تکنیک های فرایند برش لیزر که امروزه کاربردهای زیادی نیز پیدا کردهاند از کارآمدترین روشهای برش قطعات در صنایع مختلف شناخته میشود. استفاده از پرتو لیزر این امکان را برای شما فراهم خواهد کرد که بتوانید بسیار دقیق و با سرعت بالا انواع متریالهای مختلف از جمله شیشه، چوب، پلاستیک و… را برش دهید.
روشهای مختلفی برای کار با لیزر وجود دارد و به همین سبب آشنایی با ویژگی های برش لیزر و انواع آن به شما کمک میکند بتوانید متناسب با نوع نیازتان بهترین روش را انتخاب کنید. در این مقاله از سایت دالفا درباره مزایای برش لیزر ورق و نوع کاربرد آن بهصورت کامل آشنا خواهید شد.
فهرست مقاله
Toggleبرش لیزر چگونه کار می کند؟
برش لیزر یک فرایند غیرسنتی است که طی آن از یک دسته نور منسجم یا همان لیزر برای کارهای برشکاری استفاده میشود. این برش از طریق فرایندهایی مانند ذوب، تبخیر و یا فرسایش شیمیایی متناسب با جنس متریالی که قصد برشدادن آن را دارید انجام میشود. در این روش که نور لیزر با استفاده از چشمی کامپیوتری (CNC) کنترل میشود، شما قادر خواهید بود تا ظریفترین و شکنندهترین نوع متریال را برش دهید.
دستگاه برش لیزر عملکردی شبیه به دستگاه CNC داشته و برای برش مواد و کنترل عملکرد دقیق از آن استفاده میکند؛ اما تفاوت آن با دستگاه CNC در قدرت لیزر آن است که بسیار بیشتر و دقیقتر است. عملکرد دستگاه به این صورت است که پرتو لیزر در قسمت موردنظر که قصد انجام برشکاری روی آن را داریم متمرکز کرده و فرایند ذوب و سپس تبخیر و یا فرسایش شیمیایی را ایجاد میکند.
تکنیک های فرایند برش لیزر با استفاده از دستگاه لیزر به این صورت است که در ابتدا با ایجاد سوراخهایی با قطر 0.1 میلیمتر فرایند برش شروع شده و پس از آن با بالابردن تعداد سوراخها به برش نهایی دست پیدا میکنید.
انواع روش های برش لیزر
بهصورت کلی سه نوع برش لیزر وجود دارد که تنها تفاوت میان آنها در نوع متریال پایهای است که برای تولید پرتو لیزر مورداستفاده قرار میگیرد.
1. لیزر فایبر
فناوری برش لیزر فایبر یا فیبر نوع جدیدی از تکنیک های فرایند برش لیزر است که از فیبر نوری بهجای گاز دیاکسیدکربن و کریستال Nd-YAG استفاده میکند. این مدل لیزر به علت آن که حالت جامدی دارند، شبیه به لیزرهای کریستالی عمل میکنند.
ویژگی مشخص فیبر نوری این است که نور را با حداقل اتلاف انرژی در داخل خود نگه میدارد؛ بنابراین باتوجهبه این که فیبر نوری با عناصر اربیوم و ایتربیوم آلایش پیدا کرده، نوری تا نزدیک به 2000 نانومتر ایجاد میکند. همین موضع باعث شده تا فیبر نوری از انواع دیگر پایدارتر باشد.
2. لیزر دی اکسیدکربن
در این روش لیزر، فرایند لیزر از طریق تخلیه جریان انجام میشود و روش کار آن با سایر روشها که از طریق تابش انجام میشود متفاوت است. در محفظه تخلیه لیزر دیاکسیدکربن، ترکیبی از انواع گازهای دیاکسیدکربن، نیتروژن، هیدروژن، زنون و هلیوم وجود دارد که بخش عمده آن را دیاکسیدکربن و نیتروژن تشکیل میدهد.
