IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević...

55
ICES VIŠJA STROKOVNA ŠOLA Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija Program: Strojništvo Modul: Orodjarstvo IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V STORITVENEM PODJETJU Mentorica: dr. Marija Kisin, univ. dipl. inž. Kandidat: Vedran Matijević Lektorica: Ana Peklenik, prof. slov. Ljubljana, marec 2015

Transcript of IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević...

Page 1: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES

VIŠJA STROKOVNA ŠOLA

Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Program: Strojništvo

Modul: Orodjarstvo

IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE

LASERSKEGA RAZREZA V STORITVENEM

PODJETJU

Mentorica: dr. Marija Kisin, univ. dipl. inž. Kandidat: Vedran Matijević

Lektorica: Ana Peklenik, prof. slov.

Ljubljana, marec 2015

Page 2: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorici dr. Mariji Kisin za strokovne nasvete in usmeritve pri

izdelavi diplomske naloge.

Hvala g. Marku Venclju in podjetju KGŽ d.o.o. za pomoč in nasvete pri izdelavi

diplomskega dela.

Zahvaljujem se tudi lektorici Ani Peklenik, ki je mojo diplomsko nalogo jezikovno in

slovnično pregledala.

Posebna zahvala gre tudi moji družini in prijateljem, ki so mi stali ob strani in me

podpirali med študijem.

Page 3: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

IZJAVA

»Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga

napisal pod mentorstvom dr. Marije Kisin.«

»Skladno s 1. odstavkom 21. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah

dovoljujem objavo tega diplomskega dela na spletni strani šole.«

Dne _____________ Podpis: __________________

Page 4: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

POVZETEK

Danes je laserska tehnologija razširjena in nepogrešljiva v industrijski, medicinski,

vojaški in znanstveni panogi. Vsaka dejavnost pa ima pri tem svoje kriterije, odvisne

predvsem od zahtev in karakteristik laserskih sistemov.

Za ohranjanje konkurenčnosti in da bi dosegli zastavljene cilje, morajo podjetja na

trgu konkurirati z najboljšo tehnološko dovršeno tehnologijo. Zato smo se v podjetju

KGŽ odločili za investicijo, in sicer za nakup novega visokohitrosnega CNC laserja.

V prvem delu diplomske naloge so predstavljene teoretične osnove procesa

laserskega razreza, podane so prednosti in slabosti obeh CNC laserskih rezalnikov,

ki sta vključena v proizvodno delo podjetja.

V drugem, praktičnem delu, so opravljeni testi rezanja na obeh strojih za

konstrukcijsko in nerjavno jeklo. Na osnovi predstavljenih rezultatov testov kakovosti

reza so nato podani vplivni dejavniki in smernice za optimalno odločanje tehnologa

pri izbiri rezalnika glede na debelino materiala in kakovostni ter ekonomski vidik

opravljene storitve.

KLJUČNE BESEDE

- laserski razrez

- material

- jeklo

- kakovost

Page 5: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ABSTRACT

Today, laser technology is widespread and indispensable in industrial, medical,

military and scientific sectors. However, each of the branches has its own criteria

regarding the use of lasers. This mainly depends on the requirements and

characteristics of laser systems.

In order to maintain the competitiveness, the enterprises must compete in the

market with the best technologically sophisticated technology in order to achieve the

set objectives. Therefore, we have decided in the company KGŽ to invest, which

would enable us to achieve these goals through the purchase of a new highspeed

CNC laser.

The first part of the thesis presents the theoretical basis of the laser cutting process

and shows the advantages and disadvantages of both CNC laser cutters, which are

involved in the production work of the company.

In the second part, which is practical work, tests are carried out of cutting on both

machines with structural steel and stainless steel. Based on the presented results of

the tests the quality of the cut is given. Influential factors and guidelines for the

optimal decision making technologist in the selection of the cutter depending on the

material thickness and quality, and economic aspect services done.

KEYWORDS

- laser cutting

- material

- steel

- quality

Page 6: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

KAZALO VSEBINE

1 UVOD ............................................................................................................... 1

1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA ................................................................... 1

1.2 CILJI NALOGE ........................................................................................... 1

1.3 PREDSTAVITEV OKOLJA ......................................................................... 2

1.4 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE ............................................................... 3

1.5 METODE DELA ......................................................................................... 3

2 TEHNOLOGIJA LASERSKEGA RAZREZA ....................................................... 4

2.1 RAZVOJ LASERSKEGA SISTEMA............................................................ 4

2.2 DELOVANJE LASERJA ............................................................................. 5

2.3 VRSTE LASERJEV .................................................................................... 8

2.3.1 CO2-laser ............................................................................................ 9

2.3.2 Neodimski laser – Nd: YAG ............................................................... 11

2.3.3 Laser excimer ................................................................................... 11

2.3.4 Polprevodniški diodni laser ................................................................ 12

2.4 ABSORBCIJA LASERSKEGA ŽARKA ..................................................... 13

2.5 NAČINI REZANJA Z LASERJEM ............................................................. 14

2.6 MATERIALI OBDELOVANCEV ................................................................ 17

3 DOLOČITEV KRITERIJEV PRI IZBIRI STROJA ............................................. 18

3.1 IZBIRA STROJA ...................................................................................... 21

3.1.1 Laserski izvor .................................................................................... 22

3.1.2 Nadzorna plošča ............................................................................... 22

3.1.3 Laserska rezalna glava ..................................................................... 24

3.1.4 Procesna leča ................................................................................... 25

3.1.5 Menjalnik palet (delovna in nakladalna) ............................................. 25

3.1.6 Menjalna enota za šobe .................................................................... 26

3.1.7 Rezalne šobe .................................................................................... 26

3.1.8 Posluževalni sistem ASLUL (stolp) .................................................... 28

3.1.9 Programski paket .............................................................................. 29

4 KAKOVOST IN EKONOMSKI UČINEK RAZREZA .......................................... 33

4.1 TESTI REZANJA IN SPREMLJANJE REZULTATOV............................... 34

4.2 OCENJEVANJE TESTNIH VZORCEV ..................................................... 37

4.3 ČAS REZANJA ........................................................................................ 41

4.4 STROŠKI REZANJA NA LASERJU ......................................................... 44

4.5 DIAGRAM POTEKA RAZREZA NA LASERJU ......................................... 45

5 ZAKLJUČEK ................................................................................................... 46

LITERATURA IN VIRI ............................................................................................ 47

Page 7: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

KAZALO SLIK

Slika 1: Organizacijska shema podjetja .................................................................... 2

Slika 2: Shema laserskega rezanja .......................................................................... 6

Slika 3: Število elektronov N na enrgijskih nivojih v termičnem ravnovesju ............... 7

Slika 4: Prikaz nastanka laserskega žarka ............................................................... 8

Slika 5: Energijski nivoji CO2-laserja ....................................................................... 10

Slika 6: Osnovne komponente CO2-laserja ............................................................. 10

Slika 7: Princip delovanja laserja Nd: YAG ............................................................. 11

Slika 8: Shematični prikaz zgradbe laserja excimer ................................................ 12

Slika 9: Princip delovanja polprevodniškega diodnega laserja ................................ 13

Slika 10: Shematični prikaz odboja in absorpcije laserskega žarka ........................ 13

Slika 11: Stopnja absorpcije žarka v odvisnosti od vrste materiala ......................... 14

Slika 12: Rezalne hitrosti v odvisnosti od debeline obdelovanca ............................ 15

Slika 13: Rezalna glava in princip rezanja z laserjem ............................................. 16

Slika 14: Posnetki površine laserskega reza – tanjši materiali ................................ 19

Slika 15: Površine laserskega razreza – debelejši materiali .................................... 20

Slika 16: 2D naprava za rezanje ............................................................................. 21

Slika 17: Laserski krmilnik Mitsubishi in ročna konzola ........................................... 23

Slika 18: Laserski krmilnik Fanuc in ročna konzola ................................................. 23

Slika 19: Rezalni glavi laserskega rezalnika: A) LC-3015 X1 in B) LC-3015 F1 ...... 24

Slika 20: Zahteve po menjavi leče .......................................................................... 25

Slika 21: Menjalna enota za šobe ........................................................................... 26

Slika 22: Rezalna šoba D*W4.0.............................................................................. 27

Slika 23: Posluževalni sistem ASLUL ..................................................................... 28

Slika 24: Tehnična risba izdelka ............................................................................. 29

Slika 25: Izdelava podprograma ............................................................................. 30

Slika 26: Izdelava glavnega programa .................................................................... 30

Slika 27: Laserski sistem LC-3015 X1 NT .............................................................. 32

Slika 28: Laserski sistem LC-3015 F1 NT ............................................................... 32

Slika 29: Testni kos ................................................................................................ 34

Slika 30: Kakovost reza konstrukcijskega in nerjavnega jekla ................................ 35

Slika 31: Kvaliteta reza ........................................................................................... 36

Slika 32: Kvaliteta reza ........................................................................................... 36

Slika 33: Diagram poteka razreza na laserju .......................................................... 45

Page 8: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

KAZALO TABEL

Tabela 1: Laserji v kovinskopredelovalni industriji .................................................... 9

Tabela 2: Karakteristike laserskega vira ................................................................. 22

Tabela 3: Karakteristike laserskega vira ................................................................. 22

Tabela 4: Ocenjevanje kvalitete reza na laserju F1 ................................................ 37

Tabela 5: Ocenjevanje kvalitete na laserju X1 ........................................................ 37

Tabela 6: Ocenjevanje kvalitete na laserju F1 ........................................................ 38

Tabela 7: Ocenjevanje kvalitete na laserju X1 ........................................................ 38

Tabela 8: Čas rezanja na laserju F1 ....................................................................... 41

Tabela 9: Čas rezanja na laserju X1 ....................................................................... 41

Tabela 10: Čas rezanja na laserju F1 ..................................................................... 42

Tabela 11: Čas rezanja na laserju X1 ..................................................................... 42

Tabela 12: Izračun cene strojne ure na laserju F1 .................................................. 44

KAZALO GRAFOV

Graf 1: Primerjava kvalitete reza konstrukcijskega jekla na laserju F1 in X1 ........... 39

Graf 2: Primerjava kvalitete reza nerjavečega jekla na laserju F1 in X1 .................. 39

Graf 3: Primerjava časov rezanja na laserskem sistemu F1 in X1 za konstrukcijsko

jeklo ....................................................................................................................... 42

Graf 4: Primerjava časov rezanja na laserju F1 in X1 za nerjaveče jeklo ................ 43

Page 9: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 1 od 47

1 UVOD

1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA

V našem podjetju za stranke opravljamo tehnološke storitve, kot so: varjenje,

krivljenje in prebijanje pločevine, laserski razrez cevi ter laserski razrez pločevine.

