لیزر برش، روش کار و کاربردهای آن

در این محتوا در مورد لیزر برش، دستگاه های مورد استفاده برای این نوع برش و روش کار با آن ها توضیحاتی ارائه شده است.

برش فلزات

برای برش فلزات و استفاده از آنها در صنعت، از دو روش سنتی و مدرن استفاده می شود، در روش سنتی، با فرزکاری، سنگ زنی، تراشکاری، رزوه زنی و سمباده زنی به برش فلزات می پردازند، در این روش ها، دقت عمل در برش به مهارت شخص هنگام کار با دستگاه های مخصوص بستگی دارد.

در روش مدرن، از برش هواگاز، برش پلاسما، برش لیزر و برش واترجت برای برش انواع فلزات استفاده می شود، در میان این روش ها، لیزر برش، محبوب ترین روش در برش فلزات بوده که برای قطعاتی با ضخامت ۱۰ تا ۲۵ میلیمتر مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از این روش برای برش فلزات بسیار آسان بوده و حتی بدون اپراتور نیز، دستگاه ها به راحتی کار برش را انجام می دهند.

آشنایی با لیزر برش

در سال های اخیر، گسترش تکنولوژی و صنایع منجر به افزایش روزافزون مصرف فلزات شده است، کاربرد گسترده ی فلزات به عنوان متریال اولیه در ساخت بسیاری از قطعات و تجهیزات صنعتی، اهمیت آماده سازی آنها را دو‌چندان کرده است.

استفاده از فلزات در صنایع مهمی از قبیل خودروسازی، کشتی سازی، آسانسور و غیره، مهندسان را برآن داشت تا به فکر راهی برای برش آسانتر فلزات باشند، از اینرو، لیزر برش، به عنوان یک راه ایده‌آل برای برش فلزات با مقاطع مختلف ابداع شد، تا قبل از پیدایش این روش، صنایع با سرعت کمی به تولیدات خود می پرداختند؛ زیرا به ناچار از برش دستی برای برش انواع فلزات استفاده می کردند، گذشته از آن، با برش دستی، دقت در ابعاد برش تضمین نمی شد.

امروزه، بسیاری از صنایع، لیزر برش را جایگزین برش دستی کرده تا هم از تکنولوژی لیزر برای برش آسان و متقارن فلزات استفاده کرده و هم در زمان صرفه جویی کنند، البته برش فلزات به کمک لیزر، به دستگاه های پیشرفته ای نیاز داشته که در ادامه شما را با این دستگاه ها آشنا می کنیم.

چگونگی برش فلزات با لیزر

لیزر برش روشی است که در آن، می توان با متمرکز کردن اشعه های لیزر بر روی یک نقطه از فلز، آن را برش داد، البته، کاربرد اشعه لیزر تنها منحصر به برش فلزات نبوده و از آن برای حکاکی بر روی انواع چوب، پارچه و غیره نیز استفاده می شود.

در برش فلزات به وسیله لیزر، ابتدا باید طرح مورد نظر روی سیستم دستگاه برش بارگذاری شود، پس از آن، نازل می تواند با استفاده از اشعه های لیزر طرح را بر روی سطح فلز پیاده‌سازی کند، برش لیزر برای انواع مختلف فلزات از قبیل آهن، استیل، مس، آلومینیوم، برنج، گالوانیزه و انواع ورق کاربرد دارد، کیفیت قطعاتی که از طریق برش لیزری تولید می شوند، بسیار بالا می باشد، مهمترین دلایلی که باعث محبوبیت این نوع برش در میان صنعتگران شده، سرعت و کیفیت بالای برش است.

کاربرد لیزر برش فلزات

همانطور که گفته شد، فلزات در اکثر صنایع مهم کاربرد دارند؛ بنابراین، نمی توان اهمیت لیزر برش فلزات را نادیده گرفت، از فلزاتی که با لیزر، برش می خورند، در خودروسازی، زیورآلات، لوازم تزئینی، قطعات یدکی خودرو، معرق، پلاک سازی و تجهیزات پزشکی به وفور استفاده می شود، برش لیزری، فلزات را برای استفاده در قطعات بسیار کوچک و همچنین قطعات غول پیکر، به بهترین و متقارن ترین شکل آماده می کند.

