Cięcie laserem, porównanie: CO2 i Fiber Laser

Czym różni się CO2 od Fiber Laser

W dzisiejszych czasach dzięki nowym technologią mamy możliwość w sposób o wiele szybszy i łatwiejszy wytwarzać skomplikowane części, które potrzebują precyzyjnego cięcia. Rozwój technologii laserowej jest na tyle znaczący, że możliwości jakie daje z dnia na dzień są coraz to większe. Do niedawna główne zastosowanie w tej dziedzinie miały rezonatory CO2. Tego typu rezonatory były głównym źródłem promieniowania laserowego wykorzystywanego do cięcia szerokiej gamy materiałów. Od niedawna na rynku pojawiła się mocna konkurencja w postaci urządzeń fiber laser, która wykorzystuje technologię światłowodową. Na chwilę obecną nie można powiedzieć, że jedna z tych technologii jest lepsza od drugiej. Wszystko zależy od grubości obrabianego materiału.

W przypadku jakich materiałów sprawdzi się lacer CO2

Ciecie za pomocą lasera daje możliwość obróbki różnego rodzaju materiałów. Aktualnie jest to najpopularniejsza i do tego bardzo precyzyjną metodą termicznego rozdzielania materiału. Bardzo dużą elastycznością pod względem zakresu obrabianych materiałów charakteryzuje się laser CO2, który jak nazwa wskazuje jest laserem gazowym. Urządzenie to działa na zasadzie elektrycznej aktywacji gazowej mieszanki dwutlenku węgla. Następnie dzięki tej mieszance zostaje wytworzona fala o długości 10,6 mikrometra. Taka długość fali idealnie sprawdza się w przypadku obróbki materiałów niemetalicznych, a także tworzyw sztucznych. Poradzi on sobie między innymi z takimi materiałami jak: stal nierdzewna, aluminium, kamień, plexi, drewno oraz guma. Koszty użytkowania laserów CO2 pomimo użytej wysoce zaawansowanej technologii, praktycznie są niezmienne już od dłuższego czasu.

W związku z powyższym, nieuniknione było pojawienie się na rynku konkurencji, której główną przewagą jest:

  • zmniejszone zużycie energii,
  • wykluczenie przesyłu wiązki z użyciem luster,
  • brak konieczności dodatkowych gazów rezonatorowych.

Jak dział Fiber Laser

Fiber laser to urządzenie należące do grupy laserów krystalicznych i wykorzystujące niewątpliwie najnowszą technologię światłowodową. Zapewnia ona zwiększone możliwości maszyny przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów eksploatacji.

Cały proces w przypadku tej maszyny wygląda następująco: urządzenie wytwarza wiązkę lasera seed, która jest wzmacniana w trakcie przepływu przez włókna szklane, energią dostarczaną przez diody pompujące, następnie laser trafia do głowicy urządzenia. W opisanym procesie powstaje fala długości 1,064 mikrometra, która ma bardzo małą średnicę ogniska. Dzięki temu intensywność mocy jest do 100 razy większą niż laserów CO2 o podobnej średniej mocy generowanej.

Fiber Laser charakteryzują się praktycznie takim samym zakresem obróbki metali co maszyny wyposażone w CO2. Istotnym natomiast jest fakt, że urządzenie to jest znacznie bardziej wydajniejszy w zakresie grubości do 6mm. Szybkość z jaką urządzenie pracuje na cienkich blachach jest nawet kilkukrotnie większa niż maszyny CO2. Powodem tak dużej dysproporcji jest większa gęstość energii oraz różnice fizyczne wykorzystywanej wiązki lasera. Jedną z cech Fiber lasera, dzięki której przeważa on nad urządzeniami CO2 jest możliwość obróbki metali wysoce refleksyjnych takich jak miedź i mosiądz. Fiber laser zasadniczo nie wymaga konserwacji i charakteryzuje się długą żywotnością, która oscyluje w granicy 50 tys. – 100 tys. roboczogodzin.

Zapraszamy do zapoznania się z ofertą sklepu Diolut.pl gdzie znajdą państwo szeroki zakres asortymentu z dziedziny grawerowania, cięcia i nie tylko.

Sprzęt niezbędny w każdym serwisie elektronicznym

Czym jest stacja lutownicza BGA i jakie ma zastosowanie

Na początek warto przytoczyć trochę suchej teorii aby rozwiać wszelkie wątpliwości. Stacja lutownicza pozwala na montaż i demontaż elementów typu BGA czy SMD, również tych o nieregularnych kształtach. Wyróżniamy urządzenia na gorące powietrze i wykorzystujące podczerwień.