Zaradi velikega povpraševanja in preobremenjenosti obstoječega CNC stroja za

razrez z laserjem smo se odločili za nakup visokohitrosnega laserja za razrez

pločevine. Vendar smo se hitro srečali s proizvodnim problemom tako glede

organizacije dela za dosego večje efektivnosti oz. izkoriščenosti obeh strojev kakor

tudi z vidika zagotovljene kakovosti reza. Stroja se zaradi različnih tehničnih

značilnosti (starejša in nova tehnologija rezanja) razlikujeta, zato nastopi težava tudi

pri sestavljanju optimalne ponudbe glede na zahteve naročnika storitve.

Na delovnem mestu CNC operaterja delam že 6 let. Na področju tehnologije rezanja

imam veliko praktičnih izkušenj. V diplomski nalogi želim praktično znanje nadgraditi

s teoretičnim in se posvetiti primerjavi obeh strojev z vidika kakovosti reza in

optimalnega izkoristka oz. produktivnosti.

1.2 CILJI NALOGE

Namen diplomske naloge je na podlagi študija izbrane strokovne literature

predstaviti postopek in prednosti ter slabosti tehnologije laserskega razreza s ciljem

določiti kriterije, ki vplivajo na kakovost reza in optimalno ponudbo storitve (debelina

in vrsta materiala obdelovanca, hitrost rezanja, zasedenost stroja, čas rezanja ipd.).

Cilji diplomske naloge so:

predstaviti postopke in CNC stroje za laserski razrez,

izbrati ustrezne stroje glede na zahteve proizvodnje,

analizirati kakovost laserskega razreza,

preučiti ekonomski vidik nakupa stroja.

Page 10: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 2 od 47

1.3 PREDSTAVITEV OKOLJA

Podjetje je bilo ustavljeno leta 1990 kot Ključavničarstvo Franci Žnidaršič, s. p.,

sčasoma pa se je z rastjo preimenovalo v KGŽ kovinska galanterija. Podjetje

trenutno zaposluje 24 delavcev. Izdelujemo razne kovinske komponente za področje

pisarniškega pohištva in nudimo storitve za naročnike, kot so: ročno in robotsko

varjenje (TIG, MIG/MAG), brušenje, krivljenje, laserski razrez pločevine in cevi.

Slika 1: Organizacijska shema podjetja

(Lastni vir)

Page 11: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 3 od 47

1.4 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE

Predpostavljamo, da bomo lahko s testi in rezultati rezanja ugotovili, kako zagotoviti,

da bo proizvodni proces v podjetju potekal bolj nemoteno ob zagotovljeni kakovosti

reza in izkoriščanju prednostnih lastnosti obeh laserjev.

Omejitve so se pokazale predvsem pri izbiri literature in internih podatkov ter

pomanjkanju časa za izvajanje testov v podjetju.

1.5 METODE DELA

Za doseganje ciljev bomo uporabili naslednje metode:

opisno metodo,

študij elektronski virov,

študij knjižnih virov,

fotografiranje,

primerjalno metodo.

V teoretičnem delu je uporabljena opisna metoda, s katero bomo opisali

obravnavano tehnologijo, in združevalno metodo, kjer bomo primerjali druga

raziskovalna dela z diplomsko nalogo.

V raziskovalnem delu je uporabljena primerjalna metoda, s katero smo primerjali

razreze na laserjih in dobljene rezultate.

Page 12: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 4 od 47

2 TEHNOLOGIJA LASERSKEGA RAZREZA

2.1 RAZVOJ LASERSKEGA SISTEMA

Leta 1917 je Albert Einstein utemeljil pogoje za stimulirano emisijo. Vendar je do

prvega praktičnega primera prišlo šele leta 1960, ko je Theodore Maiman razvil prvi

delujoči laser na principu rubinovega kristala. S tem je pospešil razvoj laserja, kar je

privedlo do laserske tehnologije, ki je prisotna skoraj povsod (http://zvonko.fgg.uni-

lj.si/seminarji/laser-uporaba/LASER3.HTM).

Mejniki razvoja laserja (http://lab.fs.uni-lj.si/kolt/osnove_laserske_tehnike.htm):

1917 – Albert Einstein napove možnost obstoja stimulirane emisije.

1951 – Charles H. Towns demonstrira možnost ojačanja mikrovalov s

stimulirano emisijo – izum MASERJA.

1957 – Gordon Gould razdela več ključnih idej za realizacijo laserja (optični

resonator, načini vzbujanja aktivne snovi …). Leta 1959 prijavi patent, ki je

podeljen po 30-letni “patentni vojni“. Prvi uporabi kratico LASER.

1958 – Arthur Schawlow in Charles Towns prva objavita koncept zgradbe

“optičnega maserja“ (neodvisno od Goulda).

16. maj 1960 – Theodore Maiman razvije prvi delujoči laser (bliskovni

rubinov).

November 1960 – prvi uranov laser.

1961 – laser He-Ne.

1962 – polprevodniški laser.

1964 – laser Nd:Yag.

1964 – CO2-laser.

1970 – ekscimerni laser.

Page 13: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 5 od 47

2.2 DELOVANJE LASERJA

Laser je naprava, ki emitira ozek snop svetlobe strogo določene valovne dolžine.

Laserska naprava ima naslednje značilnosti.

Laserska svetloba je monokromatska, to pomeni, da ima točno določeno

valovno dolžino. Barva svetlobe je enovita. Valovna dolžina je določena s

količino sproščene energije pri prehodu atoma iz vzbujenega v primarno

stanje.

Laserska svetloba je koherentna – vsak foton se giblje vzporedno z drugim;

to povzroča skladno valovanje laserske svetlobe.

Laserska svetloba je zelo usmerjena. Laserski žarek je zelo ozek, zelo

koncentriran in zelo intenziven (Čuš, 2009).

Osnovni mehanizem laserskega rezanja je zelo preprost in ga lahko povzamemo v

nekaj točkah.

Visoko intenzivni žarek infrardeče svetlobe, ki ga generira laser.

Žarek je fokusiran na površino obdelovanca s pomočjo leče.

Fokusirani žarek segreva material in povzroča zelo lokalizirano taljenje skozi

celotno debelino materiala.

Raztaljeni material je izločen s pomočjo plinskega curka, ki ga dovajamo

skozi šobo hkrati z laserskim žarkom.

Lokalizirano območje odstranjevanja materiala se pomika po površini, tako

da se laserski žarek premika s pomočjo zrcal ali se pločevina mehansko

premika po X- in Y-strani s pomočjo delovne mize stroja CNC (Powell,

1993).

Page 14: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 6 od 47

Slika 2: Shema laserskega rezanja

(Powell, 1993)

Atomi oz. elektroni se lahko nahajajo v različnih energijskih nivoji. Iz enega v drugi

energijski nivo prehajajo na tri načine:

z absorpcijo atom preide v višje stanje, tako da absorbira foton,

s spontano emisijo svetlobe atom sam od sebe preide iz višjega

energijskega stanja (E2) v nižje (E1) in pri tem odda foton,

s stimulirano emisijo svetlobe atom z (E2) zadane foton, ki povzroči, da atom

preide v nižje energetsko stanje (E1) in pri tem odda foton (Čuš, 2009).

Page 15: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 7 od 47

Za delovanje laserja je potrebno veliko število fotonov, v višjem stanju mora biti več

atomov kot v nižjem. Snov, iz katere je narejen medij, ima lastnost, da se atomi

vzbudijo iz osnovnega energijskega stana (E1) v višje energijsko stanje (E2), če jih

obsevamo z elektromagnetnim valovanjem s frekvenco u12 = (E2 – E1)/h oz. da jih

vzbudimo s fotoni z energijo E = u12xh = (E2 – E1), kjer je h Planckova konstanta, ki

znaša 6,63 x 10-34Js.

Atomi v mediju absorbirajo fotone in se vzbudijo v višje energetsko stanje (E2). Tako

vzbujeni atomi pa se že po kratkem času zopet vrnejo v osnovno energijsko stanje

(E1) in oddajo fonton (spontana emisija). V tem primeru je število atomov v višjem

energetskem stanju (E2) manjše od števila atomov v nižjem energetskem stanju

(E1), zato je stopnja absorpcije večja od stopnje stimulirane emisije in ne dobimo

laserske svetlobe. Normalno je vsaka snov v termičnem ravnovesju, zato je število

atomov v nižjem energetskem stanju večje od števila v višjem energetskem stanju.

Pojavu, kjer je to ravno obratno, pravimo inverzija (http://zvonko.fgg.uni-

lj.si/seminarji/laser-uporaba/LASER3.HTM).

