تغییرات در برش لیزری شامل حفاری لیزری، برش واترجت، حکاکی لیزری، برش ذوبی، ترک تنش حرارتی و جوش لیزری است.
حفاری لیزری
حفاری لیزری فرآیندی است که ارائه دهندگان خدمات زمانی که می‌خواهند سوراخ هایی ایجاد کنند، چه برای تزئین یا استفاده از عملکرد حفره، از حفر آن استفاده میکنند. آنها این کار را با استفاده از پرتوهای لیزر انجام می‌دهند، که سوراخ‌هایی با تلورانس دقیق ایجاد میکند.
برش واترجت
در برش واترجت لیزر از آب با فشار بالا استفاده میکند. با استفاده از برش واترجت، تولیدکنندگان می‌توانند در هزینه، منابع و انرژی صرفه جویی کنند. با این حال، برش واترجت به طور عادی قابل اجرا نیست. در عوض، تولید کنندگان فقط می‌توانند از آن بر روی مواد خاصی استفاده نمایند. روی مواد سخت کار نمی‌کند و احتمالاً موادی مانند شیشه را می‌شکند.
حکاکی لیزری
حکاکی لیزری به سازندگان اجازه می‌دهد تا سطوح را دقیقاً حکاکی کنند. حکاکی لیزری به جای ذوب شدن سطوح، سطوح را تبخیر یا شکسته میکند. تولید کنندگان حکاکی لیزری را با دستگاه های حکاکی لیزری انجام می‌دهند که با ترکیبی از فناوری CNC، برنامه نویسی CAD و اپراتورهای انسانی کنترل می‌شوند.
برش فیوژن
برش فیوژن که به نام برش مذاب و دمشی نیز شناخته میشود، شامل دمیدن مواد مذاب از ناحیه برش با استفاده از گاز تحت فشار است. با انجام این کار، تولیدکنندگان بخش افزایش دمای مواد را حذف میکنند. این فرآیند به دلیل نیاز کمتر به انرژی محبوب است.
ترک تنش حرارتی
ترک تنش حرارتی جایگزینی برای برش است که شامل ایجاد انبساط حرارتی از طریق گرمایش موضعی سطح میشود. هنگامی که بر روی مواد به ویژه شکننده که به انبساط حرارتی حساس هستند اعمال شود، انبساط حرارتی باعث ایجاد ترک میشود. تولیدکنندگان می‌توانند از پرتو لیزر برای هدایت این ترک در الگوی مورد نظر خود استفاده کنند. ترک استرس حرارتی با شیشه بهترین کارکرد را دارد.
جوشکاری لیزری
جوشکاری لیزری که به نام جوشکاری پرتو لیزر نیز شناخته میشود، تکنیکی است که برش‌های لیزری برای اتصال حجم بالایی از ترموپلاستیک‌ها یا فلزات استفاده میکنند. دستگاه‌های جوش لیزری پرتوهای حرارتی متمرکزی را منتشر میکنند که جوش‌های عمیق، دقیق و باریکی ایجاد میکند. این فرآیند بیشترین کاربرد را در تولید خودرو دارد.
مهندسان مرکز تحقیقات مهندسی برق خارجی اولین دستگاه برش لیزر فلز صنعتی را تولید کردند. این مهندسان از آن برای سوراخ کردن قالب‌های الماسی استفاده کردند. ویلیام فریمن در مقاله‌ای در نیویورک تایمز با عنوان کار جدید برای لیزرها در وسترن الکتریک، برش لیزر در یک نگاه اینگونه توصیف کرد: «پرتویی از نور به قدری شدید که می‌تواند به فضا نفوذ کند، فلز را برش دهد همانطور که اره برقی برش می‌دهد و آن که می‌تواند سوراخی در الماس بسوزاند و به سرعت در حال تبدیل شدن به یک اسب کار صنعتی است.
در سال ۱۹۶۷، مهندسان بریتانیایی اولین سیستم برش جت اکسیژن با کمک لیزر را ارائه کردند. آنها از اختراع خود برای برش ورق فلز استفاده کردند. در دهه ۷۰، تولیدکنندگان در سراسر جهان از سیستم‌های برش لیزری برای انواع کاربردها، از برش لیزر آلومینیوم و تیتانیوم برای هوافضا تا برش پارچه استفاده می‌کردند.