تکنیک های فرایند برش لیزر دیاکسیدکربن به این صورت است که با برانگیخته کردن مولکولهای نیتروژن طی فرایند کنترل شده، حالت ارتعاشی انرژی آنها به مولکولهای دیاکسیدکربن منتقل میشود تا مولکولهای دیاکسیدکربن در حالت قابلانتقال قرار بگیرند. این مولکولها نور مادونقرمز را برای فرایند برش آزاد میکنند. نکته مهمی که لازم است درباره لیزر دیاکسیدکربن بدانید این است که این روش راندمانی در حدود 30 درصد بهتر از سایر تکنیکهای فریند برش لیزر دارد.
3. لیزر کریستالی
لیزر کریستالی برخلاف آن چه که در مورد لیزر دیاکسیدکربن و حالت گازی آن گفته شد حالت جامد دارد. رایجترین نوع لیزرهای کریستالی YAG است که با 1% نئودیمیم یونیزه شده است. در این مورد از تکنیک های فرایند برش لیزر یونهای ND جایگزین Y شده و توسط میلههای YAG بهعنوان یک سیستم تشدیدکننده عمل میکند.
در این روش تشعشع کریپتون یا دیود لیزری باعث پمپاژ لیزر شده و مجموعه فرایندهایی سبب برانگیختهشدن یونها ND میشود. در نهایت یونهای ND هستند که نور مادونقرمز را با طولموج 1064 نانومتر ساطع میکنند و سبب ایجاد فرایند برش لیزر میشود.
مزایای تکنیک های فرایند برش لیزر ورق چیست؟
اگر کمی به اعداد و ارقامی که در بخشهای قبلی به آن اشاره شد توجه کنید متوسط دقت و ظرافت بالای تکنیک های فرایند برش لیزر خواهید شد. در ادامه قصد داریم تا شما را با سایر مزایای برش لیزر ورق و ویژگی های برش لیزر آشنا کنیم. برخی از مهمترین این مزایا و ویژگیها عبارتاند از:
1. دقت بالا
در فرایندهای ساخت قطعات خودرو که نیاز بهدقت بالایی هست و یا در صنعت هوافضا که سطح تلرانس در آن کوچک است از برش لیزر استفاده میشود. یکی از مهمترین ویژگی های برش لیزر این است که دقت و قدرت بسیار بالایی دارد. شاید برایتان جالب باشد که بدانید دقت لیزر از 0.03 میلیمتر تا 0.06 میلیمتر تفاوت بوده و در دقیقترین حالت ممکن فرایند ذوب و تبخیر را برای برش سامان میدهد. در حالی که حداکثر دقت سایر روشهای برش بین 1 تا 3 میلیمتر است، برش پلاسما توانایی آن را دارد تا برشهایی به قطر 0.02 میلیمتر ایجاد کند.
2. هزینه کم و اقتصادی
برخلاف دستگاههای برش و CNC قدیمی که نیازمند صرف هزینه بالای برای راهاندازی و همچنین تغییر تجهیزات برای انجام پروژههای گوناگون بودند، در کار با دستگاه برش لیزر شما به هیچکدام از این موارد نیاز ندارید. به علت آنکه دستگاه برش لیزر با کمترین قطعات مکانیکی کار میکنند و برای نگهداری آنها نیازی بهصرف هزینههای بالا ندارید. ازآنجاییکه در تکنیک های فرایند برش لیزر تماس فیزیکی وجود ندارد، هزینههای جانبی ناشی از سایش و یا پارگی برای شما وجود نخواهد داشت.
3. سازگاری با انواع متریال
همانطور که پیشازاین نیز به آن اشاره شد از تکنیک های فرایند برش لیزر میتوان برای برشدادن مواد مختلف استفاده کرد. نکته مهمی که در مورد برش لیزر باید بدانید این است که در هنگام تغییر متریالی که قصد برش آن را دارید، نیازی به تعویض و یا تغییر قطعات نخواهید داشت. از برش لیزر برای برشکاری انواع فلزات، مس، برنج، آلومینیوم، چوب و پلاستیک با بالاترین دقت و کیفیت استفاده میشود.