Slika 3: Število elektronov N na enrgijskih nivojih v termičnem ravnovesju

(Čuš, 2009)

Če atome obsevamo s fotoni energije E = u13xh = (E3 – E1), bo veliko atomov prešlo

v še višje energetsko stanje (E3), od koder se bodo tako vrnili v nižje energetsko

stanje (E2) in oddali foton (spontana emisija). V tem primeru je več atomov v višjem

energetskem stanju (E2) kot nižjem (E1), nastala je inverzija. V takšni “aktivni“ snovi

pa je lahko stimulirana emisija močnejša od absorpcije, število fotonov z energijo E

= u12xh pa se poveča. To je primer trinivojskega laserja. Energijskih nivojev pa je

lahko tudi več, odvisno od vrste laserja (http://zvonko.fgg.uni-lj.si/seminarji/laser-

uporaba/LASER3.HTM).

Page 16: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 8 od 47

Ojačitev laserske svetlobe se začne izvajati šele v optičnem resonatorju. To je par

zrcal, ki sta med seboj vzporedni in je eno prosojno, da lahko skozenj izstopi

laserski žarek. Fotoni, ki so pod vplivom vzbujevalnega sevanja, se začnejo odbijati

od zrcal in nastajajo novi fotoni, ki se krepijo. Pri tem nastaja zelo močna svetloba in

en del izhaja čez polprepustno zrcalo.

1. Vzbujenje (prvi izbruh svetlobe) 2. Ojačanje (odboj v obe smeri)

3. Izhod močne svetlobe – laserskega žarka

Slika 4: Prikaz nastanka laserskega žarka

(http://zvonko.fgg.uni-lj.si/seminarji/laser-uporaba/LASER3.HTM)

2.3 VRSTE LASERJEV

Po nastanku rubinovega laserja se je razvoj laserjev hitro razvil in jih danes

uporabljamo v raznovrstne namene. Danes se z laserji srečujemo skoraj povsod in

odlikuje jih izjemna točnost in ponovljivost. Laserje delimo glede na vrsto delovanja

na kontinuirne ali pulzne. Ti se med seboj razlikujejo glede na vrsto laserskega

medija.

Laserski medij je postavljen med dve vzporedni zrcali in določa, na kateri valovni

dolžini bo deloval laser.

Glede na vrsto medija ločimo več vrst laserjev:

plinski laserji – so danes med najbolj uporabljenimi v kovinskopredelovalni

industriji. Tukaj sta predvsem znana He-Ne in CO2-laser z močjo do 4000 W;

laserji na trdno snov, kjer je laserska substanca v trdnem stanju. Poznana

sta rubinov in laser Nd: YAG z močjo od 4000 W;

laserji excimer, pri katerih uporabljamo kemično reaktivne pline, kot so klor in

fluor, pomešane z žlahtnimi plini (argonom, kriptonom ali ksenonom);

Page 17: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 9 od 47

barvni laserji, pri katerih kot lasersko substanco uporabljamo tekoče

raztopine ali zmesi kompleksnih organskih barvil, kot so rodamin 60;

polprevodniški laserji, ki jih imenujemo tudi diodni laserji. Ti laserji ne

spadajo v skupino laserjev na trdno snov. Običajno so zelo majhni in

uporabljajo majhne moči, uporabljeni so v laserskih tiskalnikih, CD-

predvajalnikih (Čuš, 2009).

Tabela 1: Laserji v kovinskopredelovalni industriji

(Čuš, 2009)

2.3.1 CO2-laser

CO2-laser ima široko področje uporabe in predstavlja najpomembnejšo vrsto laserja

za kovinskopredelovalno industrijo. Vzrok moramo iskati predvsem v veliki moči

laserskega žarka (tudi preko 20 kW) in visokem izkoristku. CO2-laser je molekularni

laser, ki deluje na valovni dolžini 10,6 um, torej v področju infrardečih žarkov.

Lasersko aktivni medij predstavlja zmes plinov, ki je sestavljen iz CO2, N2 in He.

Energijski prehodi, potrebni za delovanje tega laserja, se zagotovijo preko

kvantiziranih vibracijskih in rotacijskih oscilacij molekul.

Atomi v molekuli ne menjajo svojih energijskih stanj. Molekula CO2 je sestavljena iz

dveh atomov kisika in enega atoma ogljika. Osnovne oblike osciliranja atomov

znotraj molekule so simetrične, asimetrične in zvijajoče. V katerem koli trenutku

lahko molekula oscilira v kateri koli kombinaciji teh osnovnih oscilacij. Energije

vibracijskih prehodov so kvantizirane. Poleg vibracijske oscilacije lahko molekula

oscilira tudi rotirajoče, energije teh prehodov pa so prav tako kvantizirane. Razlike

energij med temi molekularnimi nivoji energij so majhne, zato je sevanje CO2-laserja

v področju infrardečih žarkov (Čuš, 2009).

Page 18: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 10 od 47

Večina CO2-laserjev deluje z mešanico CO2, N2 in He v razmerju:

CO2: 10…20 % N2: 10…20 % He: 60…80 %.

Slika 5: Energijski nivoji CO2-laserja

(Čuš, 2009)

1 – laserski žarek, 2 – oblikovanje laserskega žarka, 3 – resonatorsko zrcalo,

4 – hladilna voda, 5 – visoka frekvenca, 6 – hladilna voda, 7 – resonatorsko zrcalo,

8 – plin, 9 – visokofrekvenčni elektrodi

Slika 6: Osnovne komponente CO2-laserja

(Čuš, 2009)

Page 19: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 11 od 47

2.3.2 Neodimski laser – Nd: YAG

Neodimski laser je optično vzbujevan (črpan) laser, katerega glavni element je ion

neodima (Nd+3). Ta ion je vključen v kristal ali v steklo, ki je krajše imenovan YAG.

Ion Nd+3 se obda z nekaj atomi kisika, ki ga ločujejo od okolice. Zato laserji z ioni

neodima delujejo na približno isti valovni dolžini, ne glede na to, ali so vgrajeni v

steklo ali YAG.

Z optičnim vzbujanjem preidejo Nd ioni v vzbujeno stanje in pri trku oddajo foton.

Neodimski laser tipa YAG se najpogosteje uporablja v impulznem režimu z zelo

hitrim ponavljanjem impulzov. Kadar se neodim kombinira s steklom, dobimo sistem,

ki dobro deluje kot impulzni laser (Čuš, 2009).

1 – kristal Nd: YAG, 2 – laserski žarek, 3 – delno prepustno zrcalo, 4 –

diode, 5 – optika, 6 – zrcalo, 7 – hlajenje, 8 – električni priključek

Slika 7: Princip delovanja laserja Nd: YAG

(Čuš, 2009)

2.3.3 Laser excimer

Spada med plinske laserje. Oznako "excimer" sestavljata dve besedi, in sicer

"excited dimer". Označuje dvoatomarne molekule, ki nimajo stabilnega stanja.

Molekule obstajajo samo v vzbujenem stanju in še to le nekaj trenutkov (pribl. 10

ms).

Page 20: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 12 od 47

Pri običajnih laserjih excimer je molekula sestavljena iz žlahtnih plinov (Ar, Kr, Xe) in

halogenov (F, Cl). Posebnost tega laserja predstavlja dejstvo, da ima aktivni medij

samo zgornji – vzbujeni nivo. Spodnji nivo ne obstaja. Laserski žarek nastane pri

razpadu vzbujenih molekul na nevtralne atome (Čuš, 2009).

1 – resonatorsko zrcalo, 2 – plinska črpalka, 3 – izmenjevalec toplote, 4 –

razelektrenje, 5 – elektrode, 6 – kondenzator, 7 – izenačevanje potenc, 9 – stikalo

Slika 8: Shematični prikaz zgradbe laserja excimer

(Čuš, 2009)

2.3.4 Polprevodniški diodni laser

Deluje na fizikalno-kemijskem principu. Kristali polprevodnika so sestavljeni iz velike

količine periodično nameščenih atomov. Energijski nivo teh atomov se deli v veliko

število sosednjih stanj. Da bi ta pojav še potencirali, se dodajo določeni atomi.

Če elementom IV. skupine periodnega sistema (Ge, Si) dodamo elemente iz V.

skupine periodnega sistema (As, Sb), nastane v kristalni kletki na mestu zamenjave

presežek elektronov. Polprevodniki z viškom elektronov so t. i. n-tipa. Nasprotno

lahko elementom IV. skupine dodamo elemente III. skupine periodnega sistema

(Galij, Indij). Tak kristal ima primanjkljaj elektronov v kristalni kletki. Polprevodniki s

primanjkljajem elektronov so p-tipa.

Če združimo polprevodnik tipa n in p, se ustvari zelo ozko področje p - n. Da bi se

ustvarila inverzija naseljenosti – nujna za pojav laserskih oscilacij – je treba diodo

priključiti na električno polje. Če priključimo lasersko diodo na izvor napetosti, tako

da je propustno polarizirana (+pol na p-področje, –pol na n-področje), bodo praznine

Page 21: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 13 od 47

s p-območja in elektroni z n-področja injektirani na področje p - n, kjer se ustvarja

inverzna naseljenost.

Ker se področje p - n nahaja v optični votlini (resonatorju), bodo fotoni, nastali s

stimulirano emisijo, ustvarili večkratne refleksije znotraj resonatorja. Če ojačanje

emisije svetlobe uspe nadomestiti izgubo fotona zaradi absorpcije difuzije na

področju p - n, se pojavi laserski efekt – laserska emisija (Čuš, 2009).

Slika 9: Princip delovanja polprevodniškega diodnega laserja

(Čuš, 2009)

2.4 ABSORBCIJA LASERSKEGA ŽARKA

Odrezovanje z laserjem temelji na termičnem učinku, ki nastane s spreminjanjem

energije laserskega žarka v toploto. Učinkovitost obdelave z laserjem je odvisna od

stopnje vezave energije (Čuš, 2009).

