برش کاری لیزری و مزایای مختلف آن

برش کاری لیزری یکی از فناوری های پیشرفته تکنولوژی می باشد که در آن اشعه لیزر با تمرکز بر روی یک نقطه نیروی بسیار قدرتمندی را به آن انتقال می دهد و در نتیجه سبب بریده شدن آن خواهد شد. از این روش برای برش کاری فلزات، حکاکی بر روی پارچه، کاغذ، فلزات، چوب و ... استفاده می شود.

محصولات فولادی نیز پس از تبدیل به انواع مختلف ورق سیاه، روغنی، گالوانیزه و ... از طریق این ورق برش کاری و عرضه می شوند. با این وجود بهتر است بدانید برش کاری بر روی فلزات در دو روش سنتی و مدرن انجام می شود. در روش سنتی برش فلزات خود شامل چند مورد می باشد که همیشه رواج داشته اند و بسته به کاربرد مورد نظر تغییر می کنند. همچنین باید گفت روش های مدرنی برای برش کاری فلزات به خصوص محصولات فولادی نازک بار وجود دارد که یکی از برترین آن ها برشکاری با استفاده از دستگاه های لیزر می باشد.

انواع دستگاه های برش لیزری ورق های فولادی

به طور کلی، دستگاه های برش لیزر به چند نوع مختلف تقسیم بندی می شوند و هر کدام با داشتن مشخصات متفاوت، کاربردهای گوناگونی را به خود اختصاص می دهند. ابتدا باید گفت مزیت این روش به آلودگی صوتی بسیار کمی است که ایجاد می کند. این دستگاه ها به راحتی می توانند چندین صفحه را همزمان با یک دیگر برشکاری کرده و به این ترتیب ورق های برش خورده با جنس های مختلف تولید شوند. در واقع قیمت ورق برش خورده بسته به نوع دستگاه، کیفیت سطح، لبه های شیت و نوع سطح آن محصول وابسته است؛ از این رو در ادامه دستگاه های برش لیزری ورق های فولادی را معرفی می کنیم و شرح اختصاری درباره هر کدام خواهیم داد:

دستگاه برش لیزر گازی

در این فرآیند و با استفاده از این دستگاه، می توان از گازهای کمکی برای برش زدن فلزات استفاده کرد. لازم به ذکر است این گازها نقش بسیار مهمی را در ایجاد برش، کیفیت لبه ها و ابعاد و اندازه های دقیق ایفا می کنند. همچنین پرتو لیزر نوعی منبع حرارتی شناخته می شود که سبب سوختن و ذوب شدن مواد خواهد شد. لازم به ذکر است اگر در این نوع دستگاه ها از گازهای کمکی استفاده نکنند، بخش های ذوب شده در محل باقی مانده و با سرد شدن مجدداً به قطعه زیرین متصل خواهند شد. گاز کمکی سبب شده تا خارج کردن مذاب فلز صورت بگیرد.

حال برای معرفی این گازها بهتر است بدانید برای دستگاه برش لیزر گاز معمولاً از اکسیژن، نیتروژن، گاز ترکیبی و هوای فشرده استفاده می کنند. البته ممکن است در برخی مواقع گازهای دیگری نظیر آرگون نیز مورد استفاده قرار بگیرند. همچنین منظور از گازهای ترکیبی، ترکیب گاز نیتروژن و اکسیژن است.

دستگاه برش لیزر جامد

از جمله محبوب ترین دستگاه برش لیزر جامد، می توان به دستگاه فایبر اشاره کرد که یکی از حالت های لیزر جامد می باشد. این نوع دستگاه ها به سرعت در صنعت برش فلز در حال رشد بوده و بر خلاف دستگاه های برش لیزر گازی یا مایع، دانه های کوچکی در فیبر پرتو لیزر را تولید می نمایند و با انتشار در یک فیبر شیشه ای تقویت می گردند. طول های موج در این نوع دستگاه ها در حدود 1064 نانومتر بوده و قطر کانونی آن ها نیز بسیار کم می باشد.

حال باید در نظر داشت که تفاوت فرکانس این نوع لیزر در مقایسه با دستگاه های دیگر برش لیزر و حکاکی CO2 با توان یکسان، قدرت دستگاه های فایبر جامد 100 برابر بیشتر از لیزرهای CO2 می باشد. به طور معمول از آن برای چاپ مارک، حک لیزری و مارک زنی با کنتراست بالا نیز استفاده می کنند. همچنین این دستگاه دارای طول عمری در حدود 25000 ساعت و حداکثر 100000 ساعت می باشد.