4. کارهای با پیچیدگی شدید
سیستم کامپیوتری که تکنیک های فرایند برش لیزر توسط آن کنترل میشود سبب شده تا این روش برش بسیار دقیق عمل کرده و کارهای برشکاری که در سایر روشهای برش سخت و پیچیده به نظر میرسند با این دستگاه بهراحتی قابلانجام باشند. تلرانس وسیع برش لیزر سبب شده تا فرایند برشکاری و خصوصاً برشکاری شکلهای هندسی برای این دستگاه بسیار ساده و سریع باشد.
5. تولید ضایعات کمتر
دقت بالای تکنیک های فرایند برش لیزر میزان ضایعات و پسماندی که در هنگام برشکاری ایجاد میشود را به حداقل میرساند. این موضوع باعث شده تا سازندگان در بین روشهای موجود برای برشکاری به این روش رو بیاورند.
6. پیشگیری از آسیب
دقت بالای تکنیک های فرایند برش لیزر مزیت دیگری را در هنگام برشکاری با خود به همراه میآورند و آن پیشگیری از آسیب به قطعات است. این دستگاه قادر خواهد بود نازکترین قطعات را بدون کوچکترین ذره انحراف و یا اعوجاج برش بدهد. باور عمومی بر این است که ازآنجاییکه برشکاری لیزر با استفاده از اعمال حرارت بالا اتفاق میافتد، همین بالابودن حرارت بر روی اجسام نازک اثر گذاشته و به آنها آسیب وارد میکند. در توجیه این مورد لازم است به این نکته واقف باشید که اثر حرارت در هنگام برشکاری بر روی نقطهای بهاندازه 0.03 میلیمتر وارد میشود و هیچ آسیبی به قسمتهای کناری قطعه وارد نمیکند.
7. کممصرف بودن
سرعت بالای برشکاری و عدم نیاز به قطعات جانبی متحرک در هنگام برش متریال سبب شده تا مصرف انرژی در این دستگاه نسبت به سایر تکنیک های فرایند برش لیزر بسیار کمتر باشد.
معایب تکنیک های فرایند برش لیزر
در کنار مزایای متعددی که برای تکنیکهای برش لیزر به آن اشاره شد لازم است تا با معایب و خطرات احتمالی که این دستگاه ممکن است به وجود آورد نیز آشنا باشید.
1.نیاز به راه اندازی و کنترل توسط انسان
باوجودآنکه دستگاه برش لیزر بهصورت خودکار عمل میکند؛ اما باز هم لازم است تا توسط اپراتور راهاندازی شده و در هنگام برشکاری نیز بر آن نظارت شود. گذشته از این بالابودن شدت لیزر نسبت به آنچه متریال نیاز دارد و تماس اپراتور با لیزر میتواند سوختگیهای جدی و جبرانناپذیری را در فرد ایجاد کند.
2. محدودیت در ایجاد برش های ضخیم
اگرچه تکنیک های فرایند برش لیزر این امکان را فراهم میکنند تا بتوانید انواع متریال را با بالاترین دقت برش دهید؛ اما بازهم محدودیتی در آنها وجود دارد که اجازه برش قطعات خیلی ضخیم را به شما نمیدهد. این محدودیت متناسب با نوع دستگاهی که استفاده میکنید متفاوت خواهد بود. برای برشکاری قطعات ضخیم بهتر است از دستگاه پلاسما استفاده کنید.
3. هزینه های بالا
پیشرفت تکنولوژی در زمینه تکنیکهای فرایند برشکاری لیزر کار را برای انسان ساده کرده است؛ اما هزینهها را نیز بهشدت افزایش داده است. تفاوت قیمت دستگاه برش لیزر با سایر روشهای سنتی برش بسیار زیاد بوده و خریداری آنها برای همه کارگاهها و صنعتگران امکانپذیر نیست.