Układy BGA znajdują swoje zastosowanie wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba, aby na małej powierzchni znalazła się duża ilość połączeń. Tak więc obudowy BGA znajdują się głównie w urządzeniach mobilnych, czyli w każdym współczesnym telefonie komórkowym, tablecie czy laptopie.

Układy BGA (ang. Ball Grid Array) to rodzaj obudowy z wprowadzeniami sferycznymi w siatce rastrowej, w których znajdują się połączenia w postaci kulek lutu. W przypadku tych obudów została zastosowana technologia SMT (ang. Surface Mount Technology) jest to sposób w jaki zostały zamontowane na płytce obwodu drukowanego, podzespoły elektroniczne.

Zalety zminimalizowana układów i możliwości jakie dają

Podstawową zaletą tego rodzaju obudów jest ilość możliwych połączeń do wyprowadzenia na spodzie układu scalonego w porównaniu do ilości jakie można zmieścić na krawędziach układu o tych samych rozmiarach. Kolejną zaletą tego typu obudów jest samopozycjonowanie się komponentu w trakcie wlutu. Mimo tego zawsze należy ustawić układ tak, by kulki stykały się z polami lutowniczymi płytki. Różnica przesunięcia jaka jest dopuszczalna jest minimalna i wynosi w zależności od rozmiaru kulki od 0,2 do 0,5 mm. Gdy jednak chcemy mieć pewność, iż układ jest precyzyjnie wypozycjonowany należy użyć systemu optycznego, który działa na zasadzie pryzmatu.

Minimalizacja to nie zawsze tylko zalety

Układy BGA mają też swoje wady. Uszkodzenia mechaniczne to najczęściej występujący problem. Wszystko przez to, że w trakcie naprężania się powierzchni, na której jest montowany układ może dojść do uszkodzenia. Bardzo istotne jest w tym przypadku, aby zwrócić uwagę w trakcie wlutu na powierzchnię do której jest lutowany układ – musi ona być idealnie płaska. Wady układów BGA mogą się także przejawiać tym, że w trakcie wlutu zdarzają się zwarcia między kulkami, a także może wystąpić niewystarczający rozpływ, czyli tzw. zimne luty (niedolutowanie wszystkich kulek), które ujawniają się najczęściej po pewnym czasie pracy układu.

Aby zamontować układ BGA należy zaopatrzyć się w urządzenie przeznaczone konkretnie do tego typu operacji czyli w stację lutowniczą. Wyróżniamy następujący podział stacji lutowniczych, w zależności od typu elementu grzejnego:

  • gorące powietrze (HOT-AIR)

  • podczerwień:

    – kwarcowe,

    – ceramiczne.

Dwa główne rodzaje stacji charakteryzują się następującymi cechami.

Stacja HOT-AIR jak nazwa wskazuje w trakcie pracy wykorzystują gorące powietrze, które przepływa pod ciśnieniem przez grzałkę po czym jest kierowane za pomocą dyszy na układ BGA.

Natomiast stacje lutownicze na podczerwień działają w oparciu o grzałki kwarcowe lub ceramiczne emitujące promienie podczerwone, które następnie nagrzewają układ BGA.

Aby proces lutowania BGA przebiegł prawidłowo należy zwrócić uwagę na kilka istotnych kwestii:

  1. jeśli zachodzi podejrzenie, że komponenty które mają być lutowane mogły być niewłaściwie przechowywane, należy je osuszyć najlepiej w specjalnych szafach klimatycznych lub wygrzać w piecach do BGA

  2. zastosowanie właściwych zabezpieczeń ESD,

  3. dobranie odpowiedniego rodzaju topnika, który będzie właściwy pod względem progu
    i czasu aktywacji,

  4. zastosowanie odpowiedniego profilu lutowania, czyli przyrostu temperatury w czasie.

Czym są zimne luty i na co zwrócić uwagę aby ich uniknąć

Usterki połączeń w układach BGA powstają głównie z jednego powodu, którym jest występowanie tzw. zimnego lutu. Taką wadę możemy wykryć dopiero podczas dłuższej eksploatacji układu BGA i jest ona spowodowana pęknięciem połączeń między układem a płytką.

Pojawienie się zimnych lutów może mieć kilka przyczyn:

  • niewystarczający rozpływ w momencie montażu układu,

  • naprężenia, które pojawiają się gdy występuje zjawisko rozszerzalności cieplnej w momencie gdy układ pracuje w wysokich temperaturach,

  • wskutek korozji spoiwa i starzenia się materiału.