نحوه کارکرد دستگاه های برش لیزر

نحوه کارکرد دستگاه های برش لیزر نیز مسئله ای است که به نوع مواد مورد استفاده شما وابسته است. در ادامه نیز به بررسی این مراحل می پردازیم:

در مرحله اول باید جنس ورق فولادی مورد استفاده خود را در نظر بگیرید و سپس نسبت به آن دستگاه برش لیزر، نوع و متریال مناسب را انتخاب نمایید. در برخی مواقع نیز ممکن است به یک سری تجهیزات جانبی مانند روتاری یا پوششی برای برش اکلیریک نیاز باشد.
مرحله دوم شامل دادن برنامه به سیستم دستگاه می باشد. به صورت کلی دستگاه های برش لیزر از طریق نرم افزارها و طراحی هایی که اپراتور بر روی آن ها پیاده سازی می کند، دستور برش می گیرند. به طور معمول حکاکی های فلزاتی مانند ورق روغنی بسیار تمیز و دقیق با این نوع طراحی ها خواهد شد؛ زیرا شیت های سرد یا روغنی به صورت نازک بار در بین تمامی ورق های فولادی عرضه شده و از زیبایی و درخشندگی سطحی فوق العاده ای برخوردار می باشند. قیمت ورق روغنی نیز نسبت به زیبایی و خواص مکانیکی که دارد، مناسب بوده و این محصول کاربردهای بسیاری را در صنایع مختلف به خود اختصاص می دهد.
از این رو بایست در این مرحله برنامه گرافیکی به آن داده شود. خطوط برشی همواره باید وکتور باشند و سایر بخش ها بسته به سلیقه شما طراحی می شوند.
کار با دستگاه های برش لیزر عملیات چندان سختی نداشته و تنها کافی است ابتدا تنظیمات اولیه آن را انجام داده تا با زدن دکمه، برشکاری، حکاکی و ... شروع شود.
در پایان مراحل نیز با یک دستمال تمیز، فلز را تمیز کرده و در جایی به دور از اشیا تیز، رطوبت و ... قرار دهید.

مشخصات دستگاه های برش لیزری

برای بررسی مشخصات دستگاه های برش لیزر، بهتر است در ابتدا بدانید این دستگاه ها قادر به ایجاد لیزرهای مختلفی هستند که با نام های گازی، شیمیایی، رادیو اکتیو و جامد شناخته می شوند، اما در صنعت برشکاری بیشترین استفاده از لیزرهای گازی و جامد است که هر کدام از بخش های گوناگونی تشکیل شده اند. این دستگاه ها قابلیت برشکاری انواع ورق های فلزی و غیر فلزی را تا ضخامت 30 میلی متر دارند.

با یک مثال ساده می توان به لیزرهای صنعتی اشاره کرد که نوع گازی co2 بیشترین کاربرد را دارد؛ زیرا از آن برای حکاکی و برشکاری انواع مواد فلزی و غیر فلزی استفاده می کنند. لازم به ذکر است این تکنولوژی ها در قیمت دستگاه برش لیزر اثرگذار می باشند. برای مقایسه دستگاه های گازی و فایبر باید گفت برش لیزر فایبر یا جامد با قطعات و آینه های ثابت کار می کند و از نظر هزینه تولید ورق برش خورده بسیار مقرون به صرفه تر می باشد.

از این رو برای محصولاتی مانند ورق گالوانیزه که دارای استحکام متناسبی در برابر خوردگی و زنگ زدگی هستند، می توان از دستگاه های لیزری جامد استفاده کرد. البته قیمت ورق گالوانیزه جدا از هزینه برشکاری نسبت به ویژگی های منحصر به فردی که دارد، مناسب است. حال اگر برشکاری آن نیز با دستگاه لیزر فایبر 3 کیلو واتی صورت گیرد، مصرف آن یک سوم میزان مصرف دستگاه co2 4 کیلو واتی می باشد.

کاربرد برشکاری لیزری

برش کاری لیزری کاربرد های متنوعی دارد. علاوه بر برش فلزات می توان از آن برای حکاکی بر روی سطوح نیز استفاده کرد. دقیق بودن در برش هایی که با استفاده از این دستگاه حاصل می شود، سبب استفاده از آن در صنایع هوا فضا و پزشکی شده است. از کاربرد های دیگر آن می‌ توان به برش سنگ های قیمتی مانند الماس، برش نیمه رساناها و …اشاره کرد.

همچنین تمامی ورق های فولادی نیز با استفاده از دستگاه های برش لیزری جداسازی می شوند. حکاکی و سایر عملیات ها نیز بر روی این فلزات قابل انجام است. البته بهتر است بدانید برای محصولاتی که ضخامت بسیار زیادی دارند، باید دستگاه لیزر با قدرت بسیار زیاد استفاده شوند؛ از این رو برای برشکاری محصولاتی مانند ورق سیاه از دستگاه برشکاری گیوتین استفاده می کنند. قیمت ورق سیاه نیز در بین تمامی ورق های فولادی مقرون به صرفه تر بوده و به علت داشتن بازه ضخامتی و گریدهای متنوع، هم به صورت رول هم به شکل شیت های برش خورده توسط روش های مختلف در بازار عرضه می شوند.

