برشکاری لیزری و مزایای آن

برشکاری ورق های فلزی از جمله عملیاتی است که اهمیت بالایی برخوردار است. برای ساخت انواع پروفیل های فولادی اعمم از ناودانی، نبشی، سپری و غیره از ورق های فولادی برش داده شده استفاده می شود. برشکاری ورق آهنی انواع مختلفی دارد که برشکاری لیزری یکی از آن هاست. هنگام انتخاب روش برشکاری برای ورق فلز، نیاز است که ضخامت، متریال، کابرد ورق مورد نظر را در نظر بگیرید.

برش لیزری یکی از موثرترین روش ها برای برش ورق فلز است. برای بسیاری از پروفیل های آهنی، برش لیزری بهترین انتخاب می باشد. در این مقاله قصد داریم به نقد و بررسی دقیق تر برشکاری لیزری بپردازیم. بنابراین با مجموعه آهن ملل همراه باشید.

برشکاری با لیزر

لیزر یک پرتو نور متمرکز است که انرژی زیادی را روی یک منطقه بسیار کوچک متمرکز می کند. دمای بالای لیزر، قطعه مورد نظر را ذوب می کند. هر قطعه ای، محدودیت ها و مزایای خود را در مورد برش لیزری دارد. به عنوان مثال، ممکن است فکر کنید که لیزر می تواند هر چیزی را برش دهد، اما در اصل اینطور نیست.

هر ماده ای برای برشکاری لیزری مناسب نیست و برای برش دادن به مقدار خاصی انرژی نیاز دارد. به عنوان مثال، انرژی مورد نیاز برای برش کاغذ، بسیار کمتر از انرژی مورد نیاز برای برش ورق فولادی با ضخامت ۲۰ میلی متر است. در مقایسه با سایر مکانیسم های برش، برش لیزری بسیار مقرون به صرفه است.

برای مطالعه: انواع ورق آهن و کاربرد آن در صنایع

لیزرهای مورد استفاده در برشکاری ورق

برای برش لیزری، لیزرهای بسیاری با طول موج های مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد. سه نوع مختلف در بازار موجود است: دی اکسید کربن، ایتریم نئودیمیم-آلومینیوم-گارنت (Nd:YAG) و نئودیمیم (Nd).

دی اکسید کربن: لیزر گازی از انرژی فرکانس رادیویی یا مخلوط گاز استفاده می کند و معمولا برای مقاصد صنعتی استفاده می شوند زیرا می توانند تعدادی از مواد مختلف از جمله پلاستیک، فولاد ضد زنگ تیتانیوم، چوب، موم، فولاد ملایم و کاغذ را برش دهند.

YAG – YAG: لیزر پایه جامد می تواند سرامیک ها و انواع فلزات را برش دهد. معمولاً برای طرح هایی استفاده می شود که بسیار ساده و آسان هستند.

Nd – مشابه YAG است زیرا از انرژی بالایی استفاده می کند و نمی تواند چندین طرح را در یک حرکت تکرار کند. از آن معمولاً در پروژه های کم تکرار استفاده می شود.

مجموعه آهن ملل مناسب ترین قیمت ورق کارخانه ها و برندهای مختلف را به مشتریان ارائه می کند.

عوامل موثر بر کیفیت برشکاری ورق با لیزر

می توان گفت برای برش دقیق و اصولی قطعات فولادی از جمله ورق، پارامترهای مهمی تاثیر گذارند. پراهمیت ترین آن ها شامل سرعت، گاز محافظ و فشار، لنزها، هندسه قطعه، فاصله نازل برش، توان، طول موج، توزیع پرتو، کیفیت پرتو و همچنین ضخامت، نقطه ذوب، خواص حرارتی، ضریب جذب پرتو و کیفیت سطح ورق ها نیز اثر بخش است.

مزایای برشکاری لیزری

مزایای برشکاری ورق با لیزر شامل موارد زیر است:

• سرعت و کارایی: لیزرها می توانند ورق را خیلی سریع برش دهند و بین ۲۰ تا ۷۰ اینچ در دقیقه حرکت کنند. سرعت دقیق به تلورانس ها و پیچیدگی قطعات بستگی دارد، با این حال، آن ها بسیار سریع حرکت می کنند.

 سرعت برش را می توان از طریق لیزرهای چند هد یا لیزرهای چندگانه به طور همزمان افزایش داد. علاوه بر سرعت برش سریع، کارایی کلی فرآیند برش بالا است. برش های لیزری قطعات را سریع تر از سایر فرآیندهای برش می برند.

• دقت بالا: برش‌ های لیزری قابلیت‌های بسیار دقیقی دارند و می‌ توانند برش‌ های کوچک ایجاد کنند. اگر به برش های پیچیده نیاز دارید، برش لیزری بهترین انتخاب است. دستگاه های لیزر لبه ها و منحنی های صاف، تیز و تمیز ایجاد می کنند. همچنین به دلیل اینکه لیزر به جای برش دادن مواد، مواد را ذوب می کند، هیچ سوراخی ایجاد نمی شود.

• نیازی به استفاده از مجموعه ای از ابزارهای مختلف نیست، زیرا لیزر قادر است اشکال مختلف را برش دهد. برش از طریق یک سری خطوط جداگانه انجام نمی شود، بلکه یک خط روان است که می تواند بر اساس طرح چرخانده و پیچ خورده باشد.

• پهنای برش بین ۰.۱ تا ۱ میلی متر می باشد به همین جهت بسیار باریک است.

• دستگاه لیزر را به راحتی می توان کنترل کرد. به عنوان مثال تغییر عملیات برش از محصولی که از جنس فولاد می باشد به محصول دیگری از جنس پلیمر به سرعت انجام می شود.

• برشکاری ورق با لیزر فرآیندی بدون تماس می باشد، بدین منظور که قطعه کار زیر پرتو موقعیت دهی شده و نیازی به گیره بندی پیچیده ندارد.

• مزیت این فرآیند در این است که دور ریز مواد در آن می تواند بسیار کم باشد و در بعضی موارد ممکن است هیچ دور ریزی بین قطعات مجاور نباشد.

دو علت کم بودن دور ریز مواد در این فرآیند به شرح زیر می باشد:

1. باریکی عرض شیار و عدم وجود نیروهای مکانیکی بر روی ورق تحت برش.
2. نزدیک بودن طراحی و چینش قطعات تولیدی بر روی ورق.

نتیجه گیری

لیزر نور متمرکز است که با انرژی بالا روی یک منطقه بسیار کوچک تمرکز می کند. دمای بالای لیزر، قطعه مورد نظر توسط حرارت و دمای بالای اشعه لیزر ذوب و شده و برش اتفاق می افتد.

انرژی مورد نیاز برای برش مواد مختلف متفاوت است و نمی توان همه اجناس را با اشعه لیزر برش داد. عواملی که بر کیفیت برشکاری لیزری اثر گذارند شامل سرعت، گاز محافظ، لنزها، فاصله نازل برش، توان، طول موج، نقطه ذوب و غیره می باشند.

به طور کلی می توان گفت برشکاری لیزری مزایای زیادی از جمله سرعت، دقت و کارایی بالایی دارند، اما نباید فراموش کرد که انتخاب روش مناسب برای برش بسیار به آلیاژ و ضخامت قطعه مورد نظر بستگی دارد.

سوالات برشکاری لیزری، پارامترهای فرآیند آن