Aby naprawić taką usterkę nie zawsze trzeba wymieniać układ na nowy, często możliwe jest wykonanie reballingu. Ten proces polega na wylutowaniu układu z płytki, następnie naniesienie na niego nowego spoiwa oraz ponowne wlutowanie go na płytkę.

Ważna jest prawidłowa diagnoza usterki, gdyż w niektórych przypadkach wystarczające może okazać się krótkotrwałe działanie wysokiej temperatury. Przywraca to funkcjonalność układu BGA i tym samym oszczędza czas jaki należałoby poświęcić na reballing.

Personalizacja materiałów marketingowych nigdy nie była łatwiejsza

Prasy termotransferowe i sublimacyjne to łatwy sposób na oryginalne gadżety reklamowe i nie tylko

Jednym z rodzajów nadrukowywania powierzchni płaskich stosowanych np. w produkcji materiałów reklamowych, firmowych gadżetów itp. jest wykorzystanie prasy termotransferowej. Urządzenie to można zastosować przy różnych nadrukach począwszy od puzzli, odzieży przez podkładki pod myszy czy gadżety reklamowe. W zależności od modelu, urządzenie może nagrzać się nawet do temperatury 399 st. C. dzięki czemu możliwe jest wykorzystanie folii flex i flock,
a także papierów do druku laserowego.

Prasy termotransferowe to urządzenia wyposażone w płytę grzewczą, która została pokryta teflonem, co uniemożliwia przypalenia transferów. Urządzenia te mogą mieć także dwa rodzaje zamknięć, skośne i równoległe.

Pierwszy rodzaj najlepiej sprawdza się przy produkcji nadrukowywanych T-shirtów, ubrań roboczych lub na puzzlach. W tym przypadku ważnym jest aby dany przedmiot miał grubość mniejszą niż 1 mm. Zamykanie równoległe sprawdza się w przypadku grubszych materiałów lub przedmiotów takich jak np. ramki.

Proces nanoszenia wzorów, motywów lub tekstów z wykorzystaniem pras termotransferowych jest łatwy i szybki. Wystarczy wydrukować interesującą nas grafikę na odpowiednim nośniku, wyciąć dany wzór przy użyciu plotera tnącego, a następnie wykonać transfer za pomocą prasy.

Jak odbywa się sublimacja na powierzchnie polimerowe

Wyróżniamy także techniki sublimacji opierające się na przenoszeniu wysokiej jakości grafiki i obrazów na powierzchnie polimerowe. Tego typu technika ma swoje zastosowanie przy produkcji materiałów promocyjnych.

Cały proces sublimacji odbywa się głównie dzięki reakcji chemicznej jaka zachodzi w trakcie wykonywania tego procesu. Tusze sublimacyjne, to nic innego jak barwniki, które posiadają specjalne właściwości wiążące, a które łączą się jedynie z włóknami poliestrowymi.

Obrazując przebieg tego procesu, należy wyjaśnić, iż podczas dociskania wzoru do tkaniny termoprasa również podgrzewa tkaninę przez co barwnik zmienia swój stan skupienia ze stałego na gzowy. W tym czasie włókna poliestrowe otwierają się i przyjmują pigment. Barwnik przenika do wnętrza tkaniny i zostaje w niej trwale osadzony, ponieważ w momencie gdy wysoka temperatura ustaje – włókna się zamykają. Dzięki takiemu procesowi nadruk jest integralny z włóknami materiału. Tkanina w dotyku jest jednolita i nie występuje efekt nadrukowania wzoru na materiał.

Czy sublimację można wykonać na innej tkaninie niż biała

Powszechne stało się stwierdzenie, że tego rodzaju metoda sprawdza się jedynie w przypadku druku na białych koszulkach, jednak nie jest to prawdą. Kluczem do sukcesu jest znalezienie odpowiedniego koloru koszulki, który będzie współgrał z projektem oraz jego kolorami.

Ważną kwestią jest fakt, że jasny odcień tuszu sublimacyjnego nie jest w sanie zabarwić ciemnej tkaniny (należałoby najpierw wybielić tkaninę, a dopiero potem ją zabarwić). Dodatkowo barwniki sublimacyjne mają półprzezroczystą postać w związku z czym, kolor tła będzie miał zawsze wpływ na efekt końcowy wydruku. 

Tego rodzaju nadruki można stosować również na tkaninach mieszanych, czyli np. koszulkach poliestrowo – bawełnianych. Należy pamiętać jednak, że im mniejsza zawartość poliestru w tkaninie, tym barwy wydruku będą bardziej stonowane. 

