دستگاه برش لیزری چگونه کار میکند؟
نحوه ی کار کردن دستگاه برش لیزری
ساز و کار دستگاه برش لیزری به این صورت می باشد که نور با طول موج مشخص را به صورت پرتوهای موازی منتشر می کنند. این دستگاه دارای ماده ای جمع کننده و یا فعال کننده ی نور می باشد که درون محفظه ای قرار دارند . این ماده پرتو نور ایجاد شده را به وسیله ی یک منبع انرژی بیرونی که وجود دارد تقویت می نماید. دستگاه برش لیزری با همین ساز و کار ، کار می کند.
برش لیزری نوعی فناوری ساخت دیجیتال است که از برنامه ای از پیش تعیین شده برای هدایت لیزرها استفاده میکند.وقتی دستگاه شروع به کار می کند ، طی فرآیندی پرتو لیزری بصورت متمرکز روی مواد فرستاده میشود و برش ایجاد میشود.در حالی که این روش برش لیزری نامیده می شود، اما بیشتر شبیه تبخیر است، زیرا پرتو موادی را که با آن تماس برقرار می کند ،بخار می کند.این ماده به شکل برنامه ریزی شده در فایل برداری تبخیر می شود.
بسیاری از انواع مختلف برش لیزری برای استفاده در شرکت های تولیدی موجود است.هر نوع مزایا و قابلیت هایی دارد که آن را برای مواد خاصی مناسب تر می کند.برش لیزری گازی، فایبر و کریستالی سه نوع اصلی هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
مخترع لیزر کیست؟
اختراع اولیه لیزر ( میزر ) توسط انیشتین ارائه گردید. لیزر از تابش یک فوتون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون) برانگیخته، یک فوتون دیگر نیز آزاد میکند که این دو فوتون با هم، هم فرکانس می باشند. با ادامه این فعالیت تعداد فوتونها زیاد شده که میتوانند باریکهای از فوتونها را ایجاد نماید. بد نیست بدانید که همه ی این سازو کارها و پیچیدگی های علمی درون دستگاه لیزر تعبیه شده است و شما بدون آگاهی پیدا کردن از این علوم ها می توانید بهره ی لازم را از دستگاه برده و به مقصود برسید. دارد.
فروش دستگاه لیزر امری حیاتی در رویه فعالیت دستگاه برش لیزری به حساب می آید و شما هنگام خرید بابد مراقب مراحل تکمیلی خرید شامل خدمات پس از فروش و مشورت و راهنمایی مشاوران این امر قرار بگیرید تا از میان کاندیدای موجود برای خرید بهترین و مناسب ترین گزینه را برگزینید و منجر به سودآوری شما شود.
در تعریف فیزیکی لیزر شامل انواع مختلفی می باشد که یکی دیگر از نمونه های آن لیزر گازی می باشد در لیزر گازی از یک عنصر گازی یا چند عنصر گازی به صورت ترکیبی استفاده می شود تا لیزر به کمک آن ها تولید شود.
اما همانطور که پیش تر گفتیم دستگاه برش لیزری با توجه به اسمش از اشعه لیزر استفاده می کند تا عملیات برش و حکاکی را به صورت دقیق بر روی متریال مورد نظر و مختلف انجام دهد. دقت بالای این دسنگاه ها خود گواهی بر این نکته می باشد که اپراتور دستگاه نیز باید دقت به خرج دهد تا کیفیت کار بالا تر رود. این دستگاه عموما نسبت به مدل های دیگر دستگاه سی ان سی ابعاد کوچکتری داشته اما گستره کاربرد آن بسیار زیاد است.
برش لیزری توسط استعمال اشعه لیزر از یک خروجی قوی لیزر روی اجسامی که میخواهند بریده شوند انجام میشود. قسمتی از جسم مورد نظر که بریده میشود یا آب میشود یا میسوزد یا تصعید میشود و توسط فشار گاز از روی جسم پاک میشود؛ و سر انجام سطح بریده شده با کیفیت خیلی عالی ایجاد میشود.
برش لیزر به زبان ساده
برش لیزری به فرآیند برش اجسام و قطعات نظیر چوب ، فلزات ( برش لیزر آهن ، برش لیزر آلومینیوم ، مس ، روی و … ) گفته می شود.
در فرایند برش لیزر طرح مورد نظر شما بر روی سیستم عامل دستگاه برش لیزری بارگزاری می شود. در مرحله بعد به وسیله نرم افزار داخلی و برنامه دستگاه طرح مورد نظر به وسیله نازل بر روی قطعه مورد نظر اعمال می شود. برش دستگاه لیزر، از با کیفیت ترین برش ها در صنایع می باشد. سرعت و کیفیت در برش لیزر در قیاس با سایر روش های برش مثال زدنی است.
