Lazerinės technologijos Lietuvoje

Siekiant kurti ir diegti į gamybą pažangias lazerines technologijas, prof. R.Kanapėno iniciatyva 1986m Lietuvoje buvo sukurtas Respublikinis mokslinis gamybinis susivienijimas „Lazeriai“, kurio moksliniais vadovais buvo akad. J.Viščakas ir prof. R.Kanapėnas. Tuomet susivienijimas aprėpė 8 stambias respublikos pramonės įmones, gamyklas, gamybinius susivienijimus ir 8 mokslinio tyrimo institutus, projektavimo bei konstravimo biurus Lietuvoje. Pats susivienijimas susidėjo iš tarybos ir keturių mokslo ir technikos sekcijų: lazerinės technologijos, lazerinės medicinos, lazerinių technologijų procesų automatizavimo, lazerinės diagnostikos ir metrologijos. Svarbiausios veiklos kryptys – naujų ekologiškai švarių bazinių lazerinių technologijų, prramoninės lazerinės technikos, lazerinės diagnostikos ir lazerinės medicinos priemonių kūrimas ir diegimas.
Išplėtus fundamentaliuosius ir taikomuosius darbus tuomet prioritetinėje lazerinės technologijos srityje, padidėjus lazerinės pramoninės technologijos poreikiui Lietuvoje, nuo 1987 metų pradžios mokslinis gamybinis susivienijimas „Lazeriai“ išplėtė savo veiklą ir į jo sudėtį įsitraukė 21 pramonės ir mokslo organizacijos. Ypač išsiplėtė lazerinių pramoninių technologijų sritis, kurią sparčiai vystė prof.R.Kanapėnas. Lazerinė technologija – tai nauja savarankiška fundamentali taikomoji mokslo, technikos ir gamybos prioritetinė sritis, į kurią įeina iš esmės naujų ekologiškai švarių lazerinių ir sudėtinių lazerinių technologinių prrocesų, specialių automatizuotų lazerinių staklių, robotizuotų lazerinių technologinių įrengimų ir kompleksų, automatizuotų lanksčių ir rotorinių bei konvejerinių lazerinių linijų kūrimas ir diegimas į gamybą. Taip buvo kuriamos ir sparčiai diegiamos į pramonę lazerinio pjovimo, kietinimo, restauravimo, legiravimo, aplydymo ir kitos pažangios lazerinės te