4. تولید دود سمی
استفاده از تکنیک های فرایند برش لیزر برای برشکاری پلاستیک دود سمی تولید میکند که در صورت عدم وجود تهویه مناسب در محیط کارگاه میتواند برای اپراتور و حتی سایر کارکنان خطرآفرین باشد.
کاربرد تکنیک های فرایند برش لیزر در صنایع
برخی از رایجترین کاربردهای تکنیکهای فرایند برش لیزر که در صنایع مختلف استفاده میشود به شرح زیر هستند:
1. صنعت خودرو
تکثیر سریع قطعات با برشکاریهای دقیق و همچنین تولید قطعات در شکلها و اندازههای مختلف باعث شده تا تکنیک های فرایند برش لیزر در صنعت خودرو کاربرد فراوان داشته باشد. برش قطعات فلزی و پلاستیکی و حک روی بخشهای مختلف قطعات داخلی خودرو از مهمترین کاربردهای برش لیزر در صنعت خودروسازی است.
2. کاربرد تکنیک های فرایند برش لیزر در صنعت جواهرسازی
فرایند پرداخت بر روی قطعات طلا و ایجاد برشهای ظریف و حک عنوانها یکی از مهمترین کاربردهای لیزر در صنعت جواهرسازی است. در تولید ساعت که نیازمند حکاکی دقیق و برشکاری چرخدنده و عقربه است نیز استفاده از تکنیکهای فرایند لیزر رایج است.
3. ساخت دستگاه های پزشکی
در صنعت پزشکی لیزر دو نوع کاربرد دارد. کاربرد اول آن در تولید قطعات پزشکی مانند مته، شفت انعطافپذیر، مفصل استخوانی و گیرههای عروقی است. کاربرد دوم مربوط به جراحی است. با استفاده از لیزر پزشکان برشهای دقیقی ایجاد میکنند و جراحیهای حساس را بادقت بالاتری نسبت به دست انجام میدهند.
4. تولید سرامیک
بهترین روش برای برش سرامیک تکنیک های فرایند برش لیزر است؛ زیرا بدون کاهش کیفیت، سرعت برشکاری را افزایش میدهد. از سرامیک برای تولید قطعات لامپهای رشتهای، ژنراتورهای نیروگاهی، هدفونها و بلندگوها و… استفاده میشود.
5. تولید سیلیکون
برشهای کوچک و دقیقتر ایجاد شده بر روی قطعات سیلیکونی نسبت به سایر روشهای برشکاری محبوبیت دستگاه برش لیزر را بالا برده است. از سیلیکون در مواردی همچون ساخت محصولات خانگی، قطعات خودرو، نساجی و… استفاده میشود و به علت مقاومت بالایی که در برابر فرسودگی و حرارت بالا دارند کار با آنها آسان است.
جمعبندی
تکنیک های فرایند برش لیزر با کاربردهای متنوعی که در صنایع مختلف دارند، از مهمترین فعالیتها در صنعت به شما میروند. بررسی ویژگی های برش لیزر نشان میدهد که پیشرفتهای زیاد در زمینه برشکاری توانسته قطعات را با بالاترین سرعت و بهترین کیفیت برش دهد. از دیگر مزایای برش لیزر ورق میتوان به کاهش ضایعات و پسماندها نیز اشاره کرد که از نظر حفظ محیطزیست نیز توجیهپذیر است.
مجموعه دالفا با دردستداشتن بهترین و باکیفیتترین دستگاههای برش لیزری این امکان را برای شما فراهم کرده است تا بتوانید در کوتاهترین زمان، باکیفیتترین قطعات را برش داده و در صنایع مختلف به کار بگیرید. برای دریافت اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش با همکاران ما در مجموعه از طریق صفحه تماس با ما میتوانید اقدام کنید.