ハイブリッド彫刻操作はレーザーテクスチャリングに左右されます

St. Paul Engraving Inc. の社長 John Seiberlich 氏によると、かつては達成不可能と考えられていたパターンを生成し、今日の市場で効果的に競争するには、ショップには化学テクスチャリング機能と 5 軸レーザー テクスチャリング機能の両方が必要です。

このようなハイブリッド アプローチにより、ミネソタ州ステイシーを拠点とするショップは、競合他社よりも迅速かつコスト効率よくパターンを生成できるようになりました。 レーザーと化学プロセスを併用することで、複雑で複雑なパターンを作成し、化学彫刻作業を合理化できます。

このプロセスは、5 軸レーザーを使用してアプリケーションに必要なパターンを開発することから始まり、その後、化学エッチング技術が続きます。 これにより、複雑な形状にパターンを正確に適用し、再現可能な結果を​​得ることができます。

お客様のアプリケーションのニーズがより複雑になるにつれて、St. Paul Engraving は 5 軸レーザー技術を追加しました。 Seiberlich 氏によると、レーザーを使用することで、非常に厳しい公差と正確なパターンの再現性を維持できるようになります。 5 軸レーザー技術により、St. Paul Engraving は、サイズが 0.0015 インチ [0.038 mm] までのパターンの詳細と、高さ 0.007 インチ [0.18 mm] の小さなレタリングを生成できるようになり、顧客ベースを拡大することができました。 ATV の屋根を覆うテクスチャに至るまで。

「我々に関する限り、レーザープロセスと化学プロセスは互いに競合するものではありません」とザイベルリッヒ氏は語った。 「化学エッチングが必要になるのは、部品の形状が邪魔で、レーザー ビームがターゲット表面に当たるのを妨げる場合だけです。そこに到達できない場合、レーザー テクスチャーを施すことはできません。それ以外の場合は、私たちの方法です。選択のプロセス。」

St. Paul Engraving のレーザー テクスチャリング システムには、LASER P 1000、LASER P 1200、LASER S 600 が含まれます。これらはすべて、イリノイ州リンカンシャーに米国本社を置くスイスの GF Machineing Solutions Management SA 製です。LASER S 600 は、このショップの最新マシンです。 - Z フォーカス シフターを備えたデュアル Flexipulse レーザー ソースを搭載しており、個々の用途に応じて加工時間を最大 40% 短縮しながら表面仕上げを改善できると同社は述べています。

Flexipulse テクノロジーをデュアルソースと組み合わせると、パルス持続時間を 4 ～ 200 ナノ秒で調整でき、100 W ソースと 30 W ソースを切り替えることができます。 これにより、表面仕上げを改善し、1 台の機械で 1 つのセットアップで複数のアプリケーションを完了できるようになると GF マシニング社は述べています。 Flexipulse ソースは、スチール、アルミニウム、グラファイト、銅、セラミック、ガラス、サファイア、ポリマーなどのさまざまな材料にも対応できます。

St. Paul Engraving では、Flexipulse テクノロジーを利用して、ビームのパルス幅を長くしたり短くしたりして、利用可能なエネルギーを増やし、焼けを減らし、表面仕上げを改善し、除去速度を上げ、全体的な生産時間を短縮することができます。

このショップの LASER S 600 と LASER P 1000 は、WorkPartner 1+ System 3R セルで連携して動作します。 セルのロボットは、LASER P 1000 には大型の Dynafix パレットを、P 1000 と S 600 の両方には軽量の Macro パレットを積載でき、合計容量は Dynafix 10 個と Macro パレット 90 個です。

St. Paul Engraving は、LASER P 1000 での簡単なパレット交換から始まりましたが、すぐに生産能力を拡大する必要性を認識し、2 台のマシン セルのセットアップを促したと副社長のブライアン オニール氏は説明しました。 その結果、ショップは顧客に 24 時間 365 日の連続生産を提供できるようになり、複数のパーツやジョブのセットアップを同時に実行できるようになります。 部品を適切に構成すれば、1 つのパレットで複数のジョブを実行し、大量生産ジョブのために複数のパレットを機械にロードできます。

「レーザーと化学エッチングを組み合わせることができますが、チタン製スクリューインプラントなどの小さな医療部品のオッセオインテグレーションのための詳細なパターンなど、一部のパターンはレーザーでのみ作成できます」とオニール氏は述べた。 「化学エッチングで使用される酸を制御するのは難しいため、このプロセスにはサイズ、パターンの深さ、細部に関わる制限に加えて、材料の制限も伴います。」

