Řezání uhlíkových vláken laserem: Výhody a aplikace

Od Yoyo Ding / 18. prosince 2021

Uhlíková vlákna jsou lehká, ale zároveň odolná vlákna používaná v leteckém a automobilovém průmyslu. Díky svému poměru pevnosti a hmotnosti jsou také užitečná v mnoha dalších odvětvích, jako je výroba větrné energie nebo sportovního vybavení. Pokud jde o řezání uhlíkových vláken, existuje celá řada možností. Řezání laserem je skvělý způsob, jak řezat uhlíková vlákna, protože je velmi flexibilní a efektivní. Řezání uhlíkových vláken laserem má v mnoha odvětvích velký potenciál díky své vysoké rychlosti řezání a vynikající přesnosti řezání. Výhody laserového řezání nejsou jen krátkodobé. Laserová technologie pomohla podnikům zpracovávajícím uhlíková vlákna etablovat se na trhu a bude v tom pokračovat, protože mají dlouhodobý potenciál růstu. A mohla by dokonce vést k rozšíření nových linek a povědomí o značce. V tomto blogovém příspěvku se budeme zabývat některými výhodami řezání uhlíkových vláken laserem, technologii zpracování a také jejími aplikačními perspektivami.

velký plochý uzavřený laserový řezací stroj

Obsah

Zavedení uhlíkových vláken

Výhody laserového řezání uhlíkových vláken oproti jiným technologiím

Aplikační odvětví řezání uhlíkovými vlákny laserem

Závěr

Zavedení uhlíkových vláken

Uhlíková vlákna, často známá jako grafitová vlákna, jsou polymery. Jedná se o extrémně robustní a lehký materiál. Uhlíková vlákna se díky svým vlastnostem, jako je vysoká tuhost, vysoká pevnost v tahu, nízká hmotnost, vysoká chemická odolnost, vysoká teplotní tolerance a nízká tepelná roztažnost, umístila na předních příčkách mnoha inženýrských seznamů ideálních výrobních materiálů. Díky těmto vlastnostem jsou uhlíková vlákna velmi populární v celé řadě odvětví, včetně leteckého, automobilového a strojírenského průmyslu, abychom jmenovali alespoň některé – jejich použití se však neomezuje pouze na tyto oblasti; tento vysoce výkonný materiál se používá ve všem od projektů v občanské výstavbě, jako jsou mosty nebo letadla (například Airbus), až po motoristický sport, jako jsou závodní vozy Formule 1.

Výhody laserového řezání uhlíkových vláken oproti jiným technologiím

Vzhledem k požadavkům na montáž je často nutné zpracovávat uhlíková vlákna, například řezáním. Tradiční metody zpracování zahrnují obrábění, jako je soustružení, frézování, broušení a vrtání. Uhlíková vlákna se vyznačují vysokou pevností a vysokou křehkostí. Pokud není nástroj vybrán správně pomocí tradičních metod obrábění, urychlí se opotřebení nástroje, zvýší se cena a snadno se objeví praskliny a deformace materiálu. Zejména pokud jsou do uhlíkových vláken vrtány malé otvory, je pravděpodobnější, že dojde ke špatnému zpracování nebo dokonce k odlupování materiálu. Řezání laserem je bezkontaktní metoda zpracování, která může vyřešit problémy, se kterými se setkáváme při zpracování uhlíkových vláken.

Vzhledem k povaze materiálu představuje řezání uhlíkových vláken pro strojírenské firmy značné výzvy, pokud jde o dosažení přesných a konzistentních výsledků ve srovnání s obráběním tradičních materiálů, jako jsou látky a kůže. Řezání uhlíkových vláken laserem je proces, který má mnoho výhod. Proces lze provádět pomocí...CO2 laser, který spotřebovává minimum energie, ale nabízí vysoce kvalitní výsledky. Uhlíková vlákna se vyrábějí kombinací dvou materiálů: polyakrylonitrilu a pryskyřice. Řezání laserem však umožňuje přesnější řezy než tradiční metody, jako jsou plazmové a vodní paprskové řezačky. Technologie zpracování laserového řezání uhlíkových vláken také pomáhá snižovat míru zmetkovitosti ve srovnání s jinými výrobními technikami. Například při použití výše uvedených procesů, pokud materiál není na stole dokonale zarovnán, nelze jej řezat v jednom kuse; to má za následek plýtvání materiálem, které může stát stovky dolarů za hodinu ztraceného výrobního času!

