برش لیزر چگونه عمل می کند

در برش ورق سیاه (آهنی) steel یا استنلس استیل (stainless steel) با  لیزر  از اشعه لیزر برای برش قطعات استفاده می‌شود و این فناوری باعث شده تا در صنعت انقلابی در برش فلزات به‌وجود آید. برش لیزر بوسیله اعمال اشعه لیزر قوی بر روی فلزات یا اجسام قابل انجام است. نور لیزر باعث می‌شود که در اثر ایجاد گرما و فشار روی فلزات عمل برش براحتی انجام پذیرد. در برش ورق سیاه آهن یا برش ورق استنلس استیل stainless steel با لیزر قسمتی از ورق که در تماس مستقیم نور لیزر قرار می‌گیرد در اثر حرارت تصعید می شود و به هوای اطراف یا محیط وارد می شود. به همین دلیل سطح ایجاد شده در اثر برش لیزری فلزات دارای کیفیت عالی و بدون پلیسه می باشد. برش لیزری فلزات در صنایع مختلفی مانند هوافضا، پزشکی، ساختمان سازی، مکانیک، دریایی و... کاربرد وسیع دارد به طوریکه در حال حاضر خدمات برش ورق استیل با لیزر و خدمات برش ورق آهنی با لیزر و برش لیزری ورق آلومینیومی در همه صنایع به وفور استفاده می‌شود.

برش لیزری فلزات

انواع مختلف برش لیزر

لیزرهای مختلفی جهت کاربردهای متنوع وجود دارند، مانند لیزر گازی، شیمیایی، رادیواکتیو، جامد و لیزر فیبری و... . بر اساس نوع توانایی هر کدام از این نوع لیزرها هر کدام در شاخه‌ای از علوم کاربرد دارد. دو نوع لیزر در صنعت مورد استفاده فراوان است که شامل لیزر جامد و لیزر گازی است. لیزرهایی که در صنعت و دستگاه‌های برش لیزری و برش لیزر فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

  • لیزرCO2  
  • لیزرهای نئودیمیم(Nd)  – ایتریم – آلومینیوم - گارنت(Nd-YAG)

 لیزر CO2 برای خدمات برش لیزر ورق سیاه یا ورق آهن و خدمات برش لیزر ورق استنلس استیل و فلزات آلیاژی استفاده می‌شود در حالیکه لیزر  YAG بیشتر برای برش و حکاکی فلزات و غیر فلزات و کامپوزیت‌ها کاربرد دارد.

سیستم خنک کاری برش لیزری

یکی از عوامل تاثیرگذار بر کیفیت خدمات برش ورق استیل و برش لیزر ورق آهن و حتی فلزات دیگر خنک کاری و تمرکز نور لیزر است. سیتم خنک کاری شامل ژنراتور دستگاه لیزر و اپتیک خارجی (لنز فوکوس‌کننده) بوده که باید مرتبا و منظم خنک شوند. بر اساس نوع دستگاه و طراحی آن، گرما توسط سیستم خنک کاری با استفاده از آب یا هوا خنک می‌شود، به‌طوریکه هوا یا آب در سیستم باید مرتبا در گردش باشند.

مزایای برش لیزری و استفاده از خدمات آن

راحتی، کیفیت بالای سطوح، عدم تمرکز تنش، نبود پلیسه، سرعت زیاد و نداشتن محدودیت در شکل برش از مزایای مهم برش لیزر آهن و برش لیزر استیل می باشد. همین مسائل باعث گستردگی کاربرد برش لیزری به جای برش مکانیکی و دستی یا سنتی شده است. دقت و خطای بسیار ناچیز از مهمترین دلایل فراگیری برش لیزری و خدمات برش لیزری فلزات و کامپوزیتها می‌باشد. زیرا اشعه لیزر به‌طور یکنواخت و دائم در طول مسیر برش حرکت داده می شود و تغییرات بسیار ناچیزی در طول برش لیزری دارد. یکی دیگر از مزایای برش لیزر فلزات آهن و استنلس استیل عدم تغییر شکل فیزیکی یا همان اصطلاحا تاب برداشتن قطعه می باشد زیرا ناحیه‌ی متاثر از لیزر بسیار باریک است.

تفاوت برش لیزری فلزات با برش پلاسما

برش ورق سیاه (آهنsteel) و استنلس استیل stainless steel با لیزر در مقایسه با برش پلاسما درای دقت بسیار بالایی است به گونه ای که این کیفیت سطح با چشم غیر مسلح نیز قابل مشاهده است. انرژی مصرفی در لیزر کمتر می‌باشد، در نتیجه تنش پسماند حرارتی در روش برش ورق آهن و برش ورق استیل با لیزر بسیار ناچیز است و همین مسله در طراحی قطعات حساس حایز اهمیت است. از دیگر تفاوت های برش پلاسما و برش لیزری، محدودیت ضخامت و جنس است. در خدمات برش لیزر می توان برای برش آهن با لیزر تا ضخامت 20 میلی‌متر و برای استنلس استیل و آلومینیوم AL  تا ضخامت 12 میلی‌متر را برش داد در حالیکه در برش پلاسما به‌صورت تقریبی تا 2.5 برابر این ضخامت مشکلی وجود ندارد. با وجود پیشرفت در زمینه ساخت دستگاه برش لیزر، در دستگاه های پیشرفته و ویژه این مشکل در حال رفع شدن می باشد.

روشهای مورد استفاده در برش فلزات با لیزر

بر اساس نوع فرایند لیزر و تکنولوژی به‌کار رفته روش های برش لیزر فلزات به دسته بندی های زیر تقسیم می‌شود:

  • روش تبخیر ماده
  • روش ذوب ماده به همراه فشار گاز
  • سوزاندن و از بین بردن و تبدیل به گاز
  • ایجاد شیار با تنش حرارتی
  • برش سرد

 

نظرات