Slika 10: Shematični prikaz odboja in absorpcije laserskega žarka

(Čuš, 2009)

Page 22: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 14 od 47

Na sliki 10 je primer navpičnega laserskega žarka z jakostjo I na gladko površino,

kjer se del I×R odbije in ne vpliva na obdelavo. Del I×R material absorbira. Pri tem

je: R stopnja odboja, A stopnja absorpcije (Čuš, 2009).

valovna dolžina

Slika 11: Stopnja absorpcije žarka v odvisnosti od vrste materiala

(Čuš, 2009)

Na slik 11 je stopnja absorpcije A v odvisnosti od valovne dolžine žarka za važnejše

kovinske materiala. Površine, ki močno odbijajo svetlobo, se pred obdelavo z

laserjem preplastijo s snovjo, ki poveča delež absorpcije žarkov. Stopnja absorpcije

A je odvisna od vpadnega kota in od polarizacije žarka (Čuš, 2009).

2.5 NAČINI REZANJA Z LASERJEM

Fokusirani laserski žarek, usmerjen na ozek pas obdelovanca, povzroči termično

delovanje: delno se obdelovanec tali ter delno ali v celoti izpari. Naprava za

fokusiranje je lahko postavljena malo nad obdelovanec ali direktno nanj. Plin, ki se

dovaja na mesto obdelave pod visokim pritiskom, odstrani staljeni oz. uparjeni

material in ščiti rezalno glavo pred vplivom taline ali pare (Čuš, 2009).

Način rezanja materiala:

Sublimacijsko rezanje – pri tem načinu se material upari ter tako odstrani z

mesta rezanja. Dovajani plini (dušik, argon, helij) imajo nalogo, da ščitijo

področje delovanja žarka na obdelovalni material (to prepreči oksidacijo na

obdelovalnih ploskvah). Zaradi navedenega in zaradi čistega reza, ki je

rezultata tega postopka, se uporablja za rezanje tankih kovinskih materialov

debeline do 1 mm.

Talilno rezanje – tukaj se raztaljeni material odvaja iz reže s pomočjo plinov

pod visokim pritiskom, ki talino preprosto odpihne. Hitrost rezanja je lahko v

primerjavi s sublimacijskim rezanjem neprimerno višja. Tlak, potreben za

odvajanje taline, v nekaterih primerih presega 6 barov.

Page 23: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 15 od 47

Izgorevalno rezanje – talina reagira eksotermno s plinom (kisikom); to

privede do povečanja dovedene energije in posledično do višje hitrosti

rezanja. Posledica je oksidacija na obdelovalnih ploskvah (Čuš, 2009).

V današnjem času je zmožnost laserjev pri razrezu raznovrstnih materialov že

velika, vendar je problem pri debelini materiala, ki jo je laser še zmožen odrezati, ne

da bi pri tem prišlo do deformacije materiala na mestu razreza.

Z laserjem lahko režemo material do debelin:

konstrukcijska jekla do 25 mm,

legirana jekla do 12 mm,

aluminij do 8 mm.

Slika 12: Rezalne hitrosti v odvisnosti od debeline obdelovanca

(Čuš, 2009)

Širina reza in kvaliteta površine reza je odvisna od stabilnosti laserskega žarka.

Kvaliteta površine reza se vrednoti na osnovi velikosti brade pri rezu, hrapavosti

površine, točnosti mer, oblike rezanega robu, vpliva toplote na mestu rezanja in

stopnje oksidacije. Sistem za zagotavljanje konstante oddaljenosti rezalne glave od

mesta reza skrbi, da kljub morebitni ukrivljeni površini obdelovanca ostane ta

konstanta in s tem tudi pogoji rezanja. Velik vpliv na postopek rezanja ima oblika

rezalne glave (šobe). V uporabi sta dva tipa, in sicer se pri prvi tlak plina ustvari v

sami šobi in izstopi skupaj z laserskim žarkom, pri drugi pa se plin dovaja zunaj

šobe (Čuš, 2009).

Page 24: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 16 od 47

Slika 13: Rezalna glava in princip rezanja z laserjem

(Čuš, 2009)

Prednosti rezanja z laserjem:

doseganje velikih hitrosti rezanja pri tanjših obdelovancih,

zmožnost rezanja zahtevnih kontur,

ni potrebe po menjavi orodja,

vpliv toplote na obdelovanec je zanemarljiv,

majhna količina odpadnih kosov,

ponovljivost,

zmožnost rezanja velikih serij,

dober izkoristek materiala,

zelo dobra kakovost odreza,

zmožnost rezanja neravnih površin,

popolnoma računalniško podprt sistem,

zelo ozek rez.

Slabosti rezanja z laserjem:

omejitve pri debelini materiala,

visoki investicijski stroški,

stroški plina,

pri rezanju nekaterih večjih debelin pride do nazobčanosti materiala.

Page 25: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 17 od 47

2.6 MATERIALI OBDELOVANCEV

Najpomembnejše lastnosti materiala za lasersko obdelavo so

(http://www.irt3000.si/data/revije/2007/stevilka_7_2007/07_slo_pdf_01_tematski.pdf).

Absorpcija – definira se, kako dobro se energija svetlobe veže z nekim

materialom. Te lastnosti so stanje površine, absorpcijski koeficient in

reflektivnost pri valovni dolžini laserske svetlobe določenega izvora.

Prenos toplote – določa temperaturno porazdelitev. To sta predvsem

toplotna prevodnost in difuzija, ki ovirata rezanje. Z laserjem torej

učinkoviteje režemo toplotne izolaterje (plastične mase, lesene izdelke,

gume, tekstil …) kot prevodnike (kovine).

Termodinamične lastnosti – določajo količino energije (toploto), ki je

potrebna za želene fazne spremembe v materialu, taljene in izparevanje. To

so predvsem gostota, specifična toplota, temperatura tališča in vrelišča ter

talilna toplota in izparilna toplota.

Fizikalno-kemijske lastnosti – gre predvsem za reakcijo materiala na rezalne

pline.

Z laserjem lahko režemo naslednje materiale.

Konstrukcijska jekla – so jekla, na katera med rezanjem z laserjem prihaja

do oksidacije površine. Rezalni plin pri konstrukcijskih jeklih je večinoma

kisik. Debelina rezanja konstrukcijskih jekel naj bi znašala do 25 mm. Na

kakovost rezanja pa vpliva tudi moč laserja, pretok plina (kisika), rezalne

hitrosti in površina materiala.

Nerjavna jekla – že ime pove, da so jekla narejena za odpornost proti

koroziji. Rezalni plin, ki se uporablja, je dušik. Z visokim tlakom plina

preprečuje oksidacijo površine rezanja in nastanek žlindre. Debelina, ki jo

lahko režemo, znaša do 12 mm.

Aluminijeve zlitine – imajo lastnost visoke toplotne prevodnosti in visoke

odbojnosti (majhna absorpcija laserske svetlobe) in to je običajno problem

pri procesu rezanja. Za razrez aluminija je treba imeti ustrezno kakovost

žarka in optike, ki kontrolira goriščno razdaljo. Za rezalni plin se uporablja

dušik, lahko pa režemo tudi s komprimiranim zrakom. Debelina, ki jo lahko

še režemo z laserjem, je 10 mm.

Preostali materiali – našteti trije materiali so najpogosteje uporabljeni v

kovinskopredelovalni industriji, vendar lahko z laserjem režemo tudi druge

materiale, kot so: polimeri, keramika, steklo, les ipd.

Page 26: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 18 od 47

3 DOLOČITEV KRITERIJEV PRI IZBIRI STROJA

V podjetju smo se zaradi povečevanja naročil in prezasedenosti obstoječega

sistema odločili za nakup dodatnega, novejšega stroja za laserski razrez. Ker pa je

obstoječi stroj nekoliko starejši, je v primerjavi z novim manj konkurenčen, saj se po

tehničnih podatkih razlikujeta. Nastal je problem porazdelitve dela za oba laserja, da

bi proizvodni proces potekal nemoteno in ne bi bilo nepotrebnih časovnih izgub.

V podjetju ocenjujemo kakovost površine reza večinoma vizualno in na podlagi

testnih vzorcev, ki smo jih prejeli od dobavitelja stroja. Kakovost večinoma pogojuje

naročnik storitve, ki postavi zahteve po čim manjši hrapavosti površine, brez srha,

valovitosti in tolerance izdelka.

Dejavniki, ki vplivajo na proces rezanja:

kakovost reza,

debelina in vrsta materiala,

lastnosti materiala,

oblika obdelovanca,

izdelava programa CNC,

število izdelkov,

zasedenost stroja,

čas dobave,

dodatne zahteve naročnikov.

Med zgoraj navedenimi dejavniki je najpomembnejša kakovost reza. Pomembna je

nastavitev rezalnih parametrov, ki vplivajo na proces rezanja. V podjetju imamo

veliko različnih dobaviteljev, ki nam dostavljajo material. Ta se velikokrat razlikuje po

tehnologiji izdelave, mehanskih in tehnoloških lastnostih. Pomembno je tudi, kako je

skladiščen material, da ne nastopi rjavenje pločevine. To pa vpliva na kakovost

reza, zato je operater dostikrat prisiljen spreminjati/prilagajati parametre, da bi

dosegel zadovoljiv odrez.

Po drugi strani pa imajo proizvajalci laserskih sistemov že tovarniško nastavljene

parametre, ki naj bi bili ustrezni za razrez materialov. Vendar so ti parametri

večinoma testirani na materialih, ki imajo dobre rezalne lastnosti, npr. gladka

površina plošče, ravnost plošče, dobre fizikalne lastnosti. Ker se v podjetju

srečujemo z raznovrstnimi materiali in v različnih dobavljenih stanjih, nam parametri,

nastavljeni s strani proizvajalca, dostikrat ne zagotavljajo ustrezne kakovosti reza.