オニール氏はまた、St. Paul Engraving は化学エッチングでは実現できなかった独自のパターンを迅速に生成できるため、より多くの顧客が製品デザインの限界に挑戦していると指摘しました。 多くの場合、これらのパターンは商標またはロゴであり、St. Paul Engraving では 5 軸レーザー テクスチャリングを使用して一貫して再現できます。

St. Paul Engraving は年間約 2,000 件のプロジェクトを完了し、医療、消費財、銃器、包装、自動車、RV 車、重機市場にサービスを提供しています。 部品のマーキング、彫刻、金型ツールの表面や個々のコンポーネントのテクスチャリングを専門としています。 ジョブの量は 1 部から数千部まで多岐にわたります。

この工場の部品サイズの処理能力は、より小さい、より重要な部品と、より厳しい公差を持つ表面積に偏っています。 パターン自体には厳しい公差は必要ありません。自動車のヘッドライトの光拡散用のディンプル パターンなど、非常に小さく正確な領域にパターンを適用できることだけが必要です。

「レーザー機械での部品の実行時間は数分から数日の範囲ですが、一般的には 1 ～ 8 時間です」とオニール氏は言います。 「化学エッチングでは、これはトレードオフです。4分の1のサイズの部品では、レーザーテクスチャリングは化学エッチングよりも高速です。部品の表面がより広くなるにつれて、化学エッチングにかかる​​時間は短くなる可能性がありますが、プロセスにはより多くの時間がかかります」準備という点では大変だ」と彼は続けた。 「また、化学エッチングでは部品への曝露時間によって深さが制御されますが、レーザーでは掃引速度と出力設定により深さがより正確に制御されます。」

St. Paul Engraving は、20 年以上前にロゴ、テキスト、小さなテクスチャ領域を彫刻するためのレーザー技術への初期の投資のおかげで、最初の 5 軸レーザーが導入されたときに本格的に始動しました。 オニール氏によると、実際のレーザー光源は長年にわたって劇的に変化していないが、機械とソフトウェアの機能は変化しているという。 「GF Machineing Solutions のレーザー マシンと 5 軸ソフトウェアにより、レーザーとテクスチャリング プロセスに関する既存の知識を簡単に実装して、複雑なテクスチャをプログラムして実現することができました」とオニール氏は述べています。

「基本的に、このソフトウェアを使用すると、グレースケール テクスチャを取得し、それをメッシュに適用し、パターンをレンダリングして、デジタル的に部品表面に配置することができます」と彼は説明しました。 「ソフトウェアでは、テクスチャリングされる表面を「平坦化」し、パターンを作成します。その後、プログラムが平坦化したメッシュをレイアウトし、部品の表面に巻き付けます。化学エッチングでは、パターンを一緒に配置し、パターンを配置する必要があります。その後、縫い目を修正します。しかし、レーザー加工機のソフトウェアは、あらゆる幾何学的形状の周囲にパターンをシームレスに巻き付けるのに最適です。」

St. Paul Engraving の成功により、近年は年間 10 ～ 20 パーセントの成長を遂げています。 ただし、効率を確保するために、ショップは管理可能な速度で拡大を維持するよう努めています。

「外に出て仕事を取りに行くのは別のことですが、期限内に完了できなければ何の価値もありません」とザイベルリッヒ氏は認めた。 「その理由の 1 つは、熟練した労働者を見つけるのが難しいことです。しかし幸いなことに、化学エッチングは熟練労働者を大量に必要とするのに対し、レーザー テクスチャリング マシンを使用するとプロセスを自動化できます。そのため、レーザーを使用すると、既存の技術でより多くの作業を行うことができます。」同時に、私たちは常に自社の機械の能力を評価しており、今後さらに必要な場合には、大小を問わず追加のレーザー システムに投資する予定です」と同氏は結論付けました。

「どこへ行っても、私たちは GF マシニング ソリューションのテクノロジーを頼りにしています。」

セント ポール彫刻について詳しくは、stpaulengraving.com をご覧いただくか、651-462-9356 までお電話ください。 GF マシニングについての詳細は、gfms.com/com/en.html にアクセスするか、201-555-0123 までお電話ください。

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