طرز کار دستگاه برش لیزر
- برش لیزری به عنوان یک فرایند برش بدون تماس برش لیزر یک فرایند برش است که با آن میتوان مواد خام فلزی و غیرفلزی را با ضخامتهای مختلف برش داد. هنگامی که به قطعه کار برخورد میکند، ماده تا حدی گرم میشود که ذوب یا بخار میشود. در این فرایند، کل توان لیزر روی یک نقطه متمرکز میشود که قطر آن اغلب کمتر از نیم میلیمتر است. اگر گرمای بیشتری به این ناحیه وارد شود که بتواند از طریق رسانش گرما دفع شود، پرتو لیزر به طور کامل به مواد نفوذ میکند و فرایند برش آغاز می شود.
- لیزر درواقع نوری است که در طیفهای مختلف موجهای الکترومغناطیسی قرار میگیرد. این موج الکترومغناطیسی دارای سه مشخصه بسامد، دوره، طول موج اصلی است. در حالی که سایر فرایندها شامل استفاده از ابزارهای در مقیاس بزرگ با قدرت بسیار زیاد بر روی ورق فلز است، پرتو لیزر بدون هیچ گونه تماسی کار خود را کامل میکند. به این ترتیب ابزار دچار سایش نمیشود و هیچ گونه تغییر شکل یا آسیبی به قطعه کار نمیرسد.
- تمام مواد رایج در فرآوری صنعتی، فولاد، آلومینیوم، فولاد ضدزنگ، ورق های فلزی غیرآهنی، مواد غیرفلزی مانند پلاستیک، شیشه، چوب یا سرامیک را میتوان با خیال راحت و با کیفیت بالا برش داد. لیزر ضخامتهای بسیار متفاوت ورق از ۰٫۵ تا بیش از ۳۰ میلیمتر را میتوان با استفاده از ابزار برش داد. این محدوده مواد گسترده، لیزر را به ابزار برش برتر برای بسیاری از کاربردها در زمینه فلزات و غیر فلزات تبدیل میکند.
- اشعه متمرکز لیزر فقط محیطی را که باید برشکاری انجام شود را تحت حرارت قرار میدهد و مابقی محیط قطعه کار تحت حرارت یا استرس قرار نگرفته و محیط مذاب برش فقط به قسمت برخورد اشعه محدود میشود به این معنی که خط برش بر روی قطعه فلزی به سختی از قطر لیزر بزرگتر یا حتی یکسان است
- لیزرهای پالس اولترا کوتاه تقریبا هر ماده ای را به سرعت تبخیر میکنند که تأثیر گرما قابل تشخیص نیست و در نتیجه لبههای برشی با کیفیت بالا را بدون بیرون ریختن مواد ذوب شده ایجاد میکند. این باعث میشود لیزرها برای ساخت پیچیدهترین محصولات فلزی مانند استنت برای فناوری پزشکی ایدهآل باشند. در صنعت نمایشگر، لیزرهای پالس فوق کوتاه، شیشههای سخت شده شیمیایی را برش میدهند.
مزایای برش لیزری
- سهولت در بهکارگیری، کیفیت و تمیزی (عدم وجود لبههای اضافی در قسمتهای برش خورده) محصول نهایی از مزایای استفاده از برش لیزری به جای برشهای مکانیکی و سنتی است. از آنجایی که از ابتدای شروع عملیات برش تا پایان کار، پرتو لیزر به صورت مداوم و یکنواخت عمل برش را انجام میدهد، دقت کار افزایش مییابد.
- احتمال تاب برداشتن متریال در برش لیزر بسیار کم است؛ چون ناحیهٔ مؤثر حرارتی در این فرایند بسیار کوچک است.
- برش لیزری به علت دقت بالاتر و مصرف انرژی کمتر در هنگام برش، مزیت بیشتری نسبت به برش پلاسما دارد. با این وجود اغلب دستگاههای برش لیزری نمیتوانند ضخامتی بیشتر از ضخامت برش دستگاههای پلاسما را برش دهند. امروزه دستگاههای برش لیزری قویتری نیز در حال تولید است تا بتوانند ضخامتهای بیشتری را برش دهند اما هزینهٔ تمام شدهٔ این دستگاهها بیشتر از دستگاههای برش پلاسما است. مهمترین مزیت استفاده از دستگاه برش لیزر صنعتی جهت برش فلزات و غیر فلز، سرعت و دقت بالای کار است.
مضرات دستگاه برش لیزر
- با توجه به کاربرد فراوان برش لیزری در صنایع، اگر استفاده از آن به روشی اصولی انجام نگیرد خطراتی را به همراه خواهد داشت.
- این خطرات ناشی از تنظیمات دستگاه از جمله طول موج، توان و نوع قدرت لیزرها است که می تواند به اندامها و سلامت بدن انسان آسیبهای جدی وارد کند؛ به همین دلیل هنگام استفاده از دستگاههای لیزر به اپراتورها توصیه میشود از وسایل ایمنی همچون عینک دستگاه لیزر استفاده کنند.