Zato mora operater dobro poznati tehnološke parametre rezanja, kot so:

rezalna moč,

rezalna hitrost,

vrsta plina (dušik, kisik),

Page 27: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 19 od 47

izbira ustreznega preboja,

fokus žarka,

tlak plina pri rezanju,

tlak plina pri prebijanju,

višina šobe.

Moč laserjev AMADE znaša 4 kW. Z večjo močjo laserjev pa lahko režemo večje

debeline in dosegamo večje hitrosti, kar skrajša čas razreza. Kakšne rezalne hitrosti

dosegamo, pa je odvisna od vrste in debeline materiala. Pri velikih hitrostih lahko

prihaja do zažiganja kotov, zato smo dostikrat prisiljeni nastaviti parametre za kote,

s katerimi laserju zmanjšamo hitrost in moč. Pri večjih rezalnih hitrostih pa je

poraba rezalnega plina večja, še posebej dušika pri razrezu nerjavne pločevine.

Plini, ki jih uporabljamo pri rezanju z laserjem, so dušik, kisik in zrak. Večjo čistočo

imajo plini, boljšo kakovost razreza dosegamo. Kisik uporabljamo večinoma pri

razrezu konstrukcijskega jekla, če pa želimo, da površina ni oksidirana, za razrez

uporabimo dušik.

Na sliki 14 in 15 so posnetki vplivov tehnoloških parametrov na površino reza. S

temi posnetki lahko operater vizualno oceni, ali je kakovost reza ustrezna, in laže

odkrije napake, ki se pojavljajo pri razrezu, prav tako pa so mu v pomoč pri

nastavljanju parametrov.

Slika 14: Posnetki površine laserskega reza – tanjši materiali

(Priporočila Amade)

Page 28: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 20 od 47

Slika 15: Površine laserskega razreza – debelejši materiali

(Priporočila Amade)

Pri izbiri materiala nas predvsem zanima njegova absorptivnost oz. če lahko

absorbira zadostno količino moči in ali bo pri tej moči površina oz. kakovost reza še

vedno zadovoljiva. Pri tem je pomembna debelina materiala in vpliv vnosa toplote

na proces rezanja oz. na samo mesto razreza ter na strukturo materiala.

Izkušen programer lahko s programiranjem CNC programov veliko pridobi na času

rezanja in izkoristku pločevine. Pri programiranju mora biti pozoren, da čim bolje

porazdeli izdelke po površini pločevine in s tem zmanjša stroške odpada.

Pomembna nastavitev je tudi vrstni red rezanja, da so gibi med posameznimi kosi

čim krajši.

Na produktivnost procesa rezanja pa vpliva tudi število izdelkov oziroma velikost

serije, zasedenost stroja, zahteve naročnikov in čas dobave. Pomembno vlogo

imajo naročniki, saj postavljajo zahteve, ki jih v podjetju upoštevamo in se nato

odločamo, kako bo potekal razrez in na kaj moramo biti posebej pozorni. Zaradi

dveh laserskih sistemov, ki jih imamo v podjetju, moramo proces rezanja uskladiti,

da ne bi prihajalo do nepotrebnih časovnih zastojev, saj porabljeni čas pogojuje tudi

ceno razreza.

Page 29: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 21 od 47

3.1 IZBIRA STROJA

Ko smo so odločili, kateri dejavniki najbolje ustrezajo za razrez, se moramo odločiti

še, na katerem stroju se bo delo opravljalo.

Primerjali bomo stroja za laserski razrez LC-3015 X1 NT in LC-3015 F1 + ASLUL,

japonskega proizvajalca AMADA. Oba laserska sistema sta možna samo za 2D

obdelavo in delujeta na principu leteče optike, kar pomeni, da med rezanjem

obdelovanec miruje.

Sestavne komponente stroja so:

laserski izvor,

nadzorna plošča,

rezalna glava,

procesna leča,

menjalnik palet (delovna in nakladalna),

odsesavali sistem,

pri LC-3015 F1 je še menjalna enota za šobe in upravljalni sistem ASLUL.

Skupni značilnosti obeh strojev sta njuna izhodna moč 4 kW in delovno območje

3000 x 1000.

Slika 16: 2D naprava za rezanje

(Čuš, 2009)

Page 30: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 22 od 47

3.1.1 Laserski izvor

LC-3015 X1 uporablja laserski izvor tipa 40CFX proizvajalca Mitsubishi.

Opis Vrednost

laser Class 4

maksimalna moč 5000W

trajanje impulza 3 ms

emitirana valovna dolžina 10,6 ms

laserski medij

CO2, CO, N2,

He

= 8/4/60,28 %

Tabela 2: Karakteristike laserskega vira

(Priročnik za operaterje)

LC-3015 F1 uporablja laserski izvor tipa C-4000 proizvajalca FANUC

Opis Vrednost

laser Class 4

maksimalna moč 5000 W

trajanje impulza 100 ms

emitirana valovna dolžina 10,6 ms

laserski medij CO2, N2, He

= 5/34/,61 %

Tabela 3: Karakteristike laserskega vira

(Priročnik za operaterje)

3.1.2 Nadzorna plošča

Nadzorna plošča je ena izmed glavnih komponent za delovanje stroja. Preko

nadzorne plošče usmerjamo celotni delovni proces, nastavljamo parametre,

dobivamo informacije o napakah in alarmih, vnašamo podatke in je v glavnem enota

za komunikacijo med operaterjem in strojem.

Sestavni deli krmilnika:

visoko resolucijski LCD-zaslon na dotik,

NC nadzorna plošča,

ročna konzola.

Page 31: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 23 od 47

Slika 17: Laserski krmilnik Mitsubishi in ročna konzola

(Lastni vir)

Slika 18: Laserski krmilnik Fanuc in ročna konzola

(Lastni vir)

Page 32: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 24 od 47

Krmilnika CNC sta večinoma namenjena za nadzor delovanja stroja. Na plošči si

lahko grafično ogledamo skico programa za razrez, nastavljamo parametre in

pregledamo alarme. Krmilnik je razdeljen na dva dela, in sicer na zaslon na dotik in

NC nadzorno ploščo. Zgornja plošča prikazuje grafični prikaz delovanja stroja, na

spodnji so pa tipke, s katerimi lahko nastavljamo pozicijo laserske glave, nastavimo

alarme, zaženemo laser ipd.

Zraven krmilnika je še ročna konzola, ki omogoča natančno premikanje laserske

glave v vseh treh smereh X, Y, Z. S konzolo si lahko tudi pomagamo pri kalibriranju

senzorja za višino, če pride do trka ali če kvaliteta reza ni ustrezna. Nastavimo lahko

tudi izhodiščno točko rezanja, tako da lasersko glavo postavimo na mesto, od koder

želimo začeti z laserskim rezanjem.

3.1.3 Laserska rezalna glava

Rezalna glava se nahaja v delovnem območju stroja, ki potuje po vodilih v smeri X,

Y, Z in ima omejen pomik glede na delovno področje. V rezalni glavi so senzorji, ki

med procesom rezanja kontrolirajo, da je razdalja med rezalno šobo in

obdelovancem ves čas konstantna. V rezalni glavi se nahaja procesna leča, preko

katere je usmerjen žarek na obdelovalno površino.

Pri laserskem rezalniku LC-3015 F1 je na glavi rezalnika senzor za merjenje

pločevine, ki zaznava položaj obdelovanca na delovni mizi. Ima tudi funkcijo za

nadzor rezanja in prebijanja. To pomeni, da med samim rezanjem skrbi, da ne

prihaja do zvarjenja pločevine na mestu razreza, pri prebijanju pa nadzoruje žarek,

da pride čez površino materiala.

Slika 19: Rezalni glavi laserskega rezalnika: A) LC-3015 X1 in B) LC-3015 F1

(Lastni vir)

Page 33: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 25 od 47

3.1.4 Procesna leča

Stroj LC-3015 X1 ima dve procesni leči z goriščno razdaljo 127 mm in 190,5 mm. Pri

procesni leči z goriščno razdaljo 127 mm lahko režemo materiale do debeline 3 mm.

Leča je namenjena rezanju manjših debelin, njena lega je postavljena nižje, tako da

je zelo blizu mesta rezanja. Vendar se tu lahko pojavi problem, ker je postavljena

nizko, se namreč na površino leče lahko hitro sprime umazanija in to vpliva na

kakovost rezanja. Pri leči z goriščno razdaljo 190,5 mm lahko režemo materiale

vseh debelin, vendar je pri manjših debelinah manj produktivna kot leča z nižjo

goriščno razdaljo. Z lečo z večjo goriščno razdaljo lahko režemo konstrukcijske

materiale do debeline 20 mm.

Pri laserju LC-3015 F1 pa imamo eno procesno lečo 190,5 mm (7.5 inch), s katero

je možno rezati vse materiale, tako tanjše kot debelejše, torej nimamo nepotrebnih

izgub pri menjavi leč. Prednost tega stroja je, da s prilagodljivo optiko lahko

nadzoruje premer žarka.

Slika 20: Zahteve po menjavi leče

(http://amada.it)

3.1.5 Menjalnik palet (delovna in nakladalna)

Menjalnik palet nam omogoča, da imamo eno mizo (delovno) znotraj delovnega

območja, eno pa zunaj stroja (nakladalna). To pomeni, da lahko operater, medtem

ko delovni proces poteka na delovni mizi, na nakladalni mizi opravlja delo, npr.:

nakladanje, razkladanje pločevine ipd. Mizi sta sestavljeni iz jeklenega ogrodja,

znotraj katerega so postavljene rešetke, na katere lahko postavimo obdelovanec. Z

menjalnikom palet laser deluje nemoteno, torej nimamo mrtvega časa, ki se pojavlja

ob nakladanju in razkladanju pločevine.

