به طور کلی می توان گفت از لیزرها استفاده های زیادی میشود. یکی از این موارد برش لیزری صفحات فلزی است . در استیل های نرم ، فلزات ضد زنگ و ورقه های آلومنیومی، برش لیزری بسیار مناسب است . دستگاه برش لیزری، عرض های بسیار کمی را برش می دهد ونیز گرمای زیادی را در نقطه ی خاصی متمرکز می کند که در این صورت گرما در اطراف آن نقطه پخش نمیشود . این روش برای بریدن سوراخ های بسیار ریز و یا طراحی صفحات فلزی پیچیده مناسب به نظر می آید . اکثر مردم می دانند که کلمه LASER مخفف عبارت انگلیسی :” Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ” می باشد . اما آیا شما می دانید که چگونه پرتو های نور می توانند صفحه فلزی را با ماشین برش لیزری، برش دهند ؟
این روش به چه صورت عمل می کند ؟
پرتو های لیزر یک سری از نور هایی با طول موج ( رنگ ) هم اندازه و با شدت بسیار بالا هستند . در مورد لیزرهای مدلCO2 ، پرتوهای نور بخش فروسرخ از طیف امواج الکترومغناطیسی را شامل می شود که برای انسان قابل رویت نیست. ابعاد این پرتوها هنگامیکه از دهانه منبعه تولید کننده رها می شوند حدود ۳ چهارم یک اینچ بیشتر نیست . این پرتو ها ممکن است قبل از اینکه به صفحه فلزی مورد نظر برسد در درون دستگاه به وسیله آینه ها منعکس شوند. پرتوهایی که قرار است به هدف مورد نظر برسند قبل از برخورد با صفحه فلزی، از دهانه ی یک ابزار لوله مانند رد می شوند تا همگی در یک راستا قرار بگیرند و تاثیر لیزر افزایش یابد. هم چنین گاز های متراکمی مثل اکسیژن و نیتروژن از دهانه این ابزار لوله مانند خارج می شود.
متمرکز کردن پرتوهای لیزر می تواند به وسیله لنز های مخصوص و یا آینه های کروی مقعر انجام گیرد و این عمل در درون دستگاه به خوبی صورت می پذیرد. این پرتو ها باید با دقت زیادی بر نقطه مورد نظر متمرکز شوند و انرژی مورد نیاز برای لیزر برش آن ورقه به خوبی تنظیم شود تا عمل برش به درستی صورت پذیرد. گرمای متمرکز شده بر روی نقطه هدف بسیار زیاد است .
شدت زیاد توان مصرفی در این عملیات باعث گرم شدن سریع ، ذوب شدن و یا تبخیر شدن آن ماده می شود. گرمای تولیدی توسط این دستگاه ها به اندازه مورد نیاز برای سوختن مواد وجود دارد . پرتو های پر قدرت لیزر به سادگی مواد را ذوب می کند و فشار گار نیتروژن تولیدی نیز مواد اضافی ذوب شده که هنوز بر سطح ورقه وجود دارند را از صفحه کنار می زند.
در دستگاه لیزر برش CNC قسمت بالایی دستگاه بر روی صفحه مورد نظر به گونه ای که شما مشخص کرده اید می چرخد و طرح مورد نظر را از ورقه بیرون می آورد . یک سیستم برای تنظیم ارتفاع در دستگاه وجود دارد که باعث می شود بین لوله ای که از آن ، لیزر رها می شود و صفحه ای که در حال بریده شدن است فاصله مناسب رعایت شود . این فاصله بسیار مهم است چون مشخص می کند که نقطه کانونی در کجای صفحه فلزی ، قرار گیرد . کیفیت برش با کم و زیاد کردن فاصله کانونی تغییر می کند . در یک برش خوب پارامتر های زیادی تاثیر گذار هستند اما وقتی همه آن ها به خوبی کنترل شوند ، برش لیزر ، پایدار ، قابل اعتماد و بسیار دقیق خواهد بود
موضوع دارای اهمیت دیگر کاربرد های برش لیزری غیر فلزات است که در بخش زیر به آن پرداخته شده است .
۳٫ کنترل فرآیند بهتر:
با قوی تر شدن لیزرها و برش مواد با ضخامت های بالا، دستیابی به یک قطعه بدون مواد خارجی و کیفیت لبه خوب نیز به سختی انجام می شد. دستگاه برش لیزری OEM این مشکل را تا حدود زیادی برطرف کردند. آنها شروع به ساخت ناظرهایی کردند که بتواند بیشتر از یک برنامه کار انجام دهد. آنها فرایند و پردازش کار را آسانتر کرده و بدون نیاز به یک اپراتور نیز مورد اعتماد هستند.
