Как выбрать станок для электронной и электротехнической промышленности? Как увеличить производительность имеющегося оборудования? Советы от австрийского производителя лазеров, компании Trotec.
Постараемся в нашей статье дать краткие, но самые важные рекомендации по использованию лазерного оборудования в электронике и электротехнике как для начинающих специалистов, так и для опытных пользователей лазеров.
Разберем две ситуации:
- специалисту поставлена задача выбрать лазерный станок для предприятия;
- надо увеличить производительность уже имеющегося лазерного оборудования.
Начнем с 1-й ситуации: выбор лазерного станка для обработки компонентов электроники и электротехники.
Немного об особенностях лазерных технологий — лазером можно легко, быстро и качественно выполнить следующие задачи для изготовления электронных и электротехнических компонентов:
- Высокая производительность: быстрая обработка большой партии изделий, возможность создать в ПО лазера готовые задания для разных маркировок из динамического контента, при этом не требуется переналадка инструмента
- Контрастность нанесенной информации: нанесение читабельной маркировки на компоненты маленького размера
- Долговечность маркировки: нанесение информации, которая будет устойчива к стиранию, температурным изменениям, в том числе к пайке
- Удобство работы: возможность быстро и качественно сделать перфорацию для создания конструкций прототипов, нет необходимости закреплять изделия в лазерном станке и др.
- Гибкость при проектировании: резка электроизоляционной фольги, которую применяют для разделения электронных компонентов и печатных плат
- Экономичность производства: снижение расходов благодаря отсутствию закупки пробивных штампов, большая окупаемость при обработке даже небольших партий, короткие сроки внедрения лазерного оборудования в рабочий процесс, качественно изготовленные лазерные станки не требуют технического облуживания годами.
Лазерные станки могут обрабатывать большой спектр материалов разного химического состава: пластик, металл, бумагу, древесину, ткань и многое другое. В электронике и электротехнике обычно используются пластик и металл, для обработки которых подходит волоконный излучатель.
Если все указанные задачи вам актуальны, тогда давайте перейдем к практическим советам по выбору оборудования.
При выборе лазерных станков следует учесть несколько важных факторов, которые позволят грамотно решить задачи на производстве:
- Качество станка: из какого материала направляющая оси Х, из чего сделан лазерный излучатель, предусмотрена ли технология для сохранения ходовой части станка, дает ли производитель гарантию на оборудование.
- Скорость обработки изделий: от этого зависит производительность и соответственно себестоимость готового изделия.
- Удобство работы со станком: насколько удачно продумана программа для лазера, есть ли опции для упрощения работы, можно ли обрабатывать на станке разные материалы или надо менять излучатель для разных задач.
Подробнее о каждом аспекте.
Качество станка
- При покупке оборудования уточните, направляющая оси Х сделана из алюминия или нержавеющей стали. Если из алюминия, тогда со временем ось согнется и от этого будет хуже фокус, соответственно хуже качество обработки — нельзя будет выполнить маркировку мелких деталей, пятно будет размыто. Намного качественнее направляющая оси Х из нержавеющей стали, как у австрийских лазеров Trotec — деталь станка остается в прежнем состоянии независимо от времени. Поэтому качество обработки не ухудшается после эксплуатации годами.
- Материал лазерного излучателя.
В основном плохое качество изготовления излучателей касается газовых трубок, так как газ вещество летучее. Из-за наличия трещин, которые со временем образуются на стеклянных трубках из-за нагревания, приходится 2-3 раза в год покупать новые излучатели (ресурс 1,5-2 тыс. часов, стоимость от 15 тыс. до 50 тыс. рублей за излучатель, итого 50-200 тыс. рублей в год). Это большие расходы в перерасчете за 5 или 10 лет использования станка.
Намного выгоднее брать станок с металлическим излучателем (излучатель производства компании Synrad, США, ресурс 45 000 часов, более 5 лет) или керамическим (Iradion, США, ресурс 90 000 часов, более 10 лет, подробнее>>). При этом такие излучатели можно перезаправить заново (стоимость процедуры около 50 000 рублей). Несмотря на бОльшую стоимость металлических и керамических излучателей по сравнению со стеклянными, они намного экономичнее и позволяют сохранить качество гравировки и резки на должном уровне.