Page 34: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 26 od 47

3.1.6 Menjalna enota za šobe

Pri stroju LC X1 je potrebno zamenjavo šob opraviti ob vsakokratni zamenjavi

zahtevanega materiala, ki ga hočemo rezati. To je treba opraviti fizično, kar pa nam

povzroča časovno izgubo, ker takrat delovni proces ne poteka. Približen čas, ki ga

porabimo za menjavo šobe, je 3 minute.

Pri stroju LC F1 NT pa imamo menjalno enoto za šobe. Ta omogoča, da stroj

avtomatsko – samodejno opravi menjavo šobe. Z menjalnikom šobe lahko brez

težav preidemo s tanjše na debelejšo pločevino. Ob menjavi šobo avtomatsko

zamenja, očisti in kalibrira glede na zahteve materiala, ki ga režemo. S tem se

zmanjša skupni čas procesa. Čas, ki ga stroj potrebuje za zamenjavo šobe, 30

sekund.

Slika 21: Menjalna enota za šobe

(Lastni vir)

3.1.7 Rezalne šobe

Laserska sistema uporabljata več tipov rezalnih šob, ki se jih izbere glede na

debelino in vrsto materiala.

Page 35: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 27 od 47

Stroj LC X1 NT uporablja šobe:

S1 – se uporablja pri razrez jekla s kisikom do debeline 3 mm,

S1,2 – za razrez jekla s kisikom debeline 4 do 15 mm,

S2 – za razrez nerjavnih jekel, aluminija in pocinkane pločevine z dušikom

do debeline 3 mm,

S2,5 – za razrez nerjavnega jekla in aluminija z dušikom do debeline 4 do 6

mm,

S3 – za razrez nerjavnega jekla z dušikom debeline 8 do 10 mm,

D8 – za razrez jekla s kisikom debeline 12 do 15 mm,

D24 – za razrez jekla s kisikom debeline 20 mm.

Stroj LC F1 NT uporablja šobe tipov:

S1–S1,2: šobe za razrez konstrukcijskega jekla s kisikom. S šobo S1 lahko

režemo od 0,8 mm do 3 mm. Šobe S1,2 so uporabne za debeline od 4 do 12

mm.

S2.0–S2.5–S3.0: šobe se uporabljajo za razrez konstrukcijskega jekla,

nerjavnega jekla in aluminija z dušikom. Konstrukcijsko jeklo debeline 0,7 do

4 mm, nerjavno jeklo debeline 0,7 do 10 mm in aluminij do debeline 6 mm.

S*E1,2–S*E1,4: za razrez konstrukcijskega jekla s kisikom debeline 4 do 15

mm. Oznaka S*E pomeni enojna šoba ECO (ekonomično rezanje).

D*C2,5–D*C4.0: šobe za razrez nerjavnega jekla z dušikom debeline 4 do

10 mm. Oznaka D*C pomeni dvojna šoba za čisti rez.

D*AL4.0: šoba za razrez aluminija z dušikom debeline 4 do 8 mm.

D*W2,5–D*W4.0: šobe za razrez konstrukcijskega jekla s kisikom debeline

od 15 do 25 mm. Oznaka šobe D*W pomeni dvojno šobo z odprtinami za

dovod hladilne vode.

Slika 22: Rezalna šoba D*W4.0

(Lastni vir)

Page 36: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 28 od 47

3.1.8 Posluževalni sistem ASLUL (stolp)

Pri stroju LC F1NT imamo poleg delovnih in nakladalnih palet še posluževalni

sistem ASLUL, ki nam omogoča avtomatsko nakladanje in razkladanje pločevine. V

stolp lahko naložimo različne materiale različnih dimenzij. Največja dovoljena

dolžina in širina pločevine, ki jo lahko postavimo v stolp, je 3000 x 1500 mm in max.

teža 3000 kg. V stolpu je določeno število etaž, v katere lahko odložimo material ali

pa jih uporabimo za razkladanje obdelovane pločevine. Kam bomo pločevino

nakladali ali razkladali, je odvisno od operaterja. Sistem ima vakuumska prijemala, s

katerimi pločevino dvigne in jo postavi na delovno paleto, na kateri bo potekal

proces rezanja. Pred tem pa z detektorjem za merjenje pločevine zmeri debelino. Ko

odčita debelino pločevine, jo odloži na delovno paleto in zapelje v delovno območje,

kjer se bo opravljal proces rezanja. Med procesom rezanja pa je stolp že pripravil

novo pločevino za razrez. Po končani obdelavi pločevine stolp razloži obdelano

ploščo na mesto za razkladanje. Cikel nakladanja in razkladanja pločevine je

določen programsko ali pa dokler ne zmanjka pločevine v stolpu.

Slika 23: Posluževalni sistem ASLUL

(Lastni vir)

Page 37: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 29 od 47

3.1.9 Programski paket

Za izdelavo CNC programa pri obeh laserskih sistemih uporabljamo programski

paket LINEA 5 japonskega proizvajalca AMADA. S tem programom komuniciramo z

laserskim sistemom. Skico, ki jo dobimo od naročnikov, s programom pripravimo na

proces obdelave.

Postopek izdelave programa:

datoteka DXF (geometrija izdelka),

izdelava podprograma,

izbira materiala in njegove debeline,

razporejanje izdelkov (podprogramov) po pločevini,

določitev vrstnega reda rezanja,

NC zapis programa.

Slika 24: Tehnična risba izdelka

(Lastni vir)

Page 38: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 30 od 47

Slika 25: Izdelava podprograma

(Lastni vir)

Slika 26: Izdelava glavnega programa

(Lastni vir)

Page 39: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 31 od 47

Prednosti novega laserskega sistema:

linearni pogon v vseh treh smereh (X, Y, Z),

izboljšani resonator za boljši razrez,

preglednejša krmilna plošča,

ni potrebe po menjavi leče,

možnost nadzora kvalitete rezanja,

avtomatska menjava šob,

varčuje z energijo.

Spremembe z uvedbo novega laserskega sistema v proizvodnjo:

hitrejši čas izdelave,

kakovost izdelkov,

zmožnost avtomatiziranega delovanja brez prisotnosti operaterja,

razbremenitev dela,

hitrejši čas izdelav serij,

manjši stroški vzdrževanja,

ponovljivost.

Page 40: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 32 od 47

Slika 27: Laserski sistem LC-3015 X1 NT

(http://amada.it)

Slika 28: Laserski sistem LC-3015 F1 NT

(http://amada.it)

Page 41: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 33 od 47

4 KAKOVOST IN EKONOMSKI UČINEK RAZREZA

Zaradi dveh laserskih sistemov se pri razrezu materiala dostikrat pojavlja težava pri

odločanju, kako in na katerem stroju bo potekal razrez. Pri sedanjih naročilih, ki jih

prejemamo od naših naročnikov z določenimi zahtevami, se pri odločanju, na

katerem stroju bo potekal razrez, večinoma odločamo na podlagi dogovora med

operaterjem in tehnologom, ki sklepata, na katerem stroju bi bil razrez najbolj

optimalen glede na zahteve naročnikov, zasedenosti stroja in čas razreza. Ta način

odločanja pa ni vedno racionalen. V podjetju nimamo izdelanih smernic glede izbire

in zasedenosti stroja ter zahtev naročnikov. Zato občasno prihaja do določenih

odstopanj od zahtev, ki nam jih pogojuje naročnik in tako po nepotrebnem

izgubljamo dragoceni čas.

V tem delu se bomo večinoma posvetili primerjavi kakovosti razreza na obeh strojih

z materiali, ki jih večinoma uporabljamo v podjetju s strani zahtev naročnikov. Tako

želimo ugotoviti, kako se stroja razlikujeta po kvaliteti razreza, in časovne razlike

med njima. Na osnovi rezultatov bi predlagali smernice za odločanje glede izbire

stroja, da bi bilo čim manj napak in časovnih izgub.

Da dosežemo kvaliteten rez, pa moramo poleg tehnoloških parametrov imeti

izpolnjene tudi dodatne pogoje, kot so:

leča – pred uporabo mora biti očiščena,

rezalna šoba – moramo preveriti tip šobe glede na material, ki ga režemo, in

da ni poškodovana,

izbira procesnih parametrov – moramo paziti, da izberemo ustrezne

parametre glede na material,

centriran laserski žarek – če žarek ni ustrezno centriran, lahko prihaja do

neustrezne kvalitete reza.

Page 42: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 34 od 47

4.1 TESTI REZANJA IN SPREMLJANJE REZULTATOV

Pri ocenjevanju kakovosti reza si bomo pomagali s testnim kosom, ki smo ga

definirali v podjetju in ima določeno geometrijsko obliko, sestavljeno iz dolgih in

kratkih linij, z manjšimi in večjimi izvrtinami in določenimi koti. Ocenjevanje površine

reza bo potekalo predvsem vizualno in z dotikom površine reza, s čimer ugotovimo

hrapavost. Ocene bodo temeljile tudi na lastnih večletnih izkušnjah dela na laserskih

sistemih.

Slika 29: Testni kos

(Lastni vir)

Testni kosi bodo odrezani z interno nastavljenimi tehnološkimi parametri, ki smo jih

predhodno nastavili v podjetju. Pri razrezu testnih kosov bomo uporabili isto kvaliteto

materiala na obeh strojih. Za izvajanje testov bomo uporabili materiale, s katerimi se

v podjetju največkrat srečujemo in jih tudi največ uporabljamo. Odločili smo se za

konstrukcijsko jeklo debeline 0.8 mm do 20 mm in nerjaveče jeklo debeline 0,6 mm

do 10 mm.

