برش لیزر در صنعت هوا فضا، کاربردهای پردازش چندگانه حدود ۳۰ سال قبل با لیزر پالسی Nd-YAG در صنایع مختلف پذیرفته شده است و هنوز در تولید استفاده می‌شود. با این حال، با استفاده از فناوری لیزر فیبر و تکامل و توسعه برش لیزر، کاربرد آن در صنعت هوافضا نیز پذیرفته شده است.
در ۱۲ آوریل ۲۰۱۹با رشد در بخش هوافضا و تقاضای بازار برای نوسازی فناوری، لیزرها سهم بزرگی را برای ادغام در الزامات صنعت هوافضا به منظور رفع چالش‌ها به خود اختصاص داده‌اند. این مقاله نگاهی به اهمیت برش لیزر و کاربرد آن در بخش هوافضا دارد.
ظهور برش لیزری نقطه عطفی برای صنعت هوافضا بود. توانایی برش مواد با سرعت و دقت بالا، سرعت فرآیند تولید را بسیار بهبود بخشید و همچنین طیف وسیعی از مزایای کاهش هزینه را به همراه داشت.
صنعت هوافضا
صنعت هوافضا از بخش‌های شخصی، تجاری و نظامی تشکیل شده است. همچنین شامل سفینه‌هایی می‌شود که برای کار در فضا طراحی شده‌اند، مانند کشتی‌های ناسا، ویرجین گالاکتیک و اسپیس ایکس.
کاربرد برش لیزر در صنعت هوافضا
صنعت هوافضا هم از نظر اندازه و هم از نظر مقدار پولی که تولید می‌کند بسیار بزرگ است. هر محصول جدید طراحی و ساخته شده توسط هزاران نفر در طول فرآیند تحویل داده می‌شود. نیاز به فناوری‌های قابل اعتماد، دقیق و مقرون به صرفه بسیار مهم است و اینجاست که برش لیزرمطرح می‌شود. صنعت هوافضا یکی از بزرگترین کاربران برش لیزر است.
کاربرد اصلی برش لیزر در صنعت هوا فضا برش قطعات است. این را می‌توان بر روی برش لیزری ورق تخت، برش لیزری سه بعدی و برش لیزری پنج محوره انجام داد. آلیاژ آلومینیوم رایج‌ترین ماده مورد استفاده در هوافضا است که نیاز به یک پرداخت دقیق دارد که سایر روشهای برش نمی‌توانند به آن دست یابند.
کاربردهای غیرفلزی جوش و برش نیز برای پشتیبانی از فضای داخلی صنعت هوافضا توسعه یافته است.
الزامات در صنعت هوافضا
الزامات مدرن در صنعت هوافضا برای مثال میلیون‌ها سوراخ در موتور توربین دارد که آنها می‌توانند اشکال، زوایا و قطرهای متفاوتی داشته باشند. علاوه بر این، صنعت هوافضا به طور مداوم به دنبال تکنیک‌های جدید برای صرفه جویی در مصرف سوخت بوده است.
بطورکلی کاهش هزینه در همه سطوح یک چالش بوده است. تمرکز همیشه بر بهبود قدرت و کاهش تراکم برای دستیابی به این اهداف بوده است. راهبردهای دیگر یافتن تکنیک‌ها و فرآیندهای ساخت جدید بوده است که هزینههای تولید را کاهش می‌دهد.
اجزای به کار برده شده در صنعت هوافضا از نظر حجم کم هستند، اما الزامات دقیق و پرکاری در آنها باید رعایت گردد. این چالش به مدت سی سال توسط پردازش مواد لیزری به خوبی انجام شده است.
برش لیزر در صنعت هوافضا
هزینه تعمیر و نگهداری تجهیزات لیزری و فناوری قدیمی چالشی برای مقابله با الزامات بوده است. لیزرها ابزار تک مرحله‌ای پردازش سریع و سازگار با این فرآیند بوده اند. در حال حاضر، سیستم‌های برش لیزر سنتی مانند لیزرهای موج پیوسته (CW) و لیزرهای پالسی نانوثانیه بر ساخت‌های هوانوردی غالب هستند. برش لیزر CO2 در حالت پیوسته با طول موج ۱۰.۶ میکرومتر کار می‌کند. این نوع لیزر اولین مورد استفاده در صنایع هوافضا است. لیزرهای Nd-YAG عمدتاً از نوع پالسی هستند. طول موج در مادون قرمز نزدیک ۱.۰۶ میکرومتر است.
دستگاه‌های برش لیزر فوق سریع که برای حفاری و کاربردهای برش لیزر دقیق در صنعت هوا فضا استفاده می‌شود، از معضلات ناحیه گرما و محدوده سوراخ شدن مراقبت کرده‌اند. این لیزرهای فوق سریع دارای پالس‌های بسیار کوتاه هستند و اوج قدرت آنها به گیگا وات می‌رسد، بنابراین تقریباً همه انواع مواد را می‌توان با برش مستقیم به جای مکانیزم گرما پردازش کرد. این فرآیند ناحیه گرما و سوراخ شدن را به حداقل می‌رساند. پردازش مواد لیزری فوق سریع در صنعت هوانوردی توسط این دو عامل هدایت می‌شود.
در حال حاضر، کاربردهای ریز ماشینکاری توسط دستگاه‌های برش لیزر فوق سریع انجام می‌شود. پیشرفت فناوری لیزر در لیزرهای فوق سریع فرصتی برای پردازش مواد در مقیاس ماکرو برای صنعت هوافضا فراهم کرده است که در آن حفاری قطرهای دقیق و میلیون‌ها سوراخ در موتور توربین در زوایای مختلف مورد نیاز است.
مقاله مرتبط:برای آشنایی بیشتر با موضوع، پیشنهاد می شود این مقاله را نیز مطالعه بفرمایید: کاربرد برش لیزر در تولید صنایع غذایی
مزایای استفاده از برش لیزر در صنعت هوافضا
فرآیند برش لیزر برای برش انواع مواد به اشکال و اندازه‌های مختلف استفاده می‌شود که سپس در فرآیند تولید استفاده می‌گردد. مزایای اصلی برش لیزر عبارتند از:
- کاهش میزان هدر رفت مواد از طریق روشهای برش ناکارآمد
- بهبود سرعت فرآیند برش
- مقرون به صرفه بودن
- هزینههای تعمیر و نگهداری نسبتاً کم
- برش لیزری میتواند انواع مختلفی از مواد را برش دهد.
- تولید ایمنتر محصولات
- ایمنی بالاتر کاربر دستگاه
مجموع این موارد به طراحان و تولیدکنندگان محصولاتی که در صنعت هوافضا کار می‌کنند این امکان را می‌دهد تا در فناوری مورد استفاده پیشرفت کنند، که زمانی با روشهای سنتی دست نیافتنی بود.
مجموعه شیت لیزر کاربردهایی را در زمینه برش، حکاکی و جوشکاری آلیاژهای مختلف با لیزر توسعه داده است.
اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد برش لیزر هستید، امروز با یکی از اعضای تیم شیت لیزر تماس بگیرید.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!