echnologijos, automatizuotos lazerinės staklės.
Lazerinės technologijos per palyginus trumpą laiką padarė didelį šuolį nuo laboratorinių bandymų iki gamybos ir sudomino įvairių sričių specialistus ir gamybininkus. Ją Lietuvoje sparčiai pradėta tobulinti devintame dešimtmetyje, kai buvo sukurti 2 kW galios CO2 dujų lazeriai ir kelių šimtų vatų galios kietojo kūno lazeriai, įgalinantys sparčiai atlikti pažangius technologinius procesus.
Lazerio spindulių ypatybė yra ta, kad medžiagos paviršių paveikia labai koncentruotas energijos srautas. Todėl lazerio spindulių sufokusuotas srautas, kaip technologinis gamybos įrankis, įvairiuose procesuose, palyginus su tradiciniais apdirbimo būdais, yra žymiai efektyvesnis.
Panaudojus pramoninius didelės galios lazerius, galima sukurti iš esmės naujus, našius, pažangius, kokybinius technologinius procesus, pavyzdžiui, lokaliai legiruoti metalų paviršius, juos amorfinti, padengti plonais sluoksniais, perforuoti medžiagas; sukurti naujas medžiagas su iš anksto žinomomis ir iš essmės naujomis eksploatavimo ypatybėmis, pavyzdžiui, atsparesnes mechaniniam dilimui, korozijai, chemiškai aktyviai aplinkai; kelis kartus padidinti darbo našumą, sumažinti rankų darbo sąnaudas, sutaupyti medžiagas; pagerinti darbo, sanitarijos ir higienos sąlygas, pakelti gamybos kultūrą, apsisaugoti nuo gamybinio triukšmo, žalingų virpesių, dulkių.
Plačiausiai pramonėje naudojama medžiagų lazerinio pjovimo technologija. Ši technologija skiriasi nuo kitų pjovimo technologijų (pjovimo autogenu, plazma) tuo, kad didelio tankio lazerio spindulių srautą galima sufokusuoti iki keliolikos mikrometrų dydžio ir gauti siaurą pjūvį. Šio pjūvio plotį galima tolygiai keisti, pakeičiant spindulių sr
rauto galios tankį. Naudojant lazerį, galima lokalizuoti šilumos poveikį, pasiekti sunkiai prieinamas detalės vietas, pjauti medžiagas per stiklą ir kt. Šiam procesui nereikia vakuumo. Tinka tolydinės ir impulsinės veikos technologiniai lazeriai. Medžiagoms pjauti reikalingas 1 •104 – 1 • 106 W/cm2 lazerio spindulių srauto galios tankis.
Kad lazerinio pjovimo technologijos būtų efektyvesnės, į pjovimo sritį pučiamas kryptingas dujų – oro, deguonies, azoto, anglies dioksido, inertinių dujų srautas, priklausomai nuo medžiagos sudėties. Aktyviųjų dujų srautu, t.y. pučiant orą, deguonį, pjovimo srityje suintensyvėja medžiagos degimo reakcija (egzoterminė), iš pjovimo srities pašalinami degimo produktai bei išlydytas metalas, tokiu būdu paspartėja pjovimo procesas. Naudojant neutralias arba inertines dujas, iš pjovimo srities mechaniškai pašalinami degimo produktai, medžiaga, pvz. mediena, pjovimo srityje nuvaloma, bet pats pjovimas esti lėtesnis. Našiausias pjovimo procesas yra tuomet, kai į pjovimo sritį pučiamas deguonis, ypač pjaunant metalo plokštes.
Vadovaujant prof. R.Kanapėnui, 1985m. pirmą kartą pasaulio praktikoje buvo sukurti ir užpatentuoti originalūs plyšiniai filtrai vandeniui iš giluminių gręžinių paimti ir valyti, o šiems filtrams gaminti buvo sukurta plyšinių filtrų gamybos lazerinio perforavimo technologija ir automatizuotas lazerinis įrenginys. Iki tol tokiuose vamzdžio tipo filtruose buvo gręžiamos skylės ir vėliau jie būdavo apvyniojami nerūdijančio plieno tinkleliu. Lazeriu pagaminti filtrai pirmą kartą pasaulio praktikoje buvo panaudoti Kauno vandenvietėje. Kiek vėliau buvo sukurtas lazerinės staklės vandens filtrams ga
aminti, naudojamiems šiluminėse elektrinėse. Tokie filtrai iki šiol eksploatuojami Elektrėnų šiluminėje elektrinėje.
Kita labai svarbi lazerinė sukietinimo technologija – tai greit nusidėvinčių detalių ir įrankių pjovimo briaunų sukietinimas. Lazerio spindulių srautu paveiktas metalo paviršius greitai įkaista ir dideliu greičiu (iki 104 0C/s) šilumos kiekį atiduoda pagrindinei metalo masei. Šio proceso pasekmė – paviršiniuose metalo sluoksniuose susiformuoja smulkiagrūdė struktūra. Tokiam procesui vykti, vadovaujant prof. R.Kanapėnui, 1986-1989m. buvo sukurtos automatizuotos lazerinės staklės, kuriomis buvo sukietinamos įvairių pjovimo įrankių briaunos, prailginant pjovimo įrankių darbo ilgaamžiškumą 2-4 kartus. Tokios sukurtos lazerinės technologijos kartu su automatizuotomis lazerinėmis staklėmis buvo įdiegtos gamyboje – Šiaulių televizorių gamykloje, Vilniaus baldų kombinate, Statybos ministerijos sistemoje ir kt.
Prof. R.Kanapėno buvo sukurta originali lazerinio restauravimo technologija. Šios technologijos esmė yra ta, kad greit išsidėvinčių detalių, ypač dirbančių agresyvioje aplinkoje, lokalios vietos, veikiant intensyviam lazerio spindulių srautui, yra atstatomas išlydytu kietmetaliu. Tai ypač svarbu, pvz. žemės ūkio mašinų, agregatų ir kt. įrengimų sankabų lopetelėms. Jų greit išsidėvėję paviršiai restauruojami, užnešus ir išlydžius ant jų kietmetalio miltelius, kurie patikimai sukimba su lopetėlės pagrindine mase. Lazeriu restauruotų detalių darbo ilgaamžiškumas yra prailginamas 3-5 kartus.
Nuo 1986m prof. R.Kanapėno iniciatyva pradėtas leisti lazerinių technologijų specialus mokslo straipsnių leidinys „Lazerinė technologija“ rusų kalba, kurio atsakingasis redaktorius buvo jis pats. Šiame leidinyje buvo ta
alpinami mokslinių tyrimų rezultatai atlikti tuometiniame Lazerinės technologijos skyriuje ir šiandien veikiančiame Vilniaus Lazerinės technologijos centre.
Prof. R.Kanapėno iniciatyva 1987m buvo pastatytas apie 2000kv.m. šalia Fizikos instituto mokslinių laboratorijų modernus Lazerinės technologijos skyriaus korpusas su tuomet veikiančiais naujausiais lazeriniais įrengimais ir kompiuterine technika moksliniams tyrimams vystyti lazerinės technologijos srityje. Šiuo korpusu buvo padėti pamatai įkurti 13-ąjį Lietuvos Lazerinės technologijos institutą, kuris buvo palaimintas Vyriausybės, Plano komiteto ir kitų atitinkamų institucijų.

Literatūra:
1. R.Kanapėnas. Lazerinė technologija. – V.: Mokslas, 1988 – 108p.
2. Р.В.Канапенас. Развитие лазерной технологии в Литве. – Вильнюс.: Мокслас, 1988 – 80с.
3. Сборник научных трудов „Лазерная технология“ Nr.1÷10. Ответственный редактор Р.Канапенас. – Вильнюс, 1987 – 1991.
4. R.Vanagas. Lazerių šešėly. – V.: Pradai, 1996. – 241p.
5. www.laz.lt

Leave a Comment