مزیت های برش لیزری فلزات

برش لیزری به دلیل مزایای بیشماری که دارد، بسیار مورد توجه صنعتگران قرار گرفته است، فلزاتی که با روش لیزر برش، به شکل های مختلف برش داده می شوند، دیگر نیازی به ماشین کاری مجدد ندارند؛ درحالیکه در روش سنتی، باید فلزات را پس از برش ماشینکاری کرد تا سطح پرداخت برای تولید قطعات آماده باشد، گذشته از آن، برش لیزری هیچ‌گونه پلیسه و سوختگی در سطح فلز ایجاد نمی کند، مزیت دیگری که در این روش بسیار مورد توجه است، سرعت بالای برش توسط دستگاه لیزر می باشد، همچنین، دقت بالای برش، امکان ایجاد طرح های متنوع روی سطح فلزات و نداشتن آلودگی صوتی از دیگر مزایای برش لیزری می باشند.

علاوه بر این، لیزر برش فلزات، فشار فیزیکی به سطح فلز وارد نکرده و لبه های فلز دچار لهیدگی نمی شوند، از طرفی، تابش اشعه های لیزر به صورت کانونی، منجر به تغییر دمای آنچنانیِ سطح فلز نشده و به این ترتیب، خواص فلز قبل و بعد از برش یکسان بوده و تغییر نمی کنند.

انواع لیزرها در برش فلزات

لیزرها انواع مختلفی دارند، اما در صنعت اغلب از لیزرهای جامد و گازی برای لیزر برش فلزات استفاده می شود، لیزر CO2، ND و ND-YAG، سه نوع لیزری هستند که در برشکاری صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند، در این میان، لیزر CO2 برای برش انواع فلزات، کاغذ، چوب، پلاستیک و پارچه بکار گرفته می شود. لیزر YAG، برای برش فلزات و سرامیک ها بیشتر کاربرد دارد، از لیزر نوع ND نیز بیشتر برای برش سطوحی که الگوهایی با تکرارپذیری بالا دارند، استفاده می شود.

آشنایی با طرز کار دستگاه برش لیزری

لیزر برش فلزات، به تولید اشعه های لیزر نیاز دارد، برای تولید این اشعه ها، به کمک تخلیه الکتریکی، می توان موادی که قدرت تولید اشعه دارند را، تحریک نمود، پس از اینکه اشعه های لیزر تولید شدند، باید از طریق مسیری که مشخص شده، به لنز دستگاه لیزر منتقل شوند.

تولید اشعه های لیزر

این اشعه ها از هد دستگاه حرکت کرده و پس از عبور از تیوب های مخصوص، از طریق آینه های منحنی منعکس شده و به وسیله فیبر نوری به لنز دستگاه می رسند، وجود آینه در مسیر عبور پرتوها، از پراکندگی اشعه ها جلوگیری کرده و آنها را در نقطه ای مشخص متمرکز می کند، در مرحله بعد، لنز دستگاه، اشعه های لیزر را در نقطه ای مشخص متمرکز کرده و با پرتاب اشعه ها به آن نقطه، فلز را با توجه به طراحی مورد نظر، برش می دهد، البته سرعت برش به ضخامت فلز بستگی داشته و هرچه ضخامت فلز کمتر باشد، سرعت برش بیشتر خواهد بود.

در مرحله ی آخر لیزر برش، دستگاه لیزر با انتشار گازی پرفشار از دو سمت نازل، براده های ایجاد شده بر روی سطح فلز را پاکسازی می کند، با این روش، سطح فلز پس از برش بسیار صیقلی خواهد شد، در این نوع برش، صنعتگران با توجه به ضخامت فلز، از گازهای مختلفی برای برشکاری استفاده می کنند.