Rezultate analize kakovosti površine reza glede vizualne ocene bomo zapisali v

excelovo razpredelnico ter jih tudi ustrezno ocenili z ocenami od 1 do 10.

Page 43: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 35 od 47

Pri ocenjevanju kakovosti reza se bomo osredotočili na:

hrapavost,

srh,

koničnost reza,

zastajanje reza,

zažiganje robov,

izvrtine.

Kriterij ocenjevanja kakovosti reza:

od 1 do 3 je večinoma neustrezna in neuporabna,

od 4 do 6 je kvaliteta reza delno sprejemljiva, kar pomeni, da je v nekaterih

primerih lahko uporabna, če naročniku ustreza, npr. če kvaliteta reza ni toliko

pomembna,

od 7 do 10 je kvaliteta reza ustrezna in večinoma izpolnjuje vse kriterije

kakovosti reza.

Slika 30: Kakovost reza konstrukcijskega in nerjavnega jekla

(Lastni vir)

Na sliki 30 je prikazana neustrezna kakovost reza konstrukcijskega jekla in

nerjavnega jekla. Površina reza je zelo groba/hrapava, pojavlja se izrazita

brazdavost in srh na spodnji strani reza ter odžiganje vogalov. Tukaj bi podali oceno

od 1 do 3.

Page 44: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 36 od 47

Slika 31: Kvaliteta reza

(Lastni vir)

Slika 31 prikazuje delno grobo površino reza s srednje globokimi zajedami. Na

vogalih delno prihaja do odžiganj in srha, vendar je kvaliteta delno sprejemljiva z

oceno med 4 in 6.

Slika 32: Kvaliteta reza

(Lastni vir)

Na sliki 32 je prikazana ocenjena kakovost površine reza kot ustrezna/sprejemljiva

(ocena od 7 do 10). Površina reza je gladka brez zajed v material, koničnost in

kvaliteta vogalov je ustrezna ter brez srha na spodnji strani reza.

Page 45: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 37 od 47

4.2 OCENJEVANJE TESTNIH VZORCEV

Rezanja smo se lotili z razrezom od najmanjše do največje debeline. Začeli bomo s

konstrukcijskim jeklom, in sicer bomo pri debelinah od 0.6 do 3 mm uporabljali

rezalni plin dušik, od debeline 4 do 20 mm pa kisik. Tako smo se odločili, ker v

podjetju tudi večinoma režemo konstrukcijska jekla do 3 mm z dušikom. V tem

primeru namreč niso potrebne dodatne obdelave zaradi saj, ki nastajajo pri rezanju

s kisikom. Nato pa bomo testirali še razrez testnih kosov na nerjavečem jeklu.

V tabeli 4 in 5 so podane vizualne ocene kakovosti reza na laserju F1 in X1 za

konstrukcijsko jeklo.

Tabela 4: Ocenjevanje kvalitete reza na laserju F1

(Lastni vir)

Tabela 5: Ocenjevanje kvalitete na laserju X1

(Lastni vir)

Debelina Hrapavost Srh Koničnost Zastajnje Zažiganje Izvrtine Seštevek Povprečna Standardni

(mm) površine reza reza robov ocen vrednost odklon

0,8 10 10 10 9 9 10 58 9,67 0,47

1 10 10 10 9 9 10 58 9,67 0,47

1,5 10 10 10 9 9 10 58 9,67 0,47

2 10 10 10 9 9 10 58 9,67 0,47

3 9 9 9 8 8 9 52 8,67 0,47

4 8 8 8 8 8 8 48 8,00 0,00

5 8 7 8 8 7 8 46 7,67 0,47

6 7 6 7 7 7 7 41 6,83 0,37

8 7 7 7 7 6 7 41 6,83 0,37

10 7 7 7 7 6 7 41 6,83 0,37

12 7 7 6 6 6 7 39 6,50 0,50

15 7 7 5 6 5 6 36 6,00 0,82

20 7 7 5 6 5 6 36 6,00 0,82

Debelina Hrapavost Srh Koničnost Zastajnje Zažiganje Izvrtine Seštevek Povprečna Standardni

(mm) površine reza reza robov ocen vrednost odklon

0,8 10 10 9 9 9 9 56 9,33 0,47

1 10 10 9 9 9 9 56 9,33 0,47

1,5 10 10 9 9 9 9 56 9,33 0,47

2 10 10 9 9 8 9 55 9,17 0,69

3 8 8 8 9 7 8 48 8,00 0,58

4 8 8 7 8 7 8 46 7,67 0,47

5 7 7 7 8 6 8 43 7,17 0,69

6 6 6 7 7 5 7 38 6,33 0,75

8 6 6 7 6 5 7 37 6,17 0,69

10 6 6 7 6 5 7 37 6,17 0,69

12 5 5 7 6 5 6 34 5,67 0,75

15 5 4 7 5 4 5 30 5,00 1,00

20 4 4 4 4 3 5 24 4,00 0,58

Page 46: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 38 od 47

V tabeli 6 in 7 so podane vizualne ocene kakovosti reza na laserju F1 in X1 za

nerjavno jeklo.

Tabela 6: Ocenjevanje kvalitete na laserju F1

(Lastni vir)

Tabela 7: Ocenjevanje kvalitete na laserju X1

(Lastni vir)

Z vnosom podatkov v tabelo smo dobili rezultate, ki prikazujejo, kako se razlikuje

kvaliteta reza na obeh laserjih glede na debelino materiala. Nato smo izračunali

srednjo vrednost oz. povprečno oceno kakovosti reza (seštevek posameznih ocen

smo delili s številom stolpcev). Poleg povprečne vrednosti pa smo dodali še izračun

za standardni odklon, ki nam pove, kakšno je odstopanje od povprečja.

Na osnovi izračunanih vrednosti je izdelan graf 1 za konstrukcijsko jeklo in graf 2 za

nerjavno jeklo. Diagrama prikazujeta odvisnost kakovosti reza od debeline materiala

pri rezanju z laserjem F1 in X1.

Debelina Hrapavost Srh Koničnost Zastajnje Zažiganje Izvrtine Seštevek Povprečna Standardni

(mm) površine reza reza robov ocen vrednost odklon

0,6 10 10 10 9 10 9 58 9,67 0,47

0,8 9 9 10 9 10 9 56 9,33 0,47

1 9 9 10 9 10 9 56 9,33 0,47

1,5 9 9 10 9 10 9 56 9,33 0,47

2 9 9 9 9 9 9 54 9,00 0,00

3 8 9 9 9 8 9 52 8,67 0,47

4 8 8 8 8 7 8 47 7,83 0,37

5 7 8 8 8 7 8 46 7,67 0,47

6 7 7 8 7 7 8 44 7,33 0,47

8 6 7 8 7 6 8 42 7,00 0,82

10 6 7 7 7 6 8 41 6,83 0,69

Debelina Hrapavost Srh Koničnost Zastajnje Zažiganje Izvrtine Seštevek Povprečna Standardni

(mm) površine reza reza robov ocen vrednost odklon

0,6 10 10 10 9 9 9 57 9,50 0,50

0,8 9 9 10 9 9 9 55 9,17 0,37

1 9 9 10 9 9 9 55 9,17 0,37

1,5 9 9 10 9 9 9 55 9,17 0,37

2 9 9 9 8 8 9 52 8,67 0,47

3 8 8 9 8 8 9 50 8,33 0,47

4 7 7 8 8 6 7 43 7,17 0,69

5 7 7 8 6 6 7 41 6,83 0,69

6 7 6 8 6 6 7 40 6,67 0,75

8 6 6 7 6 5 6 36 6,00 0,58

10 5 5 7 6 5 6 34 5,67 0,75

Page 47: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 39 od 47

Graf 1: Primerjava kvalitete reza konstrukcijskega jekla na laserju F1 in X1

(Lastni vir)

Graf 2: Primerjava kvalitete reza nerjavečega jekla na laserju F1 in X1

(Lastni vir)

Iz grafov je razvidno, da je kvaliteta reza konstrukcijskega jekla in nerjavečega jekla

pri debelinah do 3 mm na obeh laserjih zelo dobra in skoraj enaka. Razlike glede

kvalitete reza pa se začnejo opažati pri debelinah od 4 do 20 mm.

Vidno je, da laser F1 po kvaliteti reza odstopa, saj dosega dosti boljše rezultate. Pri

laserju F1 imamo možnost hlajenja mesta rezanja pri debelejših debelinah in zato je

tudi rez dosti manj hrapav.

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0.8 1 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 15 20

Oce

na

kval

itet

e

Debelina materiala (mm)

Primerjava razreza konstrukcijskega jekla

Laser F1

Laser X1

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0.6 0.8 1 1.5 2 3 4 5 6 8 10

Oce

na

kval

itet

e

Debelina materiala (mm)

Primerjava razreza nerjavečega jekla

Laser F1

Laser X1

Page 48: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 40 od 47

Zaradi hlajenja z vodo na mestu razreza je možno dosegati dosti boljšo kvaliteto tudi

na materialih s slabšimi lastnostmi. Prednost laserja F1 pri uporabi hladilne vode se

je izkazala pri debelini konstrukcijskega jekla 20 mm. Ker pri razrezu uporablja

hladilno vodo, se površina obdelovanca ne pregreva, zato je razrez mnogo boljši kot

na laserju X1. Na laserju X1 je pri razrezu konstrukcijskega jekla 20 mm prihajalo do

zvarjenja pločevine zaradi pregrevanja pločevine.

