Laserteknikens allmänna fördelar

Lasern utsänder en energirik ljusstråle som har en hel rad unika egenskaper. De viktigaste för materialbearbetning är att strålen är parallell och att lasern sänder ut sin ljusstråle vid en bestämd våglängd. Ytterligare några egenskaper av vikt som relateras till laservalet är t ex uteffekt, energifördelning i strålen, pulsbarhet mm. Förhållandet att laserstrålen är en ljusstråle gör att den kan riktas och ledas till arbetsstation och arbetsstycke via speglar eller fiberoptik, den kan fokuseras med lins- eller spegeloptik. Den kan också delas mellan flera arbetsstationen. Dessa förhållanden gör lasertekniken flexibel och mångsidig.

Här ges några exempel på allmänna tekniska fördelar med lasertekniken. Speciella fördelar relaterade till en viss bearbetningsmetod tas upp i avsnitt 4 under respektive bearbetningsmetod.

§ Minimal energitillförsel till arbetsstycket	_	Ger minimal värmepåverkad zon (HAZ) och minimal formändring
§ Kontaktlös bearbetningsmetod	_	Inget verktygsslitage. Medger enkla eller inga fixturer. Skonar arbetsstycket. Ömtåliga produkter kan bearbetas.
§ Flexibel metod	_	Kan snabbt anpassas till olika produktionsvillkor. Korta ställtider.
§ Lätt att styra	_	Komplicerade detaljer kan produceras. Enkel att automatisera. Styrs via CNC.
§ Bearbetning av olika material.	_	T ex metaller, polymerer, trä, papper, keramer.
§ Hög kvalitet	_	T ex blanka och raka snitt, snäva toleranser, porfria höghållfasta svetsar

Ekonomi

Lasertekniken erbjuder en lång rad ekonomiska fördelar jämfört med alternativa konventionella metoder:

· Ökad produktivitet	Förbättrat utbyte av insatta resurser. Ex.1: Utbyte av stansmaskiner mot laserskärsystem gav 10x ökad produktivitet för en tillverkare av elektronikchassin. Ex.2: Införandet av laserborrning på turbindetaljer för jetmotorer ökade kapaciteten 2x och minskade produktionskostnaden med 80%.
· Minskade material - och processkostnader	Större frihet att välja material. Ex. 1: Lasersvetsning av distanslister (100m/min) för isolerglasfönster medgav 20% minskad godstjocklek i utgångsmaterialet. Ex 2: Laserborrning av smörjhål (675 hål/h) i kugghjul minskade borrkostnaden från kr 9,75 till kr 0,65/hål.
· Minskat arbetskraftsbehov	Lasersystem medger hög automatiseringsgrad och lägre bemanningsgrad. Ex: Ändring av svetsmetod från TIG till laser vid svetsning av kylskåpsdörrar gav 18% ökad produktion, minskade kassationer med 50%, 70% mindre underhållskostnader och minskade personal - behovet från 8 till 4 man.
· Högre produktkvalitet	Sänkta produktionskostnader och ökad produktivitet blir än mer kostnadseffektiv när även ökad produktkvalitet erhålles. Ex: Skärning av sågblad med laser kombinerar alla goda egenskaper, högre måttnoggrannhet, förbättrade snittkanter, god repeterbarhet, låga kontrollerade materialspänningar, lägre produktionskostnader vilket sammantaget ger en bättre produkt till konkurrenskraftiga priser.
· Minskat eller eliminerat materialspill	Exakt lokaliserad och väl kontrollerad värmetillförsel till arbetsstycket ger minskade kostnader för spill och omarbetning. Ex: Vid plan skärning kan sk nesting - program användas för att optimera orientering och läge av detaljerna på skivämnet för att minska materialåtgången. En flygmotortillverkare rapporterar 30% minskad materialåtgång vid skärning av detaljer ur Inconel- och Titanplåt.
· Minskad eller eliminerad om- och efterbearbetning	Liten värmetillförsel och t ex gradfria snitt minskar behovet av efterbearbetning Operationer såsom slipning, riktning eller gradning är oftast manuella och kostsamma off-lineoperationer. Ex 1: Vid stumsvetsning av en avancerad maskinkomponent (t=20mm) kunde en lasersvets ersätta 7 successiva spår med konventionell svets. För 12 satser kunde $300 000 sparas pga minskade slip- och riktningsoperationer Ex 2: En flygmotortillverkare övergick till lasersvetsning av en komponent och uppnådde 86% besparingar genom eliminering av slipoperationer och minskade monteringskostnader.
· Bättre arbetsmiljö	Ren, bullerfri, inga förorenande tillsatser som flussmedel vid svetsning eller olja vid härdning
· Möjlighet till on-line produktion	Hög tillförlitlighet (>98% tillgänglighet) gör att lasern nu sätts in i on-lineproduktion hos bil- och mc-tillverkare. Ger ökad produktkvalitet och lägre tillverkningskostnader.
· Möjlighet att nyttja en laser till flera processer och för bearbetning av olika material	Samma laser kan t ex skära, svetsa och värmebehandla på en arbetsstation eller på flera arbetsstationer vid on-line produktion
· Kan anpassas till FMS-system	Laserns höga flexibilitet medger att den enkelt kan anpassas och sättas in i flödesgrupper eller FMS-celler.

· Produktförbättringar kan utföras

Kännedom om de material- och produkttekniska fördelar som kan uppnås med laserbearbetning ger ofta möjlighet till förenklade och förbättrade konstruktionslösningar anpassade för laserbearbetning.

Ex: Ett bilföretag sammanfogade växellådsdetaljer genom ugnslödning. Konstruktionsändring och övergång till lasersvetsning gav en bättre och tystare produkt och med väsentligt sänkta produktionskostnader

· Hög flexibilitet och snabba omställningar

Omställning kan, t ex vid skärning, oftast utföras enbart med byte av NC-program, vilket gör även korta serier och prototypframställning lönsamma.

Listan på nackdelar kan göras betydligt kortare och består i huvudsak av två punkter:

· Konservatism och allmän motvilja att införa högteknologiska system i produktionsapparaten.

· Höga investeringskostnader

Den sista är naturligtvis viktigast och kan i vissa fall väga tyngre än alla ovanstående fördelar kombinerade.

Frågor skickas till: Hans 20091008