لیزرهای امروزی می توانند ضخامت های مختلفی را در مواد مختلف برش لیزری دهند و به کیفیت خوبی از لبه دست یابند.
۴٫ لیزرهای جدید، پارامترهای پرتو جدید:
OEM میلیون ها دلار برای بهبود کیفیت پرتو مصرف شده است. با تولید پرتو بهتر، لیزر نیز می تواند فولاد، فولاد زنگ نزن و آلومینیوم را با کیفیت لبه بهتر و به صورت پایدار تولید کند و در استقامت آن ها که بسیار هم مهم هستند اختلالی ایجاد نکند. در طول دهه های اخیر، بیشتر این کارها بر روی لیزرهای CO2 متمرکز شده اند اما در سال های اخیر R&D توجه خود را بر روی تولید لیزرهای حالت جامد جلب کرده است. این لیزرها شامل لیزرهای فیبر و اخیرا نیز فناوری دیود مستقیم می باشد.
لیزرهای CO2 ساخت مواد را نیز تغییر داده است. لیزرهای فیبری نیز نسل بعدی ماشین برش لیزری برای صنعت می باشند. با هزینه نگهداری پایین، به کارگیری ساده و توانایی برش با سرعت بیشتر از لیزر۲ CO ، لیزر فیبری یک گزینه در حال رشد برای بیشتر کارهای لیزری جدید است. این لیزر لبه هایی را در مواد نازک ایجاد می کند که شبیه لبه های تولید شده با لیزرهای co2 با کیفیت است اما با افزایش ضخامت مواد، کیفیت لبه برش نیز کاهش پیدا می کند.
فناوری های جدید تغییراتی را در خواص و ویژگی های پرتو لیزر فیبری ایجاد نموده و به آن اجازه می دهد مواد فولادی ضخیم را با کیفیت خوب و مشابه ماشین لیزر برش co2 برش دهد . همین امر نیز به تولید کنندگان اجازه می دهد لیزرهای فیبری را برای پردازش و ساخت انواع مختلفی از مواد و با ضخامت متفاوت خریداری نموده بدون اینکه نیازی به اپتیک های خاص یا تغییر لنز باشد.توانایی پیروی و تقلید از کیفیت لبه های برش خورده با دستگاه لیزر برش ۲ CO در لیزر فیبری در حال بررسی است و با استفاده از لنزهای مخصوص و آینه هایی که عرض بریدگی را تغییر می دهد انجام می شود. اگر نگاهی به آینده بیندازیم متوجه می شویم که فناوری های نوظهور بدون شک موارد جدیدی را وارد بازار برش لیزر خواهند کرد. برخی از تولید کنندگان سیستم های حالت جامد را با عنوان لیزرهای دیود مستقیم توسعه داده اند که بازده اضافی و مزایای پردازش منحصر به فرد را پیشنهاد می کنند. اگرچه هنوز تاثیر این فناوری بر روی گزینه های لیزر برش موجود مشخص نیست اما هم اکنون توانایی های خود را برای تولید موادی با کیفیت لبه عالی نشان داده است. فناوری لیزر برای همیشه در حال تغییر است. سیستم های موثر و با سرعت همیشه و به طورد دائم در حال ظهور هستند.
استفاده از دستگاه برش لیزری نیازمند رعایت کردن یک سری موارد ایمنی است که عبارتند از:
استفاده از متریال های آئینه ای در هنر دکوراسیون داخلی و خارجی ساختمان حائز اهمیت است و چون می توان کارهای خلاقانه زیبایی ارائه کرد، کاربرد زیادی دارد .
با استفاده از ماشین های لیزری می توان بسیاری از برش های مربوط به دکوراسیون و تزئینات ساختمانی را انجام داد و طرح های بسیار زیبایی را در این امر ایجاد کرد.
امروزه به دلیل گران بودن و همچنین سخت بودن اجرای طرح های برش بر روی آئینه ها از متریالی به اسم مولتی استایل استفاده می شود ، که سطحی آئینه ای دارند اما جنس و بافت آنها از نوعی پلاستیک است که به راحتی می توان طرح های ظریف و پیچیده را روی آنها برش داد.
سرعت بسیار بالا وبا ظرافت و دقت بالا که این ماشین ها در اجرای کار دارند سبب شده بیشتر طراحان و آرشیتکت ها از دستگاهای لیزری در اجرای ایده هایشان استفاده کنند .
فقط نیاز به کمی خلاقیت و دید نوین هنری است تا بتوان طرح های زیبایی خلق کرد.
دستگاه های لیزر قابلیت برش لیزری و حک انواع استیکر ها و لیبل ها را دارا هستند .
