برش

نحوه عملكرد دستگاه برش ليزر

برش ليزري يك تكنولوژي است كه با استفاده از يك اشعه قدرتمند براي برش مواد مختلف (نظير چوب، مقوا، پلكسي و ...) استفاده مي‌شود. در اين روش پارامترهاي لازم و ابعاد مورد نظر از طريق سيستم رايانه به دستگاه برش ليزر داده شده و دستگاه ليزر با سرعت و دقت و قدرت زياد شروع به برش دادن و ساخت طرح مورد نظر مي‌نمايد كه در اين حين بخش اضافي ماده مورد نظر تبديل به آب، بخار و سوخته مي‌شود.

دستگاه‌هاي توليد ليزر مي‌توانند انواع مختلفي از ليزر را ايجاد نمايند. كه از انواع آن مي‌توان به ليزر گازي، ليزر شيميايي، ليزر راديو اكتيو و ليزر جامد اشاره كرد. اما ليزر‌هاي پركاربرد در صنعت غالباَ از دو نوع ليزرهاي گازي و جامد هستند كه در ادامه به بررسي ساختار و كاربرد هركدام مي‌پردازيم.

• ليزرهاي گازي

به نقل از خبرگزاري ايلنا، به ليزرهايي كه ماده فعال آن‌ها گاز است، ليزرهاي گازي مي‌گويند. ليزرهاي گازي معمولا حجيم هستند و و هر چه پر قدرت‌تر باشند، اندازه آ‌ن‌ها بزرگتر خواهد بود. نكته مفيد در رابطه با ليزرهاي گازي اين است كه آن‌ها بسيار يكنواخت‌تر و همگن‌تر از جامدات هستند، و مي‌توان براي پر كردن و خنك نمودن آن‌ها از يك مدار بسته استفاده كرد.

ليزرهاي گازي خود به سه دسته ليزرهاي اتمي، ليزرهاي يوني و ليزرهاي مولكولي تقسيم مي‌شوند.

ليزر مولكولي CO2 در زمره مهم‌ترين و كارآمدترين نوع از ليزرهاي گازي به شمار مي‌رود. ليزرهاي گازي دي اكسيد كربن در مقايسه با انواع ديگر ليزرها بازده بيشتري دارند و براي برش پلاستيك، لاستيك و فلزات تا ضخامت يك سانتي‌متر به كار مي‌روند  و در در زمينه‌هاي مختلف از جمله جوشكاري، برش استيل، الگوبري، جوش هسته اي و صنايع نظامي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

 جالب است بدانيد زماني‌كه  باريكه خروجي ليزر دي اكسيدكربن كانوني شود، مي‌تواند الماس و صفحات فولاد ضخيم را در عرض چند ثانيه برش دهد.

• ليزرهاي جامد

ليزر حالت جامد ليزري است كه در آن ماده ليزري، بلور يا شيشه‌اي است كه داراي خط طيفي فلوئورسان تيزي است. اين ماده تحت برانگيختگي اپتيكي قوي در طول موج فلوئورسانس عمل مي‌كند.

ليزر ياقوت اولين ليزر حالت جامد است كه درسال 1960  ميلادي با موفقيت عمل كرد، دانشمندان اخيرا تحقيق  بر روي ليزر حالت جامد با اندازه كوچك را مورد بررسي قرار داده‌اند.

 اين نوع جديد از ليزرهاي جامد بر خلاف ساير ليزرها داراي طول موج پهن‌تري بوده و قابليت تنظيم دارند در صورتي‌كه ساير ليزرها تنها در يك محدوده ?درصدي قابليت تنظيم و نوسان داشتند.

ليزرهاي قابل تنظيم حالت جامد در طيف سنجي‌هاي فيزيكي و شيميايي بكار گرفته شده‌اند و كاربرد آن‌ها تحول شگرفي را در طيف سنجي اتم‌ها و مولكول‌ها ايجاد كرده است. به نحوي كه مي‌توان اذعان داشت كه پيشرفت و توسعه چشمگير صنعت مخابرات در زمينه فيبر نوري مرهون بكارگيري سيستم‌هاي ليزري حالت جامد بوده است.

1. انواع ليزرهاي جامد

1. ليزر (YAG): در حال حاضر، كاربردي‌ترين ليزر حالت جامد كه براي پردازش و ماشين كاري مواد بكار مي‌رود، ليزر ياگ YAG است. بلور YAGسخت است و كيفيت اپتيكي خوب و ضريب هدايتي بالايي دارد. اين ليزر پهناي خط باريك، بهره بالا و آستانه ليزري پاييني دارد. ليزر YAG در درجه اول براي برش و حكاكي فلزات و سراميك‌ها استفاده مي‌شود.
2. ليزر(Nd:YAG): در ميان ليزرهاي حالت جامد يون فلزي، ليزر Nd:YAG بيشترين كاربرد را دارد. لعل يوتريم آلومينيم (YAG) آلاييده به نئوديميم داراي خواص ويژه‌اي است كه آن را براي عمل ليزري مناسب ساخته است.

