje laser a následuje zahřívání materiálu. Dalším zahříváním dojde nejdříve k nelineárnímu a následně k lineárnímu tání materiálu. Po dokončení svaru se laser vypíná a celý systém se přesune do bodu nula, odkud se může proces opakovat.
Panasonic tým vám navrhne optimální technologii. Pro rozsáhlou sériovou výrobu nabízí podporu při konstrukci i výrobě strojů.

- Kontrola kvality – Každý výrobek musí projít kontrolou kvality. Včasné odhalení vadné části může ušetřit náklady, které vzniknou během výroby.
Panasonic tým vám nejen doporučí vhodnou testovací metodu, ale poskytne i technické řešení pro jejich realizaci, jako např. měřicí senzory či čtečky 2D kódů.

- Popis laserem – Laserové značení zajišťuje kvalitu a sledovatelnost životního cyklu výrobku. Na konci všech kroků procesu by měl být hotový díl označen výrobním číslem, datem výroby nebo 2D kódem.
Laser zajistí doživotní čitelnost v případě následných škod. Laserová značení jsou odolná proti oděru, teplotě, světlu i mazivům.

Servis společnosti Panasonic
Jednotlivé automatizační komponenty mají shodný komunikační protokol a jsou tedy ideální pro vzájemnou spolupráci v ucelených systémech automatizační výroby. Hlavní prioritou je především vyřešení projektu dle přání zákazníka. Před samotným prodejem určité technologie je provedeno testování na lince zákazníka, aby se ověřilo, zda daný přístroj v jeho podmínkách vyhovuje. Pak se teprve přistupuje k samotné realizaci a budoucí spolupráci. Tím to samozřejmě nekončí, ale právě tady spolupráce začíná.

Luděk Barták

Publikováno: 14. 11. 2019 | Počet zobrazení: 1209 278