Pri laserju X1 smo opazili, da je pri razrezu konstrukcijskega jekla 15 mm koničnost

površine dosti boljša kot pri laserju F1, vendar je pa hrapavost večja. Ugotovili smo,

da do tega pride zaradi različne uporabe šob. Pri laserju X1 smo uporabili šobo z

odprtino 1.2 in zato je curek žarka bolj usmerjen na površino obdelovanca. Pri

laserju F1 pa smo rezali z šobo D4.0W, kjer je odprtina šobe večja in zato prihaja do

večjega nagiba pri razrezu na mestu površine reza.

Page 49: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 41 od 47

4.3 ČAS REZANJA

Pomemben dejavnik, ki vpliva na odločanje pri razrezu, je tudi čas rezanja. Čas

rezanja pogojuje tudi ceno, s katero izračunamo stroške rezanja.

Ker ima čas pomembno vlogo pri sprejemanju odločitev, smo primerjali čase rezanja

na obeh laserjih. Pri rezanju testnih kosov smo si za vsako debelino, ki smo jo

odrezali, zapisali čas rezanja. Merili smo čas za dva testna kosa.

Časi rezanja konstrukcijskega jekla

Debelina

Čas

rezanja

(mm) (s)

0,8 14

1 16

1,5 17

2 18

3 21

4 25

5 28

6 30

8 39

10 52

12 60

15 205

20 310

Debelina

Čas

rezanja

(mm) (s)

0,8 16

1 18

1,5 19

2 20

3 24

4 25

5 26

6 28

8 36

10 47

12 65

15 81

20 560

Tabela 8: Čas rezanja na laserju

F1

Lastni vir

Tabela 9: Čas rezanja na laserju

X1

Lastni vir

Page 50: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 42 od 47

Čas rezanja nerjavečega jekla

Za lažjo predstavo smo izdelali še grafe, na katerih je razvidna razlika v času

rezanja.

Graf 3: Primerjava časov rezanja na laserskem sistemu F1 in X1 za konstrukcijsko

jeklo

(Lastni vir)

0

100

200

300

400

500

600

0.8 1 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 15 20

Čas

(s)

Debelina materiala (mm)

Čas rezanja testnih vzorcev iz konstrukcijskega jekla

Laser F1

Laser X1

Debelina

Čas

rezanja

(mm) (s)

0,6 12

0,8 14

1 16

1,5 17

2 20

3 29

4 33

5 37

6 54

8 120

10 141

Debelina

Čas

rezanja

(mm) (s)

0,6 10

0,8 12

1 13

1,5 14

2 16

3 18

4 27

5 40

6 48

8 75

10 104

Tabela 10: Čas rezanja na

laserju F1

(Lastni vir)

Tabela 11: Čas rezanja na

laserju X1

(Lastni vir)

Page 51: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 43 od 47

Graf 4: Primerjava časov rezanja na laserju F1 in X1 za nerjaveče jeklo

(Lastni vir)

Iz grafov 3 in 4 je razviden časovni prihranek pri razrezu na laserskem sistemu F1 in

X1 za konstrukcijsko in nerjavno jeklo različnih debelin. V obeh primerih so časovni

prihranki večjih pri debelejših materialih in uporabi laserja F1.

Časovna primerjava bo lahko v pomoč tehnologu pri odločanju glede razporeditve

dela in za lažjo predstavo tega, na katerem stroju bi bilo delo hitreje opravljeno.

0

50

100

150

0.6 0.8 1 1.5 2 3 4 5 6 8 10

čas (

s)

Debelina materiala(s)

Čas rezanja testnih vzorcev iz nerjavečega jekla

Laser F1

Laser X1

Page 52: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 44 od 47

4.4 STROŠKI REZANJA NA LASERJU

Pri odločitvi naročnika za naše storitve je poleg kakovosti reza pomemben kriterij

tudi cena. Zaradi ohranjanja konkurenčnosti na trgu moramo biti pozorni pri izračunu

strojne ure za laserski razrez.

Tabela 12: Izračun cene strojne ure na laserju F1

(Lastni vir)

Glede na dosedanje primerjalne rezultate kakovosti reza in časa rezanja smo v

podjetju sprejeli odločitev, da pri laserskem sistemu X1 znaša strojna ura laserskega

razreza za cca. 20 % manj kot pa pri laserskem sistemu F1.

Laserski sistem AMADA LC-3015

F1 NT

Investicijski stroški 550.000 €

Življenjska doba 15.000 h

Povprečno število

delovnih ur na leto

1500 h

Stroški amortizacije 36,6 €/h

Najemnina ..70 m2 5 €/m2 2,1 €/h

(prostor, ogrevanje) 350 €/mes

Stroški vzdrževanja v

uporabni dobi (EUR)

40.000 € 2,6 €/h

Skupno 41,3 €/h

Poraba

Električna energija

(0,12 €/kWh)

65kW 7,8 €/h

Laserski plin CO2 (cca. 1,5 €/m3) 1,5 l/h 0,002 €/h

Laserski plin He (cca. 20 €/m3) 20 l/h 0,40 €/h

Laserski plin N2 (cca. 3 €/m3) 8,5 l/h 0,03 €/h

Skupno 8,23 €/h

Rezalni plin O2 (cca. 1,2 €/m3) 1 m3/h 1,2 €/h

Rezalni plin N2 (cca. 2 €/m3) 11–30 m3 22–60 €h

Skupna poraba O2: 9,4 N2: 30,2–68,2

Skupno strojna ura obdelave

O2: 50,7 €/h

N2: 71,5–109,5 €/h

Page 53: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 45 od 47

4.5 DIAGRAM POTEKA RAZREZA NA LASERJU

Na podlagi rezultatov, pridobljenih pri izdelavi diplomske naloge, smo se v podjetju

odločili za nove smernice pri odločanju o poteku razreza glede na laserski sistem. V

ta namen je izdelan diagram poteka, ki bo v pomoč tehnologu pri porazdelitvi dela

za oba laserska sistema, da bo njihovo delovanje čim bolj ekonomično izkoriščeno.

Slika 33: Diagram poteka razreza na laserju

(Lastni vir)

Page 54: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 46 od 47

5 ZAKLJUČEK

Za ohranjanje konkurenčnosti podjetja na trgu je potrebna hitra odzivnost, dobro

poznavanje tehnologije in vseh vplivnih parametrov procesa. Za naročnika pa je

poleg zahtevane kakovosti storitve pomembna tudi sprejemljiva cena.

Za doseganje zastavljenih ciljev in zaradi prezasedenosti obstoječega laserskega

rezalnika smo se v podjetju KGŽ odločili za nakup novega visokohitrosnega CNC

laserja. Pri tem je treba polega cenovne vrednosti upoštevati tudi vse prednosti in

morebitne slabosti nove investicije. Prav tako je izbira odvisna tudi od individualnih

potreb podjetja, to pomeni, da se ne kupuje dodatnih opcij, ki nam jih nudi dobavitelj.

V našem primeru je bila izbira odvisna od:

vrste materialov za razrez,

debeline materialov,

hitrosti in časov razreza,

serijska proizvodnja,

avtomatiziranosti sistema,

stroškov vzdrževanja,

servisa,

dostopnosti rezervnih delov.

V diplomski nalogi predstavljamo zgradbo in delovanje dveh laserskih sistemov, ki

se po tehničnih specifikacijah razlikujeta (starejši in novejši) in ju uporabljamo v

podjetju KGŽ d.o.o. Za nemoten proizvodni proces sta pomembni predvsem

kakovost reza in čas rezanja. Z nakupom novega laserskega sistema smo v podjetju

sicer znižali čas razreza, pridobili na kakovosti reza in skrajšali čas od sprejetega

naročila storitve do naročnikovega prevzema. Žal pa nismo najuspešnejši pri

optimalni porazdelitvi dela. Zato smo opravili določene teste rezanja za

konstrukcijsko in nerjavno jeklo na obeh laserskih rezalnikih.

Na osnovi rezultatov opravljenih testov rezanja so izdelane in predlagane smernice,

ki so tehnologu v pomoč pri izbiri stroja glede na vrsto in debelino materiala,

zahtevano kakovost reza in čas rezanja. Pri odločanju glede izbire in porazdelitve

dela bo lahko, skladno z zahtevami naročnika, uporabil predlagani diagram poteka.

Page 55: IZBIRA OPTIMALNE TEHNOLOGIJE LASERSKEGA RAZREZA V ... · IZJAVA »Študent Vedran Matijević izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga napisal pod mentorstvom dr. Marije

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Vedran Matijević: Izbira optimalne tehnologije laserskega razreza v storitvenem podjetju stran 47 od 47

LITERATURA IN VIRI

KNJIGE

Čuš, F. (2009). Postopki odrezovanja. Maribor: Fakulteta za strojništvo.

Powell, J. (1993). CO2 Laser Cutting. London: Springer-Verlag.

INTERNI VIRI PODJETJA

Priročnik za operaterje: Laserski CNC stroj LC-F1 NT, 2013.

Priročnik za operaterje: Laserski CNC stroj LC-X1 NT, 2006.

Priporočila Amade.

INTERNETNI VIRI

Amada. Dosegljivo na naslovu http://amada.it. Dostopno 26. 10. 2014.

Jezeršek, M. Osnove laserske tehnike. Dosegljivo na naslovu

http://lab.fs.uni-lj.si/kolt/osnove_laserske_tehnike.htm. Dostopno 5. 10. 2014.

Kramar, D., Junkar, M. (2007). Rezanje z laserjem in konkurenčnimi

tehnologijami. Dosegljivo na naslovu http://www.irt3000.si/data/revije/2007/

stevilka_7_2007/07_slo_pdf_01_tematski.pdf. Dostopno 15. 10. 2014.

Rozman, M. (2001). Laser in uporaba. Dosegljivo na naslovu

http://zvonko.fgg.uni-lj.si/seminarji/laser-uporaba/LASER3.HTM. Dostopno 4.

10. 2014.