اگر بخواهیم چیزی را نام ببریم که طی سال‌ها در صنعت تولید پا بر جا و رو به رشد بوده است، نیاز مشتریان به فناوری‌های ماشینکاری پیچیده‌تر برای برآورده کردن الزامات طراحی و ساخت فناوری‌های نوین و ارتقاء یافته است. یکی از فناوری‌های ماشینکاری که امروزه به ماشین‌کاران کمک میکند تا این الزامات را برآورده کنند، دستگاه برش لیزر CNC است.
برش لیزری CNC قطعه ای از تجهیزات کنترل عددی کامپیوتری (CNC) است که از یک پرتو لیزر متمرکز و پرقدرت برای علامت گذاری، برش یا حکاکی یک ماده برای ایجاد اشکال سفارشی استفاده میکند. طراحی و عملکرد منحصر به فرد آن، دستگاه CNC را بسیار دقیق میکند، به خصوص هنگام برش اشکال پیچیده و ایجاد سوراخهای کوچک.
در این مقاله به بررسی دستگاه برش لیزری CNC می‌پردازیم. ابتدا، قبل از بحث در مورد انواع و مزایای آن نسبت به ماشینکاری CNC معمولی، فرآیند برش لیزری CNC را توضیح خواهیم داد.
دستگاه برش لیزری CNC چگونه کار میکند؟
دستگاه برش لیزری CNC به کنترل عددی کامپیوتر و دستورالعمل‌های کامپیوتری ( G-code ) برای انجام توالی عملیات برش متکی است. با این حال، برش لیزری CNC از نظر طراحی و روش برش کمی با دستگاههای CNC معمولی متفاوت است.
برش لیزری CNC یک فرآیند غیرتماسی و مبتنی بر حرارت است. برش لیزری CNC دارای یک سر لیزری حاوی یک لنز متمرکز لیزری و یک نازل است.
از طریق نازل، این مجموعه سر و لنز یک پرتو لیزرستونی از نور با شدت بسیار بالا را روی قطعه کار متمرکز میکند، قطعه کار را ذوب و برش میدهد تا شکل مورد نظر را ایجاد کند. لیزرهای CNC از گاز فشرده (همچنین از طریق نازلی که پرتو لیزر را خارج میکند) برای خنک کردن لنز فوکوس و بیرون راندن فلز تبخیر شده از قطعه کار استفاده می‌کنند.
هنگامی که یک پرتو لیزر پرقدرت را در نقطه‌ای از یک سطح فلزی متمرکز می‌کنید، چگالی گرما در آن نقطه بالا می‌رود و در نتیجه گرم شدن سریع و تبخیر جزئی (یا کامل) آن نقطه روی فلز رخ میدهد.
فناوری دستگاه CNC سپس توالی حرکات این سر لیزر و پرتو لیزر را روی سطح کار کنترل میکند تا اشکال و ویژگی‌های سفارشی دلخواه را تشکیل دهد.
📌 مقاله مرتبط:
برای آشنایی بیشتر با موضوع، پیشنهاد می شود این مقاله را نیز مطالعه بفرمایید: برش لیزر یا سایر برش‌ها
انواع دستگاههای برش لیزری CNC
دستگاههایCNC معمولاً بر اساس وضعیت محیط لیزر فعال (جامد، مایع یا گاز) و اجزای محیط لیزر فعال (به عنوان مثال CO2، نیتروژن و غیره) دسته بندی می‌شوند. در اینجا سه نوع از پرکاربردترین انواع لیزر امروزی را معرفی خواهیم کرد:
دستگاه برش لیزر CNC CO2
برش لیزر CO2 نوعی لیزر گازی است که از دی اکسید کربن به عنوان محیط لیزر فعال استفاده میکند. آنها به دلیل توان خروجی و کارایی بالا، متداول ترین نوع دستگاه CNC برش لیزر هستند.
دستگاههای برش لیزر CNC CO2برای برشهای ظریف و زوایای تند، به ویژه در ورق‌های فلزی یا فلزات با ضخامت کمتر از ۱۰ میلیمتر ایده آل هستند. برشهای لیزری CO2 با قدرت بالاتر نیز می‌توانند کیفیت برش خوبی را روی سطوح فلزی ضخیم‌تر ارائه دهند.
دستگاه برش لیزری فیبر CNC
برش لیزر فیبر یک فناوری لیزری جدیدتر است که از مجموعه‌ای از دایودها برای ایجاد پرتو استفاده میکند که از طریق یک کابل فیبر نوری متمرکز می‌شود.
برشهای لیزری فیبر به شما این امکان را میدهد که به فرآیند برش سریعتر و تمیزتر نسبت به برشهای لیزری CO2 بخصوص در مواد با ضخامت کمتر از ۵ میلیمتر دست یابید.
اگرچه لیزرهای فیبر با طیف وسیعی از مواد سازگار هستند، اما باید توجه ویژه‌ای به نقره داشته باشید.
نقره گرمای لیزر را حفظ میکند و در طول عملیات برش شروع به تاب برداشتن میکند و دستیابی به قطعه ماشین کاری شده مورد نظر را چالش برانگیز میکند که معمولاً از یک براکت به عنوان هیت سینک برای انتقال گرما از قطعه کار نقره در طول عملیات برش لیزر فیبر استفاده می‌کنند.
دستگاه برش لیزر کریستال CNC
برش لیزرهای کریستال CNC از پرتوهای ساخته شده از کریستال‌هایی مانند گارنت آلومینیوم اتریوم با نئودیمیم (Nd:YAG) و اتریوم ارتووانادات با نئودیمیم (Nd:YVO) استفاده می‌کنند.
برش لیزرهای کریستال عموماً شدت (یا قدرت لیزر) بالاتری نسبت به برش لیزرهای CO2 دارند، به این معنی که می‌توانید از آنها برای برش فلزات ضخیم‌تر استفاده کنید. این برش‌ها همچنین دارای طیف گسترده‌ای از سازگاری با مواد از جمله فلزات، شیشه، چوب و پلاستیک هستند.
مزایای برش لیزر CNC
در اینجا لیستی از برخی از مزایای فرآیند برش لیزری CNC نسبت به فرآیندهای ماشینکاری معمولی CNC گردآوری شده است:
- برش لیزر CNC طرحها و سوراخهای پیچیدهتری به کوچکی ۲ میلیمتر با دقت بالایی ایجاد میکند.
- برش لیزر CNC برشهای تمیزتری ایجاد میکند و نیاز به عملیات اضافی پس از پردازش (یا تکمیل) را از بین میبرد.
- برش لیزری CNC نیاز به چندین ابزار برش یا ابزار سفارشی مانند روترهای CNC معمولی و ماشینهای فرز را برطرف میکند.
- ماهیت غیر تماسی فرآیند برش لیزری خطر اعوجاج و آلودگی مواد را کاهش میدهد و آنها را برای ماشینکاری اجزای مورد استفاده در صنعت پزشکی ایده آل میکند.
بدون شک طراحی منحصر به فرد و مزایای برش لیزری CNC آنها را در صنعت ساخت و تولید امروز بسیار ارزشمند کرده است. اما فقط به این دلیل که این ماشین‌ها ماشینکاری را ساده می‌کنند، به این معنی نیست که فرآیند برش لیزری CNC از ماشینکاری CNC پیچیده‌تر نیست.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!