نرم افزارهای مورد استفاده در کار با دستگاه برش لیزر

صنعتگران برای تنظیم قدرت و سرعت دستگاه برش لیزر، از پنل دستگاه و نرم افزارهای مختلف استفاده می کنند، بسیاری از اپراتورها، از نرم افزار CorelDraw، برای اعمال تنظیمات لازم در برش فلزات استفاده می کنند، نرم افزارهای دیگری مانندAutoCAD ، Photoshop و Adobe Illustrator نیز، از جمله نرم افزارهای معروفی بوده که به دلیل قابلیت های متنوعی که در زمینه طراحی دارند، بسیار مورد توجه قرار می گیرند، البته هر یک از دستگاه های برش لیزر، دارای برنامه های خاصی برای طراحی بوده که می توان بدون نیاز به نصب نرم افزارهای جانبی نیز، در آنها به طراحی الگوهای مختلف برای برش پرداخت.

انواع مختلف دستگاه برش لیزری

دستگاه برش لیزر، دارای انواع مختلفی از قبیل دستگاه لیزر حکاکی، دستگاه هیبریدی و دستگاه برش مارکینگ فایبر می باشد، از دستگاه لیزر برش حکاکی برای برش غیرفلزات اعم از چوب و پارچه استفاده می شود، برش اکثر لوازم تزئینی با این دستگاه انجام می شود، از دستگاه هیبریدی برای برش فلزات و غیرفلزات استفاده می شود، دستگاه برش مارکینگ نیز برای برش انواع فلزات و همچنین مارکینگ غیرفلزات بکار گرفته می شود.

کار با دستگاه برش لیزر

در فرآیند لیزر برش، اپراتور باید توانایی و مهارت کافی برای کار با دستگاه برش را داشته باشد، قبل از شروع برشکاری، بهتر است که نرم افزارهای مورد نیاز بر روی سیستم نصب شود، یافتن سرعت و توان مناسب دستگاه برای برش سطوح نیز، از جمله مواردی است که باید با جزئیات مشخص شود، از دیگر مهارت های لازم برای کار با دستگاه برش لیزر، می توان به آشنایی با قسمت های مختلف دستگاه و تنظیم هر قسمت، وارد کردن طرح و الگوی مورد نیاز به سیستم دستگاه و تمیز کردن قسمت هایی مانند ریل، لنز، آینه و نازل اشاره کرد.

لیزر برش فلزات مختلف

از آنجاییکه مقاومت فلزات در برابر برش متفاوت است، از گازهای مختلفی برای لیزر برش آنها استفاده می شود، بطور مثال، برای برش لیزری آلومینیوم از گاز اکسیژن استفاده شده، که البته استفاده از این گاز، معایبی مانند تولید پلیسه و دقت پایین در برشکاری را نیز دارد، مس نیز به دلیل رنگ زیبا و قابلیت چکش‌خواری که دارد، برای ساخت انواع زیورآلات و بدلیجات، با لیزر برشکاری می شود.

البته نرم بودن مس در مقایسه با فلزات دیگر، کمی برشکاری را دشوار می کند، همچنین، خاصیت تابشی سطح مس، تمرکز اشعه های لیزر در یک نقطه مشخص را کمی با مشکل مواجه می کند که البته اگر این کار توسط نیروهای متخصص انجام شود، می توان در سطح مس، برش های زیبایی خلق نمود.

لیزر برش آهن نیز، به دلیل ایجاد ضایعات بسیار کم، اهمیت بسیار زیادی در صنعت دارد، برای برشکاری آهن به کمک لیزر، اگر ضخامت فلز زیاد باشد، می توان گاز اکسیژن را جایگزین نیتروژن کرد؛ زیرا انرژی حاصل از سوختن ماده نیز، به برش عمیقتر کمک می کند.

منبع مطلب: سایت ماشینری جی کو