Řezání uhlíkových vláken laserem je nejlepší způsob, jak využít všech výhod tohoto materiálu. Dokáže zpracovat jakoukoli tloušťku a tvar s velkou přesností, je velmi rychlé a není třeba se zabývat žádnými výpary ani prachovými částicemi. Řezání uhlíkových vláken laserem má oproti jiným typům technologií zpracování mnoho výhod díky své rychlosti, všestrannosti při práci s různými tvary a tloušťkami a absenci škodlivých výparů nebo částic při práci. Menší laserem řezané kusy se také vejdou do užších prostorů než pilový kotouč, což poskytuje větší flexibilitu při konstrukční práci. Tato nová technologie vám také umožňuje vytvářet složité návrhy, které by jinak nebyly možné při použití starších metod, jako je plazmové nebo vodní řezání, bez nutnosti dalšího času.

Aplikační odvětví řezání uhlíkovými vlákny laserem

1. Řezání uhlíkovými vlákny laserem v leteckém průmyslu

Uhlíkové vlákno je úžasný materiál, který způsobil revoluci ve způsobu, jakým vyrábíme součástky pro letectví, vesmír a automobily. Ve srovnání s kovovými materiály, jako je ocel, umožňuje jeho nižší hmotnost vyšší spotřebu paliva a zároveň snižuje emise CO2.Laserové řezací strojejsou špičkové nástroje pro výrobní průmysl. Umožňují výrobcům vyrábět vysoce kvalitní produkty v rekordním čase s minimálním odpadem a minimální pracovní dobou vynaloženou na výrobu, což může ušetřit náklady tisíckrát oproti tradičním metodám výroby letadel nebo jejich částí! Například: panely avioniky v letadle by mohly být vyrobeny z lehkých uhlíkových vláken pomocí CO2 laserové řezačky – to vede k neuvěřitelně přesným řezům, které by tradiční řezací nástroje nebyly snadno proveditelné kvůli obtížnosti s přesností i objemu potřebnému na objednávku.

2. Řezání uhlíkovými vlákny laserem v automobilovém průmyslu

Technologie laserového řezání se vždy používala v odvětvích, jako je letecký průmysl, která vyžadují extrémní přesnost při výrobě složitých tvarů. Stejného druhu přesnosti lze nyní dosáhnout i u automobilů díky nejen vylepšením výrobních procesů, ale také změnám v designu produktů.

V automobilovém průmyslu,laserové řezací strojese používají k řezání uhlíkových vláken pro výrobu konstrukčních prvků, krycích dílů, interiérových dílů a karoserií pro výrobu automobilů. Řezání laserem se stalo nedílnou součástí výrobního procesu vozidel. Vzhledem k tomu, že lasery dokáží vytvářet extrémně přesné řezy a díly vyrobené z uhlíkových vláken jsou neuvěřitelně pevné i přes svou lehkou povahu (což je činí ideálními), nabízí tato technologie velký potenciál, pokud jde o designové nápady.

Laserové řezání uhlíkových vláken pro automobilové díly se stane stále populárnějším, protože dnes splňuje vyšší environmentální normy - mnoho lidí obrací svou pozornost k lehkým vozidlům, která tyto účinné materiály využívají jako nikdy předtím!

3. Řezání uhlíkovými vlákny laserem ve sportovním průmyslu

Technologie laserového řezání je také vynikajícím nástrojem pro výrobu sportovního zboží. Laserem řezaná uhlíková vlákna lze vyrobit v mnoha typech a variantách, které jsou mezi sportovci velmi oblíbené, protože jim poskytují větší odolnost než tradiční materiály nebo vybavení.