Помимо газового источника в станках используют также твердотельные излучатели: волоконный (ресурс более 25 000 часов) или на основе кристаллов (ресурс 8 000 — 15 000 часов).
В зависимости от того, какой материал нужно обрабатывать, используются соответствующие излучатели: газовые для древесины, акрила, стекла, бумаги, текстиля, пластика (резка и гравировка), кожа, камень; твердотельные — для обработки пластика (маркировка) и металла. - Технология для сохранения ходовой части станка.
Обычно при обработке материалов, особенно пыльных или плавких, выделяется гарь, копоть или пыль, также остаются мелкие частички. Все это оседает в рабочей зоне станка. Во-первых, это не просто неудобно и затратно по времени, так как приходится чистить станок после каждой работы, но самое важное — влияет на ходовую часть лазерного оборудования. Оно со временем забивается этими мелкими частичками и уже надо останавливать работу для техобслуживания или в худшем случае менять запчасти. Это все сказывается на производительности и на дополнительных расходах.
С целью сохранить станок в рабочем состоянии длительное время компания Trotec разработала специальную технологию InPackTechnology для сохранения ходовой части станка. Такой подход позволяет эксплуатировать оборудование годами, не выключая, также сохраняет качество обработки на должном уровне. - Гарантия на оборудование.
На российском рынке можно найти лазерное оборудование производителей из Китая, Южной Кореи, США, и Европы, а именно Германии и Австрии. Российские компании предлагают в основном станки с твердотельными лазерами.
Гарантия у всех производителей разная, что говорит напрямую о качестве станка.
У китайских производителей — гарантии часто нет или только до 1 года
Компании из Южной Кореи, США, Германии — предлагают гарантию 1 год
Производитель из Австрии — гарантия от 2 до 4 лет + гарантия на излучатель 2 года.
Скорость обработки изделий
Скорость зависит от привода, который установлен в лазерном станке.
Если оборудование с микрошаговым приводом, тогда скорость невысокая до 1,5 м/с, при этом нельзя наносить мелкие изображения или надписи (ограничена дискретность хода).
Если лазерный станок имеет сервопривод, как у австрийских лазеров Trotec, тогда скорость будет в разы быстрее. Например, лазеры Trotec являются самыми скоростными среди всех других производителей — от 1,8 до 3,55 м/с с ускорением 5g. При этом можно наносить очень мелкий шрифт или изображения с точностью +/- 5 микрометров.
Удобство работы со станком
Программа для лазера должна быть максимально простой и удобной. Хорошо, если ПО на русском языке, если есть библиотека параметров для обработки разного рода материалов (в программе JobControlTrotec это называется библиотека материалов), если можно оценивать время на обработку партии и др. опции, которые облегчают работу и помогают планировать производственные процессы.
С самыми основными вопросами выбора лазерных станков разобрались. Теперь можно смело обзванивать производителей, идти на выставку с лазерным оборудованием и определяться с подходящим вариантом. Как теперь уже понятно, вопрос цены является не приоритетным, так как через 2-3 года дешевое оборудование до 10 000 евро за счет постоянного тех. обслуживания и смены запчастей будет стоить как дорогой аналог. При этом качество обработки будет только падать. Поэтому уточняйте при покупке названные тех. характеристики станка и при необходимости тестируйте качество обработки вашего материала. Производитель должен делать это бесплатно. В компании Trotec тест материала делается с подробным отчетом о качестве, времени обработки, с рекомендуемыми параметрами по мощности, скорости и др. Отправить запрос на тест материала
Переходим ко 2-й ситуации:
у вас на производстве уже есть лазерный станок, и вам надо увеличить производительность уже имеющегося лазерного оборудования.
С чего начать?
Надо решить следующие вопросы или хотя бы часть из них:
- Что влияет на производительность вашего станка?
Самые основные факторы — скорость работы привода, мощность лазерного источника и качество изготовления самого оборудования (простой станка из-за ремонта дорого обходится компании).
