آشنایی با فناوری برش لیزری
فناوری برش لیزری تکنولوژی است که از پرتو لیزر برای تبخیر انواع مواد استفاده می کند.
برای بکارگیری فناوری برش لیزری باید از دستگاه آن استفاده کرد. دستگاه برش لیزر فلزات یا غیر فلزات در صنایع مختلف استفاده می شود و نتیجه استفاده از این دستگاه این است که لبه های متریال بریده شده و به اشکال گوناگون تبدیل می شود. امروزه فناوری برش لیزری در مشاغل کوچک، معماری و دکوراسیون و بسیاری از صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
نحوه کار فناوری برش لیزری یا همان دستگاه برش لیزری به این صورت است که با هدایت خروجی یک لیزر پرقدرت که معمولاً از طریق اُپتیک است به متریال مورد نظر تابیده می شود.
اُپتیک لیزر و CNC (کنترل عددی کامپیوتری) برای هدایت مواد یا پرتو لیزر تولید شده، استفاده می شود.
در فناوری برش لیزری برای برش هر نوع مواد از یک سیستم کنترل حرکت برای پیروی از یک کد CNC برش بر روی مواد استفاده می گردد.
تاریخچه فناوری برش لیزری
در سال 1965، اولین دستگاه برش لیزری تولیدی برای سوراخ کردن قالب های الماس استفاده شد. این دستگاه توسط مرکز تحقیقات مهندسی برق غرب ساخته شده است.
در سال 1967، انگلستان پیشگام برش لیزری برای فلزات بود. در اوایل دهه 1970، فناوری برش لیزری برای برش فلز تیتانیوم در صنعت هوافضا تولید شد. در همان زمان، لیزرهای CO2 برای برش غیر فلزات، مانند منسوجات چوبی، ساخته شدند، چرا که در آن زمان، لیزرهای CO2 به اندازه کافی برای غلبه بر رسانایی حرارتی فلزات قدرتمند نبودند.
نحوه عملکرد فناوری برش لیزری
تولید پرتو لیزر شامل از تحریک یک ماده لیزری توسط تخلیه الکتریکی یا لامپ در یک محیط بسته است پرتو لیزر تولید می شود.
هم زمان که ماده لیزری تحریک می شود، پرتو لیزر به وسیله یک آینه منعکس می شود، تا زمانی که انرژی کافی برای فرار به عنوان جریانی از نور منسجم تک رنگ به دست آورد.
آینه ها یا فیبر نوری معمولاً برای هدایت نور منسجم به عدسی استفاده می شوند که نور را در ناحیه کار متمرکز کنند.
باریک ترین قسمت پرتو متمرکز شده معمولاً کمتر از 0.0125 اینچ (0.32 میلی متر) قطر دارد. بسته به ضخامت مواد، عرض دهانه به اندازه 0.004 اینچ (0.10 میلی متر) قابل تغییر است.
برای اینکه بتوان برش را از جایی غیر از لبه مواد شروع کرد، قبل از هر برش قسمتی از سطح متریال سوراخ می شود. عملیات سوراخ کردن معمولاً شامل یک پرتو لیزر پالسی پرقدرت است که به آهستگی سوراخی در مواد ایجاد می کند، برای مثال اگر بخواهیم قسمتی از سطح فولاد ضد زنگ را با ضخامت 0.5 اینچ (13 میلی متر) سوراخ کنیم حدود 5 تا 15 ثانیه طول می کشد.
پرتو لیزر
پرتوهای موازی نور منسجم از منبع لیزر اغلب در محدوده بین 0.06-0.08 اینچ (1.5-2.0 میلی متر) قطر قرار می گیرند. این پرتو معمولاً توسط یک عدسی یا یک آینه به نقطه بسیار کوچکی در حدود 0.001 اینچ (0.025 میلی متر) متمرکز و تشدید می شود تا یک پرتو لیزر بسیار شدید ایجاد کند. به منظور دستیابی به صاف ترین سطح ممکن در حین برش کانتور، جهت قطبش تیر باید در حول اطراف قطعه کار منحنی چرخانده شود. برای برش ورق فلز، فاصله کانونی معمولاً 1.5-3 اینچ (38-76 میلی متر) است.
مزایای استفاده از فناوری برش لیزری
از مزایای فناوری برش لیزری نسبت به برش مکانیکی می توان به:
- نگهداری آسان تر و کاهش آلودگی قطعه کار اشاره کرد
(لبه برشی وجود ندارد که بتواند توسط مواد آلوده شود یا مواد را آلوده کند)
- طول عمر بالاتر، زیرا پرتو لیزر در طول فرآیند فرسوده نمی شود.
- همچنین احتمال تاب برداشتن مواد در حال برش کاهش می‌یابد، زیرا سیستم‌های لیزری دارای یک منطقه کوچک تحت تأثیر حرارت هستند.
- برش برخی از مواد با روش های سنتی تر نیز بسیار دشوار یا غیرممکن است.
معایب فناوری برش لیزری فلزات
• تفاوت در کارایی و مصرف برق بسته به نوع مقطع مورد نیاز
• نیاز به اتاق تهویه خوب
• محدود بودن انواع فلزاتی که با روش برش لیزری بریده می شوند
• وابسته بودن نرخ تولید به نوع و ضخامت فلز مورد برش
• احتمال ایجاد احتراق در برخی مواد به دلیل تنظیم دما از راه دور
• نیاز به میزان انرژی الکتریکی بالا
انواع لیزر در فناوری برش لیزری
در فناوری برش لیزری 2 نوع لیزر اصلی استفاده می شود.
- لیزر CO2 برای برش، حفاری و حکاکی مناسب است.
- لیزرهای نئودیمیم (Nd) و نئودیمیم ایتریم-آلومینیوم-گارنت (Nd:YAG) از نظر سبک یکسان هستند و فقط در کاربرد متفاوت هستند. لیزر Nd:YAG در مواردی که به قدرت بسیار بالا نیاز است و برای حفاری و حکاکی استفاده می شود. برای جوشکاری می توان از هر دو لیزر CO2 و Nd/Nd:YAG استفاده کرد
روش های مورد استفاده در فناوری برش لیزری
روش های مختلفی در برش با استفاده از لیزر وجود دارد، برخی از روش ها عبارتند از:
- تبخیر
- ذوب و دمش
- ضربه و سوختن مذاب
- خراش دادن
- برش سرد و برش لیزری تثبیت شده با سوزاندن
- در این بین برش تبخیر استفاده بیشتری نسبت به سایر روش ها دارد.
همانطور که گفته شد فناوری برش لیزری فلزات دارای مزایایی نسبت به برش پلاسما است که دقت بیشتری دارد و انرژی کمتری هنگام برش ورق فلز مصرف می کند. با این حال، اکثر لیزرهای صنعتی نمی توانند ضخامت فلز بیشتری را که پلاسما می تواند، برش دهند.
ماشین‌های لیزری جدیدتر که با توان بالاتر (6000 وات، برخلاف ماشین‌های برش لیزر اولیه 1500 وات) کار می‌کنند، از نظر توانایی در برش مواد ضخیم به ماشین‌های پلاسما نزدیک می‌شوند، اما هزینه سرمایه چنین ماشین‌هایی بسیار بالاتر از پلاسما است.
درصورت نیاز درباره حک و برش لیزر می توانید با شماره 03136661484 تماس بگیرید یا در واتس آپ و اینستاگرام با ما در ارتباط باشید، و به صورت رایگان با متخصصین حکینو مشورت کنید.