Všichni víme, že uhlíkové vlákno je lehké a odolné, ale možná jste nevěděli, že se dá použít k výrobě lehkého sportovního vybavení. Řezání laserem to umožňuje u mnoha různých druhů zboží pro náš každodenní život! Například: rakety nebo lyže z klubovny.

Jen si představte, kolik příležitostí nabízí laserem řezané sportovní zboží z uhlíkových vláken! Od raket a lyží až po kola a helmy, tento materiál má mnohostranné využití. Představte si den, kdy si budete moci nechat vyrobit vybavení na míru z lehkých, ale pevných materiálů, jako jsou ty, které najdete na postavách vašich oblíbených sportovců – hraní venku by pak bylo mnohem zábavnější.

4. Řezání uhlíkovými vlákny laserem v lékařském průmyslu

Lékařské vybavení může být vyrobeno z uhlíkových vláken, aby se snížila hmotnost, zvýšila pevnost a odolnost. Zdravotničtí pracovníci by měli vždy zajistit, aby použité materiály byly vysoce kvalitní, aby negativně neovlivňovaly pacienty uvnitř zdravotnických zařízení nebo při cestování mimo ně.

S pokrokem v technologiích jsme byli svědky neuvěřitelného nárůstu nejen technologických výtvorů, ale i inovací, jako jsou ty využívající kompozitní plasty, které využívají laserové řezání jako jednu z metod pro výrobu těchto produktů kombinací řady různých typů do jednoho produktu - v tomto případě jde o něco, co je navrženo speciálně pro potřeby zdravotní péče! V posledních letech došlo k poměrně výraznému nárůstu poptávky po obou.

Řezání laserem je proces, který vytváří extrémně detailní řezy, otvory a tvary s vysokou přesností. Rychlosti, s jakou lze vyrábět laserem řezané díly, z něj činí efektivní metodu pro výrobu konstrukčních součástí zdravotnických zařízení, jako jsou rentgenové stoly nebo ramena; ve srovnání s jinými metodami, jako je vodní paprsek, jehož výstup nemusí vždy splňovat požadavky na přesnost požadované těmito zařízeními kvůli jejich nedostatku detailů (a tedy i velikosti).

Závěr

Uhlíková vlákna jsou pokročilým základním materiálem a klíčovým strategickým materiálem, který omezuje rozvoj zpracovatelského průmyslu. Jejich předcházející a následné průmyslové řetězce jsou nesmírně důležité pro rekonstrukci nového systému materiálového průmyslu s praktickými a potenciálními aplikacemi v leteckém průmyslu, železniční dopravě, námořních vozidlech, stavbě mostů, elektrickém nářadí, silových kabelech, tlakových nádobách, sportovním vybavení, větrných motorech, palivových článcích, speciálních trubkách a sudech, lékařském a průmyslovém vybavení.

S klesající cenou uhlíkových vláken a dalším růstem úrovně jejich použití budou kompozity z uhlíkových vláken znamenat velký explozivní růst v průmyslu i civilním využití a laserové zpracování materiálů z uhlíkových vláken se jistě stane novou aplikací laserového zpracování.

Řezání laserem je nový a inovativní způsob řezání uhlíkových vláken. Průmyslová CO2 laserová řezačka dokáže uhlíková vlákna snadno řezat, protože tak činí bez oděru nebo deformace. Tím se výrazně zvýší účinnost procesu řezání, aniž by se bylo nutné obávat poškození nebo škodlivých účinků na materiály zpracovávané touto metodou.

Pokud máte zájem dozvědět se více o tom, jak fungují laserové řezací stroje, nebo si chcete jeden nainstalovat ve svém zařízení,Kontaktujte Goldenlaser ještě dnes!

O autorovi:

Jojo Ding

Paní Yoyo Ding je vrchní ředitelkou marketingu ve společnostiZLATÝ LASER, přední výrobce a dodavatel CO2 laserových řezacích strojů, CO2 Galvo laserových strojů a digitálních laserových vysekávacích strojů. Aktivně se věnuje aplikacím laserového zpracování a pravidelně přispívá svými postřehy do různých blogů o laserovém řezání, laserovém gravírování, laserovém značení a CNC výrobě obecně.