Fiber lazerlerin otomotiv üretiminde kullanımı büyük bir başarı elde etti ve beyaz gövde, süspansiyon bileşenleri, güç aktarma organları düzenekleri ve daha fazlasını içeren çok sayıda kaynak ve kesme uygulamasında kullanıldı. Bu sürpriz olmamalı. Fiber lazerler, daha önce kullanılan teknolojilerin çoğuna (lazerli ve lazersiz) göre çeşitli avantajlar sunar.
Ancak otomotiv endüstrisi önemli bir inovasyon kaynağı olmaya devam ediyor. Yüksek güçlü fiber lazerler bir süredir otomotiv üretiminde başarıyla kullanılıyor olsa da, günümüzde en karmaşık kaynak işlemleri, elektrifikasyonu ve hafifliği desteklemek için güçten daha fazlasını gerektiriyor. Aslında birçok farklı uygulama olmasına rağmen çoğu genellikle şunları içerir:
Çok ince malzemeler veya ısı girdisine duyarlı malzemeler
"Zor"alüminyum, bakır ve yüksek mukavemetli çelikler gibi kaynak yapılacak malzemeler
Farklı malzemelerin kaynağı
Bu daha zorlu görevleri başarmak için lazerlerin iki temel işlevi olmalıdır. Birincisi, gerekli üretkenliği destekleyecek yeterli güce sahip olmaktır. Daha kalın parçalar söz konusu olduğunda yeterli nüfuz derinliği elde etmek için yüksek güç de gereklidir. İkincisi, lazer gücünün çalışma yüzeyi üzerinde hem mekansal hem de zamansal olarak nasıl dağıtıldığını tam olarak kontrol etme yeteneğidir.
Güç ve Hassas Kontrol
Tutarlı GROHE, güç ve kontrol doğruluğu sağlamak üzere tasarlanan Ayarlanabilir Halka Modu (ARM) fiber lazeri geliştirdi. Bunu başarmak için ARM, çift ışınlı bir çıkış kullanır; başka bir eşmerkezli lazer halkasıyla çevrelenen bir merkez nokta üretir. Çekirdek halka gücü bağımsız olarak kontrol edilebilir ve darbeli olabilir.
Coherent HighLight FL-ARM serisi fiber lazerler, 10kW'a kadar toplam güç sağlar; bu, yüksek iş hacmine sahip tüm uygulamalar için fazlasıyla yeterli olan bir güç seviyesidir. Aslında çoğu yüksek hassasiyetli, zorlu ürünler genellikle bu güç seviyesinin yarısından daha azını kullanır. Bu nedenle Coherent ARM lazerleri, gerektiğinde kaynak pozisyonuna tam olarak hedeflenen yeterli lazer gücünü sunabilmektedir.
Bakır kaynağı bunun nasıl çalıştığına bir örnektir. Bazı üreticiler, bakır tarafından fiber lazerlerin kızılötesi ışığına göre daha kolay emildikleri için bakırı kaynaklamak için yeşil lazerlere yöneldiler. Ancak bu işlem yalnızca oda sıcaklığında gerçekleştirilebilmektedir. Bakır ısıtıldığında kızılötesi ışığı çok iyi emer ve bir anahtar deliği bulunduğunda bakırın kırmızı ışığı emme yeteneği güçlenir.
Bu nedenle ARM lazer ile bakır kaynağı yapmaya başladığınızda ilk adım, malzemeyi eriyene kadar sadece halka ışıkla ısıtmaktır. Daha sonra, yüksek güçlü bir merkez ışın anahtar deliğini oluşturur. Ancak kaynak işlemi sırasında gücün bir kısmı halka kirişinde tutulur çünkü bu anahtar deliğini stabilize eder, bu da sıçramayı azaltır ve stabil bir kaynakla sonuçlanır. Kiriş kaynağın sonuna ulaştığında, halka gücü tamamen kapatılır ve çekirdek gücü, temiz, düzgün bir uç oluşturmak için düzgün bir şekilde düşer.
Bu işlem aynı zamanda alüminyum ve galvanizli sac gibi diğer zorlu malzemelerin kaynağında da benzer faydalar sağlar. Üstelik şunları sağlar:yüksek hassasiyetli kaynakince veya ısıya duyarlı malzemelerden.
Pgüç kontrolü
Bazı fiber lazer üreticileriTutarlıARM, sanki bu bir avantajmış gibi ürünlerinin toplam gücün %100'ünün çekirdek halkalar arasında dağıtılmasına izin verdiğini belirtiyor.
Ama durum böyle değil. ARM lazerlerin tüm avantajı, gücün çekirdek ve halka arasında bölünmesiyle, daha önce açıklanan bakır kaynak örneğinde olduğu gibi, gelen ısının tek bir ışından daha iyi sonuçlar üretecek şekilde ilgili iş parçasına iletilmesidir. Aksi halde neden standart tek ışınlı (ve daha ucuz) bir fiber lazer kullanmıyorsunuz?
Ayrıca Coherent'in ARM yapısının yeterince "esnek" olmadığına dair endişeleri vardı.
Sistemi üretirken çekirdek halkayı besleyen modül sayısını ayarlamak gerekir. Bu nedenle, dört adet 2 kW'lık modülle oluşturulmuş 8 kW'lık bir ARM lazer, üç farklı maksimum çekirdek/halka güç oranıyla yapılandırılabilir. Bunlar 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW veya 2 kW/6 kW'tır. Ayrıca maksimum çekirdek/halka gücü daha sonra değiştirilemez ve bu nedenle "esnek olmayan" olarak kabul edilir.
Ancak herhangi bir müşteri lazerinin konfigürasyonu, lazerin satın alınmasından önce gerçekleştirilen proses testlerine dayanmaktadır. Bunlar, hacimli üretim için gereken gücü ve çekirdekten çekirdeğe güç oranlarını belirler. Ayrıca, üretim istikrarsızlıklarına (örneğin, ham maddelerde partiden partiye değişiklik, bağlama hataları, vb.) adaptasyonu desteklemek için yeterince geniş bir süreç penceresi sağlanır.