- از جمله عواملی همچون منبع تغذیه ولتاژ بالا، گازها و مواد شیمیایی مورد استفاده در لیزرها، دودهای ایجاد شده در حین کار خطرات نشات گرفته از خطای انسانی هستند؛ به همین جهت باید انجام این قبیل کارها توسط نیروی انسانی متخصص انجام شود.
اهمیت مهارت تکنسین دستگاه لیزر فایبر
دستگاه لیزر فایبر یکی از دستگاههای پر قدرت محسوب میشود و نور لیزر تولید شده در آن بسیار پر انرژی و شدید است. به همین دلیل است که اشعه آن برای چشم مضر است و تکنسین باید نسبت به این موضوع توجیه شده باشد. پس استخدام یک اپراتور دستگاه لیزر ماهر بخش مهمی از بار روی دوش صاحب کارگاه را برمیدارد. پس به عنوان نکته ایمنی حتماً از اپراتور کارگاه خود بخواهید که از وسایل ایمنی مانند عینک و روپوش مربوطه استفاده کند.
⚠️ در ضمن اگر به فکر استفاده از افراد غیر حرفهای و بدون تجربه هستید، قبل از وارد کردن آنها به جریان کار با دستگاه لیزر فایبر سعی کنید که دورههای آموزشی لازم را برای آنها در نظر بگیرید و ترجیحاً از دستگاههای فایبر کارکرده برای این مورد استفاده کنید.
در انتخاب متریال حساسیت به خرج دهید
با وجود اینکه همه ما می دانیم که دستگاههای فایبر قدرت بالایی دارند و کاربرد آنها بسیار وسیع است، اما در مورد برخی از مواد خاص کاربردی نیستند. به عنوان مثال شما برای برش ورقههای آکریلیک و پلی کربنات امکان استفاده از دستگاه لیزر فایبر را ندارید. این نکته را هم به خاطر داشته باشید که بین ضخامت برش و توان انتخاب شده برای دستگاه لیزر باید تناسب وجود داشته باشد تا هم کیفیت برش مناسب باشد و هم فشار کمتری به دستگاه وارد شود.
به خاطر داشته باشید که دستگاه وایبر برای برش متریال با قطر بالا مناسب نیست، البته در مواردی مانند برش دایرههای کوچک با تلرانس کم میتوانید از این موضوع چشمپوشی کنید.
اهمیت قطعات یدکی در دستگاههای فایبر
با توجه به قابلیتها و طراحی دستگاههای فایبر، امتیازات متعددی مانند بازدهی بالا، هزینه نگهداری پایین و تأمین قطعات ارزان برای آن وجود دارد که باعث میشود یک دستگاه مقرون به صرفه باشد. به همین دلیل است که بسیاری از کارگاهها ترجیح میدهند که از این دستگاه به شکلهای مختلف استفاده کنند. البته لازم به ذکر است که این دستگاهها برای هر نوع برشی مناسب نیستند و لازم است که نکات آموزشی و مهم در مورد آنها رعایت شود.
یکی از موارد مهم، تأمین قطعات دستگاه لیزر فایبر است. اگرچه مکانیسم انتقال اشعه لیزر در این دستگاهها نسبت به دستگاههای قدیمی متفاوت است، اما هنوز هم در آنها شاهد استفاده از تیوب لیزر، چیلر دستگاه لیزر، هد دستگاه لیزر و موارد مشابه آنها هستیم که هر کدام از آنها بر کیفیت کار دستگاه تأثیر گذار است. به همین دلیل شما به عنوان دارنده دستگاه باید همیشه بهترین قطعات یدکی را برای دستگاه خود انتخاب کنید تا کیفیت خروجی آن در سطح مطلوب و قابل قبول باشد. به خاطر داشته باشید که برای هر کدام از این قطعات برندهای مختلفی در بازار وجود دارد که شما باید مناسبترین و بهترین گزینه را با توجه به شرایط دستگاه خود انتخاب کنید.
نگهداری از دستگاه لیزر فایبر
در بحث نگهداری از این دستگاهها، شاید مهمترین موضوع در نظر گرفتن سیستم خنک کننده دستگاه یا همان چیلر باشد. چیلر از طریق به گردش در آوردن آب در اطراف تیوب لیزر مانع از انتقال حرارت اشعه آن به بدنه و به سایر قسمتهای دستگاه لیزر میشود و در نتیجه مانع از بروز مشکلات مختلف میشود. البته در نظر گرفتن شرایط سرویس و نگهداری برای هد دستگاه و تمیز کردن آن، روغن کاری بخشهای حرکتی و همچنین تمیز کردن زیر میز دستگاه لیزر موارد مهم دیگری هستند که شما باید آنها را رعایت کنید.