امروزه خدمات برش لیزر راه درازی را پیموده است. به عنوان مثال، لیزرهای CO2 اکنون به اندازه کافی قوی هستند تا مواد فلزی را برش دهند، در حالی که در دهه ۱۹۷۰ نمی‌توانستند این کار را انجام دهند. به طور کلی، خدمات برش لیزر ارزان‌تر، کارآمدتر، قادر به برش‌های دقیق‌تر و همه کاره‌تر (با باندهای طول موج جدید و غیره) شده‌اند و با گذشت زمان، این روند ادامه خواهد داشت.
خدمات برش لیزر در یک نگاه
برش‌های لیزری اغلب از طریق برنامه‌های دقیق کنترل می‌شوند. این برنامه‌های دقیق، که فرآیند برش لیزر را با کمترین مداخله انسانی هدایت میکنند، اطلاعات مورد نیاز خود را از سیستم‌های CNC که از طرح‌های CAD برای وارد کردن جزئیات ماشینکاری استفاده میکنند، دریافت میکنند.
نحوه خدمات برش لیزر در یک نگاه به شرح زیر است:
۱- برنامه‌ای دقیق اطلاعات مورد نیاز برای ماشینکاری لیزری مناسب را جمع آوری میکند.
۲- تکنسینهای دستگاه برش لیزر، پرتو لیزر را روی متریال هدف می‌اندازند.
۳- یا قطعه کار یا لیزر به منظور ذوب قطعه کار در مناطق موضعی حرکت میکند. تولیدکنندگان با استفاده از کنترل CNC یا کنترل CNC همراه با فیبر نوری یا آینه، پرتو لیزر را متمرکز و هدایت میکنند.
۴- تکنسین‌ها ممکن است یک “گاز کمکی” مانند نیتروژن یا دی اکسید کربن را با برش لیزر به منظور آماده سازی سطوح تازه برش خورده برای رنگ آمیزی یا پوشش مقاوم در برابر خوردگی ادغام کنند. به عنوان مثال، برش لیزر CO2، یک تکنیک برش لیزر با کمک گاز است و امروزه قوی‌ترین لیزر موجی در جهان محسوب میشود.
طرح برش لیزر
قبل از شروع موضوع برش لیزر در یک نگاه، سازندگان بر اساس تعدادی از عوامل مرتبط با پروژه شما، نقشه‌برداری میکنند که قرار است چه کاری انجام دهند، که شامل مواد قطعه، تحمل‌های مورد نیاز، ابعاد قطعه، سیستم برش لیزری ترجیحی و موقعیت سر یا نازل است.
تولیدکنندگان می‌توانند محصولات برش لیزری سفارشی را با تنظیم عناصر خاصی از دستگاه برش لیزری، مانند ورودی‌های برنامه‌نویسی CNC، سرعت برش، منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و نوع گاز کمکی ایجاد کنند.
📌 مقاله مرتبط:
برای آشنایی بیشتر با موضوع، پیشنهاد می شود این مقاله را نیز مطالعه بفرمایید: برش لیزر در یک نگاه
انواع لیزر برش لیزر
سازندگان قطعات برش لیزری برای انجام خدمات خود از سه نوع لیزر اصلی استفاده میکنند.انواع لیزرها عبارتند از: لیزرهای فلزی، لیزرهای فیبر، لیزرهای نئودیمیم (Nd)، لیزرهای نئودیمیم اتریوم- آلومینیوم- گارنت (Nd: YAG)، لیزرهای .CO2
لیزرهای فلزی
به هر لیزری گفته میشود که سازندگان آن را برای اصلاح انحصاری قطعات فلزی استفاده میکنند. از متداول ترین فلزات برش لیزری می توان به تیتانیوم، فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی، فولاد ملایم و فلزات خراشیده اشاره کرد.
لیزرهای فیبر
برش لیزر در یک نگاه برای استفاده از لیزرهای فیبر نوری (فیبر نوری) متکی هستند که با عناصر خاکی کمیاب مانند اتریوم، تولیوم، اربیوم یا تولیوم همگام شده‌اند. لیزرهای فیبر به دلیل هزینه‌های عملیاتی کم، تعمیر و نگهداری آسان و کمبود قطعات متحرک محبوب هستند.