اضافه كردن يون‌هاي فلزي به ليزرهاي حالت جامد امكان ساخت انواع مختلف سيستم‌هاي ليزري را فراهم كرده و توانسته كيفيت پرتوهاي خروجي را به شكل قابل توجهي بالا ببرد. ليزر Nd:YAG از اضافه كردن 0.1 تا 1 درصد يون نئوديميم  به بلورYAG ساخته مي‌شود كه طول موج گسيلي اين ليزر 1.06 ميكرون و گاهي 1.32 ميكرون است. از ليزر Nd:YAG براي تضعيف ماده و حكاكي روي قطعه و در مواقعي كه قدرت بسيار زياد مورد نياز است، استفاده مي‌شود.

1. ليزر Er: ليزرهاي ايربيوم به خاطر داشتن دو طول موج ويژه اهميت دارند، اما از نظر انرژي خروجي خيلي قابل توجه نيستند. بلور YAG كه با چگالي بالا به يون‌هاي ايربيوم آلاييده شده است يك خروجي در 2.9 متر و شيشه فسفات آلاييده به ايربيوم خروجي در 1.54 ميكرومتر دارند. از آن‌جايي كه هر دو اين طول موجها توسط آب جذب مي‌شوند باعث شده اين ليزرها كاربردهاي جالبي در پزشكي داشته باشند.

طرز كار دستگاه برش ليزر cnc

فرايند كار به اين نحو مي‌باشد كه ابتدا توسط نرم افزارهاي نقشه كشي و طراحي از قبيل اتوكد، كورل دراو و ادوب ايلوستراتور و با ابزار خط اقدام به طراحي مي‌كنيم، سپس طرح مورد نظر شما بر روي نرم افزار دستگاه برش ليزري بارگزاري مي‌شود و با استفاده از نرم افزار و با توجه به جنس و ضخامت جسمي كه قرار است برش داده شود به تنظيم سرعت و قدرت دستگاه مي‌پردازيم سپس به وسيله نرم افزار طرح مورد نظر به وسيله نازل و با استعمال اشعه ليزر از يك خروجي قوي ليزر بر روي جسم مورد نظر بريده مي‌شود، آب مي‌شود، مي‌سوزد يا تصعيد مي‌شود و سرانجام فرآيند برش آغاز مي‌گردد.

اما از آن‌جايي كه اشعه خارج شده فاقد قدرت لازم جهت برش دقيق قطعات مي‌باشد، براي افزايش توان ليزر و موازي كردن مسير بازتاب پرتوها لازم است از آينه‌هايي با درصد بازتابش بالا استفاده شود تا فوتون‌ها بتوانند بين دو آينه بازتاب كنند، بعد از انجام اين فرآيند نور خارج شده را به كمك لنزفوكوس به حالت نقطه‌اي درآورده و بر اجسام مي‌تابانيم انجام اين فرآيند سبب تشديد توان ليزر و در راستاي برش اجسام گردد.

از آن‌جا كه عمل ليزر گرماي زيادي ايجاد مي‌كند و توان ليزر را تا حد زيادي كاهش مي‌دهد پس بايد به فكر راهي براي خنك كردن تيوپ ‌ ليزرها و آينه‌ها باشيم.

يك روش خنك كردن سيستم، استفاده از جريان گاز مي‌باشد. و روش ديگر استفاده از سيستم خنك كننده گردش آب مي‌باشد . عبور گاز و يا گردش آب علاوه بر خنك كردن تيوب ليزر و آينه‌ها باعث مي‌شود تا مواد اضافي كه بعد از برش  به صورت براده‌هايي در لبه‌هاي جسم باقي مي‌ماند پاكسازي گشته و سطحي كاملا صاف از برش ليزر حاصل گردد.

از دستگاه برش ليزري شركت رادوكس مي‌توان براي برش انواع مختلف فلزات نظير طلا، نقره، آهن، پلاتين، برنج، كروم، استيل و همچنين جهت برش غير فلزات همانند مقوا، ام دي اف، چرم، لاستيك، پلكسي، جير، چوب، كف پوش و موكت و ... استفاده نمود.

اين موارد باعث شده است كه شركت رادوكس به عنوان قطب اصلي اين صنعت در خاورميانه شناخته شود.

براي راهنمايي جهت خريد و همچنين ثبت سفارش خدمات برش ليزر مي‌توانيد به آدرس https://radoxgroup.com/ و يا با شماره تماس 0212776 تماس حاصل نماييد.

بهترين روش براي برش استيل

استيل نوعي آلياژ از تركيب آهن و كربن مي باشد كه مقدار عنصر كربن در حدود دو درصد از جرم اين فلز را تشكيل ميدهد. به دليل استحكام و انعطاف پذير بالاي استيل ، اين فلز در صنعت كاربردهاي فراواني دارد.

در ادامه به روش هايي از برش استيل اشاره مي كنيم.