در گذشته برش استیکر با دست انجام می شد که این کار با دشواری های خاص خود همراه بود و هیچگاه کاملا صاف و یکدست برش داده نمی شد مخصوصا اگر کار تیراژ بود .
اما امروزه با آمدن نسل جدید دستگاه های لیزر این مشکل حتی در تعداد بالا هم برطرف شده و با سرعت و ظرافت چشمگیری اجرا میکند.
این دستگاه ها قابلیت زدن چاپ و برش لیزری همزمان را دارا هستند به این صورت که خطوط برش و حکاکی در نرم افزار کورل یا هر نرم افزار دو بعدی، طراحی شده سپس در نرم افزار لیزر تنظیمات لازم را داده تا روی جنس مورد نظر اجرا شود.
این دستگاه ها توانایی چاپ و برش بسیار دقیق لیبل و استیکر در سایز ها و اندازه های متفاوت را دارا است.
دستگاه های برش لیزری به سازندگان فلزات این امکان را می دهد که صفحه های فلزی با کیفیت بالا و ظرافت کاری بسیار تولید کنند. هنگامیکه لیزر با قدرت زیاد در حال برش است ، مواد اضافی آن می سوزد ، ذوب و یا تبخیر می شود . یک موتور هم که با فشار بالا، گاز را به اطراف پخش می کند ، اضافی این مواد را به بیرون از صفحه می فرستد تا در نهایت کاری تمیز از آب در آید .
CO2 و Nd:YAG دو نوع از این ماشین هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، هستند . دستگاه برش لیزری co2 یکی از اولین دستگاه ها در این صنعت بوده است که بازده بالایی دارد ( بازده ۲۰ درصد ) . در حالیکه Nd:YAG مکان ثابتی دارد و از کریستال و شیشه در دستگاه استفاده می کند. Nd:YAG ها فلزات و دیگر فرآورده های کارخانه ی فلزی را می برند .
دستگاه های برش لیزری به سادگی از روش های قدیمی متمایز شده اند. چون در روش لیزری هیچ گونه تماس مستقیم بین ابزار برنده با فلز مورد نظر وجود ندارد و احتمال آلوده شدن قطعات فلزی کاهش می یابد. به غیر از این موارد ، دستگاه های برش با لیزر از دقت بالاتری نسبت به روش های سنتی برخوردار است. در روش مکانیکی و سنتی، معمولا گرمای بسیار زیادی تولید می شود که باعث می شود فلز به مرور زمان پیچ و تاب بردارد. در روش لیزری احتمال تاب برداشتن قطعه کاهش یافته و سعی بر این است که کمترین ضربه را به جسم وارد نمایید.
این روش نوین هنگامیکه برای برش قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرد فواید قابل توجه ای ارائه می کند . علاوه بر این فواید ، نکته مثبت دیگر آن کار کردن خیلی آرام و بی سروصدا است . امنیت آن نیز بسیار حائز اهمیت می باشددر نتیجه این دستگاه ها با امنیت بسیار بالا ساخته شده اند تا احتمال وقوع حادثه را به حداقل و در واقع به صفر برسانند.
این دستگاه ها به ابزار های لمسی کامپیوتری مجهز شده اند و اپراتور می توانند طراحی ثانویه خود را بر روی طرح های اولیه اعمال و محصولی به صورت انبوه تولید نمایند . این فناوری به دلیل سرعت و امنیت بالا،سریعا پیشرفت خواهد کرد . اپراتورها می توانند با قرار دادن موجودی های خود در دستگاه ، چندین کار را با یک دستور اجرا کنند.
در حالیکه این روش برای برش فلزات به کار می رود باید به این نکته توجه داشت که این دستگاه ها در برابر فلزاتی که نور را منعکس می کنند و بازتاب می دهند ( مثل مس و آلومنیوم ) مناسب نیست و به خوبی کار نمی کند .چون این فلزات ، نور لیزر را منعکس و گرمای آن را جذب می کنند و پرتو های پر انرژی زیادی مورد نیاز است تا بتوانیم آن ها را برش بدهیم .
این دستگاه ها، زمانیکه در حال سوراخ کردن این صفحات فلزی هستیم ، کمی سوراخ مخروطی در صفحه ایجاد می کنند . با توجه به وارد شدن سوراخ در صفحه ، تا زمانی که این صفحه از پروسه کاری ما خارج شود کمی بزرگ تر و گسترده تر خواهد شد.
چون برش با لیزر موادی را که در مسیر لیزر باشند ذوب می کند ، ممکن است که این مواد مذاب در فضای سوراخ های ایجاد شده سخت شوند . در حالیکه این امر ممکن است که برای بعضی از کار ها مناسب باشد اما امکان ایجاد مشکل در قسمت های مختلف دیگر مثل نخ کشی را به در پی خواهد داشت .