مزایای برشکاری لیزری

یکی از مواردی که برای فروشندگان و خریداران بسیار حائز اهمیت است، در دقت بالا برای برش ورق ها می باشد. یکی از مزیت های استفاده از برش لیرزی، در دقت بالای آن (در حدود تقریبی 0.1 میلی متر) می باشد. استفاده از آن نتیجه بسیار مطلوبی با ظرافت و سایزهای دقیق تر و کوچک تر را ارائه می دهد. همین موضوع سبب شده تا برای محصولاتی مانند ورق شیروانی که باید مطابق با ابعاد سقف های شیب دار به طور دقیقی جداسازی شوند، از برشکاری لیزری استفاده شود. همان طور که می دانید قیمت شیروانی نیز جدا از هزینه فرمینگ و برشکاری کاملاً بسته به ورق گالوانیزه اولیه، نوع رنگ، کارخانه تولیدکننده و نوع طرح آن بستگی دارد. با این وجود در ادامه سایر مزایای استفاده از روش برشکاری لیزری برای این نوع شیت ها و سایر ورق های فولادی و غیر فولادی را شرح داده ایم:

در برش کاری با استفاده از اشعه، نیازی به جایگزین جداگانه نیست و شما می توانید تنها با انجام تنظیمات مورد نظر، طرح های مختلف ورق رنگی شیروانی و گالوانیزه را با مواد یکسان برش دهید.
در روش لیزری می توانید از برش قطعاتی یکسان و کپی یکدیگر، با دقت بالا اطمینان داشته باشید.
این ویژگی همان طور که گفته شد یکی از مزیت های مهم برش لیزری می باشد که سبب انتخاب آن برای برش فلزات است؛ زیرا سرعت بالایی در برش و در مقایسه با روش های سنتی دارد.
دقت در برش، سرعت بالا، اتوماتیک بودن و دیگر موارد ذکر شده همگی باعث عرضه یک محصول با کیفیت در بازار خواهد شد. همچنین ضخامت، جنس مواد اولیه و دیگر عوامل بر کیفیت نهایی محصول تأثیر می گذارند.
لمس نکردن فیزیکی مواد توسط دستگاه و اشعه سبب شده تا اصطحکاک دستگاه کاهش پیدا کند؛ بنابراین خرابی و تعمیر دستگاه و آسیب به مواد کمتر شده همگی سبب صرفه جویی در هزینه های کلی خواهند شد.
در برش لیزری به علت دقت بالایی که در برش فلزات وجود دارد، می ‌توان درصد زیادی از ورق متریال مورد نظر را استفاده کرد؛ بنابراین در این فرآیند، پرتی و ضایعات محصول کمتر خواهد شد.
در نهایت باید گفت ابزار ها و روش های مختلف برای انجام کار به انرژی زیادی از برق نیاز دارند، اما در کار دستگاه برش لیزر به جز اشعه آن که برای برش به کار می رود، تجهیزات دیگری وجود ندارد؛ به همین علت مصرف برق کمتری را به خود اختصاص داده و هزینه کمتری را برای برش خواهد برد.

جمع بندی

در پایان نیز باید گفت برشکاری لیزری یکی از جدیدترین فناوری های پیشرفته برای برشکاری انواع محصولات از جمله فلزات به شمار می آید. از جمله این متریال می توان به حکاکی روی چوب، کاغذ، فلزات، برشکاری انواع ورق های فولادی مانند گالوانیزه، روغنی، اسیدشویی و ... اشاره کرد. برش با استفاده از لیزر یکی از راه هایی است که هم در صنایع فلزی هم در سایر صنعت ها کاربرد دارد. از دستگاه برش لیزر علاوه بر برش انواع فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ و مس و آلومینیوم و برنج، در موارد اکریلیک، MDF، چوب، پلاستیک، کاغذ و … نیز استفاده می ‌کنند.

همچنین وجود نیروی متخصص در این روش زیاد نیاز نیست؛ زیرا استفاده از دستگاه های لیزری به صورت خودکار امکان پذیر می باشد. با این حال وجود یک اپراتور با تجربه در کنار دستگاه، کیفیت ورق برش خورده از آن را تضمین می کند. همچنین این موضوع سبب صرفه جویی بیشتر در هزینه ها خواهد شد. شرکت آهن اینفو یکی از مراجع تخصصی تأمین و فروش انواع ورق های فولادی در استان اصفهان است که انواع خدمات برشکاری و فرمینگ را بر روی این فلزات بر اساس سفارش خریدار با بالاترین کیفیت و دقت انجام می دهد. با این وجود برای خرید یا انجام خدمات برش بر روی محصولات فولادی می توانید با کارشناسان این شرکت تماس حاصل فرمایید.