Prosessiteollisuuden suodatinkomponentit asettavat laserporaukselle vaatimuksia, joita harvat valmistusmenetelmät pystyvät täyttämään. Suodatinlevyssä voi olla tuhansia reikiä, joiden halkaisija on alle millimetrin, ja niiden keskinäinen asemointi on toleranssiltaan 1/100 millimetrin luokkaa. Oikein toteutettuna laserporaus tuottaa metallisuodattimen, jossa virtausaukot ovat geometrisesti tarkkoja, reunat pursuttomia ja levy mekaanisesti ehjä myös tiheän reikäkuvion alueella.

Laserporauksen vaatimukset suodatinkomponenteille

Määrittele suodatinlevyn toiminnalliset vaatimukset ennen teknistä suunnittelua. Keskeisiä lähtötietoja ovat suodatettavan aineen ominaisuudet, sallittu virtausvastus, levyn mekaaninen kuormitus sekä mahdolliset hygieniavaatimukset tai kemialliset rasitukset. Laserporaus soveltuu teräkseen, ruostumattomaan teräkseen, alumiiniin, kupariin, titaaniin ja moniin muihin metalleihin.

Varmista ennen suunnittelun aloittamista, että seuraavat vaatimukset on dokumentoitu:

  • Levyn materiaali ja paksuus (Welas työskentelee tyypillisesti alle 3 mm:n materiaalipaksuuksissa)
  • Reikien halkaisija ja sallittu toleranssi
  • Reikien keskinäinen etäisyys ja asemoinnin tarkkuusvaatimus
  • Avoin pinta-ala eli reikäpinta-alan suhde kokonaispinta-alaan
  • Pintalaadun vaatimus, erityisesti pursuttomuus
  • Mahdolliset sertifiointivaatimukset

Welas arvioi komponenttigeometrian toteutettavuuden jo teknisen piirustuksen tai alkuvaiheen luonnoksen perusteella, ennen kuin yhtään osaa työstetään.

Reikäkuvion suunnittelu ja laserparametrit

Suunnittele reikäkuvio siten, että se täyttää toiminnalliset vaatimukset ja on samalla lasertyöstön kannalta optimaalinen. Heksagonaalinen eli hunajakennomalli maksimoi avoimen pinta-alan suhteessa levyn rakenteelliseen eheyteen, kun taas neliömäinen asettelu on helpompi suunnitella mutta tuottaa pienemmän avoimen pinta-alan.

  1. Määrittele reikähalkaisija 0,01 mm:n tarkkuudella tekniseen piirustukseen.
  2. Aseta reikien keskinäinen jako siten, että jäljelle jäävä rakenne kestää mekaanisen rasituksen.
  3. Merkitse toleranssit erikseen reiän halkaisijalle, sijainnille ja levyn kokonaismitoille.
  4. Tarkista, ettei reikäkuvio ulotu liian lähelle levyn reunaa.

Laserin teho, pulssinpituus, fokuspiste ja kaasunpaine säädetään materiaalin, paksuuden ja reikägeometrian mukaan. Oikein kalibroidut parametrit tuottavat pursuttoman reiän, jonka halkaisija pysyy toleranssissa koko levyn alueella.

Laadunvarmistus porauksen jälkeen

Tarkasta valmis suodatinlevy systemaattisesti ennen kokoonpanoa tai toimitusta. Mittaa reikähalkaisijoita otantaperiaatteella koko levyn alueelta ja käytä optista mittausjärjestelmää tai koordinaattimittakonetta, kun toleranssi on 1/100 mm:n tasolla. Tarkista myös reikien reunat pursuttomuuden varmistamiseksi sekä levyn pinta lämpövaurioiden tai mikrohalkeilun varalta.

Laske levyn todellinen avoin pinta-ala ja vertaa sitä suunnittelun tavoitearvoon. Welas toimii ISO 9001- ja ISO 14001-sertifioinnin mukaisesti, mikä tarkoittaa, että laadunvarmistusprosessi on dokumentoitu ja toistettavissa sekä prototyyppierissä että sarjatuotannossa.

Jos suunnittelet suodatinkomponenttia ja haluat arvioida, soveltuuko laserporaus vaatimustesi täyttämiseen, ota yhteyttä Welakseen osoitteeseen info@welas.fi tai puhelimitse +358 10 548 7710.