لیزرهای نئودیمیم (Nd) نوعی لیزر فیبر هستند. آنها با برنامه‌های پیچیده‌ای که انرژی بالایی دارند اما نیاز به تکرار کمی دارند، بهترین عمکرد را دارند. سازندگان همچنین از آنها برای انجام جوشکاری لیزری استفاده دارند. آنها به بهترین وجه با سرامیک و فلزات خطی کار میکنند.
لیزرهای نئودیمیم ایتریم- آلومینیوم- گارنت (Nd: YAG) ، یک لیزر فیبر دیگر، بسیار شبیه به لیزرهای Nd هستند. با این حال، آنها با حکاکی و برنامه‌های پیچیده که نیاز به قدرت فوق العاده بالایی دارند، بهترین کار را دارند. همچنین می‌توان از آنها برای جوشکاری لیزری استفاده کرد.
لیزرهای CO2
لیزرهای CO2 لیزرهای همه کاره‌ای هستند که قادر به برش هر چیزی از چوب گرفته تا ورق فولاد ضد زنگ و کاغذ هستند. تولید کنندگان در درجه اول آنها را برای انجام برش صنعتی، حکاکی و حفاری انتخاب میکنند.
انواع لیزرهای CO2 عبارتند از: لیزرهای دال، لیزرهای جریان محوری آهسته، لیزرهای جریان محوری سریع و لیزرهای جریان عرضی.
لیزرهای پرقدرت به طور ویژه برای برش مواد قوی طراحی شده‌اند، مانند: همان فولادهای ضد زنگ، فولادهای ملایم، و فلزات خطی که لیزرهای فلزی برش می‌دهند و شما دوستان نیز می توانید از این خدمات با شیت لیزر بر خوردار شوید.
مزایای برش لیزر
موارد زیادی برای دوست داشتن برش لیزری وجود دارد:
- برش لیزری قطعاتی با تغییر شکل لبه، رول کردن یا ضریب لبه تقریباً صفر تولید میکند. این بدان معنی است که بر روی لبه‌های برش خورده آنها سوراخ بسیار کمی باقی می‌ماند.
- با زمانهای چرخش مداوم سریعتر، برش لیزر سریعتر از سایر روشهای ساخت ابزار است. بخشی از دلیلی که خدمات برش لیزری چنین زمانهای چرخشی سریعی دارند، این واقعیت است که این سرویس به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا تغییرات طراحی را به راحتی اجرا کنند.
- یکی دیگر از موارد عالی در مورد برش لیزر، استفاده آن از ابزار ماشین آلات CNC است که به نیاز به تکنسینهای کمتر و تضمین ایمنی بیشتر منتهی میشود.
- در نهایت، خدمات برش لیزری همه کاره، متنوع و بسیار کارآمد هستند. در حالی که گزینههای زیادی ایجاد میکنند، اما ضایعات کمی دارند.
محدودیت برش لیزر
این روش محبوب برش دارای محدودیت استفاده است که بیشتر آنها به برش گرم مربوط میشود. به عنوان مثال، به دلیل داغ شدن مواد، مناطق باریک ممکن است انبساط حرارتی و یا تاب برداشتن را تجربه کنند. همچنین، هنگامی که از اکسیژن به عنوان کمک گاز استفاده میشود، به لبه برش برخی از مواد فشار وارد میکند و باعث اعوجاج و اکسیداسیون میشود (این بیشتر در الگوهای سوراخ متراکم دیده میشود).
لیزرها روی فلزاتی مانند آلومینیوم و آلیاژهای مس زیاد مؤثر نیستند (زیرا نور را منعکس میکنند و گرما را جذب و هدایت میکنند) و با شیشه، کریستال یا هر غیرفلز دیگری سازگار نیستند. علاوه بر این، آنها به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارند.
علیرغم این موارد، برش لیزر همچنان مزایای متمایزی را نسبت به فرآیندهای برش سنتی مانند ماشینکاری مکانیکی و حرارتی، EDM، جوشکاری قوس الکتریکی و برش شعله به تولیدکنندگان ارائه می‌دهد. سیستم‌های حرکت پایدار کنترل فوق العاده پرتوهای لیزر و برش‌های بسیار با کیفیت را تضمین میکند. نرخ دقت برش لیزر بالاتر از سایر روشهای برش است، با تلورانس‌های دقت کمی بالاتر و عرض‌های برش کوچک‌تر از حتی برش با واترجت.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!