برش فلزات به دو روش مدرن و سنتي انجام مي گيرد. استيل را مي توان با روش هاي مختلفي همانند فرزكاري ، هواگاز، سنگ زني ، سمباده زني ، گيوتين ، پلاسما، ليزر و واترجت برش داد. استفاده از برش پلاسما براي استيل 0.5 تا 170 ميلي متر مناسب مي باشد. اين روش از روش هواگاز بهتر و كيفيت بالاتري دارد و علاوه بر اين ها روش پلاسما از روش هواگاز سرعت بالاتري نيز دارد. ولي استفاده از روش پلاسما معايبي نيز دارد از آن  قبيل مي توان به اين مورد اشاره كرد كه پلاسما براي محيط زيست بسيار مضر است و براي بدن انسان و طبيعت بسيار خطرناك مي باشد. همچنين در صورت خرابي تعميرات سخت و پر هزينه اي دارد و در كل برش پلاسما هزينه هاي بالايي را در بر مي گيرد. همچنين روش برش پلاسما  امواج صوتي مضري توليد مي كند كه عليرغم اينكه انسان آن را متوجه نمي شود ولي به گوش بسيار آسيب مي رساند.

برشكاري ورق استيل با ليزر

در برشكاري با ليزر يك پرتوي ليزر كه معمولا ناديدني است، در منبع توليد ليزر ايجاد مي شود  و توسط آينه ها به سمت نازل برش هدايت و توسط يك لنز متمركز مي شود. فاصله لنز نسبت به محل ورق قابل تنظيم مي باشد تا بتوان نقطه كانوني پرتو را در ارتفاع مناسب دريافت كرد. پرتوي قوي نور به سرعت دماي قطعه كار را بالا مي برد و ماده را ذوب مي كند. در اين روش يك جت گاز، مواد را از ناحيه برش بيرون زده و يك برش پيوسته به وسيله حركت پرتوي ليزر ايجاد مي شود. گاز كمكي (گاز برش) جهت محافظت و خنك كردن لنز و همزمان جهت كنار زدن ماده ذوب شده از شيار برش استفاده مي شود.

مزاياي برشكاري ورق با ليزر

به طور كلي مي توان برشكاري ورق با ليزر را به صورت زير بيان كرد:

? – سرعت بالا برش در مقايسه با ساير روش ها، به عنوان مثال يك ليزر CO2 1500 وات مي تواند فولاد نرم با ضخامت ? ميلي متر را با سرعت ??? متر بر دقيقه برش دهد.

? – در بيشتر موارد اجزاي برش بعد از برش بدون هيچ عمليات اصلاحي، بلافاصله آماده كاربرد است.

? – پهناي برش (پهناي شيار) بسيار باريك است (بين ??? تا ? ميلي متر). قطعات داراي جزئيات و شكل هاي پيچيده بدون محدوديت و نگراني از حداقل شعاع داخلي كه توسط فرزكاري و ساير روش هاي ماشين كاري مشابه تحملي مي شود، قابل ايجاد است.

? – فرايند به طور كامل قابل كنترل توسط ماشين هاي CNC است. اين مزيت همراه با عدم ضرورت به كار بردن آرايش پيچيده جيگ ها به اين معني خواهد بود كه به طور مثال تغيير عمليات برش از محصول الف از جنس فولاد به محصول ب از جنس پليمر در كسر دقيقه انجام مي پذيرد.

? – اگرچه برش ليزر يك فرايند حرارتي است، منطقه حقيقي كه توسط ليزر گرم مي شود بسيار كم است و بخش عمده ماده گرم شده از محل برش خارج مي شود بنابراين مقدار گرماي ورودي به حجم ماده بسيار كم است. HAZ بسيار كوچك است و از اعوجاج اجتناب مي شود كه براي برش فلز استيل براي ساخت تابلو مناسب مي باشد.

? – اين فرايند يك فرايند بدون تماس است، به اين معني كه قطعه كار نياز به گيره بندي پيچيده ندارد و كافي است زير پرتو موقعيت دهي شود. مواد انعطاف پذير و بسيار نرم مي توانند با دقت فوق العاده بريده شوند و در حين برش جا به جا نشوند.

? – باريكي عرض شيار و عدم وجود نيروهاي مكانيكي بر روي ورق تحت برش: طراحي و چينش قطعات توليدي بر روي ورق مي تواند بسيار نزديك به يكديگر باشد. بنابراين دورريز مواد مي تواند به حداقل برسد. در بعضي موارد اين مزيت تا آن جا پيش مي رود كه هيچ دور ريزي بين قطعات مجاور نيست.

? – اگرچه سرمايه اوليه براي تهيه ماشين برش ورق با ليزر قابل توجه است، هزينه كاركرد و عمليات دستگاه كم است. همانند روش هاي برش مكانيكي تيغه يا ابزار خاص گران و مصرف شونده اي نياز نخواهد بود.

? – محيط كار تميز بوده و كارايي بالاست و رضايت كاركنان را در پي دارد و با روش هاي توليد ديگر قابل رقابت شديد است.

?? – ماشين برشكاري ورق با ليزر در مقايسه با بسياري ديگر از روش هاي برش مكانيكي بسيار امن است.

منبع : تابلو الماس