Скорость: хорошо, если привод в рабочем состоянии и скорость не упала из-за эксплуатации. Иначе следует обратиться за тех. поддержкой, чтобы можно было возобновить возможности станка. Без качественной работы привода следующие советы не будут так эффективны, как хотелось бы.
Мощность: мощность лазерного источника можно увеличить, как, например, у станков Trotec. Это позволит обрабатывать изделия, во-первых, быстрее и, во-вторых, при необходимости увеличить спектр обрабатываемых материалов.
Сравните два процесса гравировки одинаковых шильдиков разной мощностью. Обработан лист анодированного алюминия 700×420 мм, изготовлено 49 изделий размером 100×60 мм:
| Мощность лазера: 30 Вт Результат: 48% завершено за 55 с на каждое изделие | Мощность лазера: 80 ВтРезультат: 100% завершено за 55 с на каждое изделие |
Качество изготовления станка. Не будем углубляться в детали обслуживания оборудования, так как все индивидуально. Дадим по этому вопросу единственный совет — вовремя делайте профилактику оборудования.
На эту тему есть интересная статья, как интегрировали систему SAP с лазерными станками Trotec, чтобы диагностировать неполадки до их появления, автоматически заказывать запчасти и др. Подробнее по ссылке
2. Как сократить лишнюю работу?
Составьте список задач, которые можно было бы убрать за счет обучения персонала, благодаря обновлению технологий на производстве и др.
Например, если вам нужно делать лазерную маркировку металла — можно использовать лазер с газовым излучателем, но тогда придется наносить специальную пасту или спрей, потом обрабатывать и вытирать изделия. Этот процесс занимает 2-5 минут на партию, в итоге — 1-1,5 часов за 8 часовой рабочий день только на подготовку.
Намного быстрее и удобнее обрабатывать металл волоконным лазером без какой-либо подготовки. Качество маркировки при этом в разы выше — посмотрите пример лазерной аркировки шильдика из нержавеющей стали лазерным станком Trotec.
Если же вы на производстве обрабатываете разные материалы, выгоднее и удобнее использовать лазерный станок с двумя излучателями: волоконным и газовым. Но такие производит только компания Trotec, серия называется Speedy flexx. Не требуется переустановка излучателя, можно сделать гравировку или резку за один процесс.
3. Как сэкономить время при обработке больших партий?
Можно встроить лазерный станок в производственную линию — самое простое, хотя дорогое решение.
Если у вас лазерное оборудование планшетного типа или нет возможности автоматизировать процесс, можно использовать трафареты. Изготовить для каждой партии по два трафарета — пока одни изделия маркируются, другие можно подготовить для обработки. Такой подход упрощает процесс работы: быстрее и легче доставать мелкие детали из рабочей области станка, также станок не простаивает в ожидании загрузки очередной партии.
Подробные инструкции по изготовлению трафарета
4. Как ускорить работу, правильно выбрав между векторной и растровой графикой?
Правильный выбор графики сэкономит до 2/3 вашего рабочего времени.
5. Как правильно подготовить изображение, чтобы сократить время на лазерную обработку?
Предлагаем разобрать пример лазерной маркировки шильдика из металла. На практике вы поймете, как можно применить данный совет. Правильно подготовив графику, нам удалось сэкономить около 25% времени на обработку.
На изображении всего несколько графических элементов, между ними много пустого места. Чтобы ускорить процесс лазерной маркировки шильдика, отмечаем в программе лазера разным цветом разные вертикальные зоны. Лазерный луч в этом случае не «ходит» по всему полю изделия. Сначала обрабатывается часть одного цвета, потом следующая другого цвета.
Мы были бы очень рады, если наши рекомендации будут полезны для вашей работы.
Если у вас остались вопросы по лазерным технологиям или вы хотите подробнее узнать о лазерных станках Trotec производства Австрии, будем рады вашему звонку или запросу через сайт Trotec.
Мы также приглашаем всех желающих посетить экспозиции с лазерным оборудованием на ближайших выставках в России.