Reasumując, każdy użytkownik znajdzie coś dla siebie. Wybór urządzeń jest naprawdę spory, wystarczy jedynie zastanowić się jaki profil działalności nas interesuje. Ważne jest aby przemyśleć czy chcemy się skupić jedynie na nadrukowywaniu materiałów, czy chcemy mieć możliwość produkcji gadżetów takich jak: kubki, talerze, breloki.

Ważne kwestie związane ze spawaniem plastiku

Spawanie to nie tylko czynność odnosząca się do łączenia metali

Spawanie jest czynnością, która w pierwszej kolejności kojarzy się z łączeniem i naprawą metalu. Często zapominamy o tym, że inne elementy takie jak plastik również możemy zespawać. Wysoka temperatura sprawia, że plastik staje się elastyczny. Gdy osiągniemy już ten stan możemy wówczas połączyć go z innymi elementami plastikowymi. Po wykonaniu całej operacji i wychłodzeniu spawu, staje się on twardy oraz elementy spawane są trwale połączone ze sobą.

Sprzęt którym można wykonywać tego typu operacje to np.: nagrzewnice, opalarki lub specjalne spawarki do plastiku, które dzielą się na spawarki ręczne oraz stacjonarne. Do domowego użytku najlepiej nadają się poręczne spawarki ręczne, które zazwyczaj są wystarczające. 
W profesjonalnych warsztatach natomiast wykorzystywane są spawarki stacjonarne. W tym przypadku świetnie się sprawdzają  pod kątem parametrów jak i możliwości ustawień na panelu sterowania. 

Jeżeli decydujemy się na zakup spawarki do plastiku to należałoby się zastanowić nad kilkoma kwestiami. Jedną z nich jest rodzaj zasilania które urządzenie będzie posiadało. Spawarki mogą być zasilane prądem lub gazem.

Należy również zwrócić uwagę na parametry takie jak:

  • zakres regulacji temperatury (jest to ważna kwestia, ponieważ każde tworzywo ma inną temperaturę spawania),
  • sposób w jaki urządzenie jest wychładzane,
  • wydajność jaką posiada strumienica spawania,
  • rodzaje spoiw spawalniczych,
  • liczba dysz,
  • moc urządzenia.

Jeżeli szukamy urządzenia, które będzie pracowało w zaciszu naszego domu, wtedy powinna wystarczyć spawarka o mocy 400W. Spawarki ręczne są urządzeniami najtańszymi, a ich cena zaczyna się już od kwoty około 110zł.

Przykładowe temperatury spawania niektórych tworzyw sztucznych przedstawiają się następująco

W zależności od rodzaju tworzywa sztucznego wyróżniamy następujące temperatury spawania:

  • PE (polietylen) – 120°C do 180°C (w zależności od typu)

  • PP (polipropylen) – 160°C

  • PVC (polichlorek winylu) – 180°C do270°C (w zależności od typu)

  • PC (poliwęglan) – 230°C

  • ABS (akrylobutylostyren) – 240°C

  • PA (poliamid) – 255°C 

Jak dobrze określić rodzaj plastiku z jakim mamy do czynienia?

Ważną kwestią jest, aby przed rozpoczęciem spawania dobrze określić rodzaj tworzywa z jakim mamy do czynienia. Najłatwiej jest odczytać symbol jaki znajduje się na danym elemencie. Jeśli jednak jest to niemożliwe wówczas należy poddać tworzywo doświadczalnej próbie w płomieniu palnika. Każde tworzywo sztuczne ma swoje ściśle określone właściwości. Różnica pomiędzy poszczególnymi rodzajami tworzyw może być zauważalna biorąc pod uwagę wygląd płomienia oraz charakterystyczny zapach.

Przykładowe właściwości podczas próby przedstawiają się następująco:

  • PVC – kopcący płomień, charakterystyczny bardzo ostry zapach,

  • ABS – kopcący płomień, charakterystyczny słodkawy zapach,

  • PE – brak kopcącego płomienia, charakterystyczny zapach parafiny,

  • PP – brak kopcącego płomienia, charakterystyczny ostry zapach.

Jeśli niewłaściwie określimy rodzaj tworzywa sztucznego z jakim mamy do czynienia, wówczas temperatura jaką dobierzemy do procesu spawania również będzie błędna. Może to skutkować całkowitym lub częściowym zniszczeniem elementów spawanych. Sklep Diolut.pl w swojej ofercie posiada szeroki zakres spoiw do plastiku dzięki czemu możliwe jest dokładne dobranie odpowiedniego materiału do danego rodzaju pracy.