دستگاه‌های برش لیزر فلزات به طور ویژه برای برش و پردازش مواد فلزی طراحی شده‌اند. انواع دستگاه برش لیزر فلزات جزء اصلی ماشین‌آلات و تولید در سرتاسر جهان هستند. عمدتا این دستگاه‌ها بر اساس نوع لیزر در سه دسته کریستالی، CO2 و فیبری قرار می‌گیرند. به منظور انتخاب بهترین دستگاه برای کار خود، باید کمی در مورد انواع لیزر این دستگاه‌ها و فلزاتی که برش می‌دهند، بدانید. در ادامه این مطلب به شما انواع این دستگاه‌ها را معرفی کرده‌ایم.
نحوه کار انواع دستگاه برش لیزر فلزات
برش لیزری یک روش مبتنی بر حرارت است که در آن یک پرتو لیزر متمرکز یک منطقه از هدف را ذوب می‌کند. دستگاه‌های برش لیزری سطح قطعه کار را ذوب و در نهایت با استفاده از انرژی آزاد شده توسط آن، بقایای مانده را تبخیر می‌کنند. این تکنیک می‌تواند با هر نوع ماده‌ای، اعم از فولاد، نیکل، تنگستن، آلومینیوم، برنج یا فلزات بازتابنده مانند طلا و نقره مقابله نماید.
انواع دستگاه برش لیزر فلزات کدام هستند؟
سه شکل مختلف لیزر برای برش فلزات در تولید صنعتی وجود دارد. هر برش لیزری دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است که آنها را از دیگری متمایز می‌کند. دستگاه‌های برش لیزر بر اساس انواع لیزرهای مورد استفاده متمایز هستند. در نتیجه نوع لیزر تعیین‌کننده نوع زیرلایه و ضخامت فلز است.
دستگاه برش لیزری CO2
دستگاه‌های برش لیزر CO2 از گاز CO2 به همراه مخلوطی از گازهای دیگر مانند هلیوم و نیتروژن تشکیل شده‌اند. این نوع مخلوط گاز با تخلیه الکتریکی شارژ می‌شود و سپس پرتو لیزر را تولید می‌کند. طول‌موج این کاترها 10.6 میلی‌متر است.
برش لیزر CO2 به دلیل کارایی و قیمت ارزان‌تر در بین انواع دستگاه برش لیزر فلزات رایج‌ترین و مشهورترین است. این نوع دستگاه‌ها به طور کلی می‌توانند ورق‌های نازک آلومینیوم و سایر فلزات را برش دهند. می‌توان با افزایش محتوای اکسیژن، قدرت پرتو CO2 را افزایش داد، اما این کار در دست افراد بی‌تجربه یا با ماشین‌هایی که برای چنین پیشرفت‌هایی مناسب نیستند، می‌تواند خطرناک باشد.
به منظور برش فلز، این ماشین‌ها باید حداقل توان 150 وات داشته باشند و از کمک اکسیژن استفاده کنند. عدم رعایت اقدامات احتیاطی در حین کار با این دستگاه می‌تواند باعث پارگی، کوری و سوختگی فوری شود. همچنین به دلیل گاز اکسیژن در این ماشین و برخورد نادرست با مخزن گاز، احتمال احتراق یا انفجار نیز وجود خواهد داشت.
دستگاه برش لیزری کریستال
برش‌های لیزری کریستال پرتوهایی از ایتریم اورتو وانادات دوپ شده با نئودیمیم تولید می‌کنند. طول‌موج این برش‌ها در مقایسه با برش‌های لیزری CO2 کوچک‌تر است. بنابراین این نوع دستگاه‌ها می‌توانند مواد ضخیم‌تری را برش دهند.
برش لیزری کریستال به دو شکل وجود دارد: کریستال‌های Nd:YAG (گارنت آلومینیوم ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم) و کریستال‌های Me:YVO (اورتووانادات ایتریم دوپ شده با نئودیمیم). هر دو دستگاه برش فوق‌العاده با قدرت بالا هستند. با این حال این لیزرها بسیار گران بوده، اما تقریبا نیمی از طول عمر لیزرهای فیبر را خواهند داشت. یکی از ایرادات این کاترها فرسودگی سریع قطعات آنها به دلیل عملکرد با قدرت بالا است.
دستگاه برش لیزری فیبر
این نوع لیزر با استفاده از فیبرهای نوری خاص تقویت و بزرگ‌نمایی می‌شود. نام رایج‌تر برش‌های لیزری فیبر لیزر حالت جامد است.
از مزایای قابل توجه این برش لیزری می‌توان به برش فلزات انعکاسی و رسانا، بازدهی سه برابر نسبت به برش لیزر CO2 و عدم وجود قطعات متحرک اشاره کرد. اگرچه برش‌های لیزری فیبر بسیار شبیه به لیزرهای کریستال هستند، اما کارایی بیشتر و تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
لیزرهای فیبر چندین برابر لیزرهای CO2 قدرتمندتر هستند. این بدان معناست که مانند لیزرهای CO2، می‌توانند باعث سوختگی و کوری شوند. اما حتی قرارگرفتن در معرض غیرمستقیم لیزر نیز می‌تواند باعث آسیب شود. در حین کار با این دستگاه‌ها باید حتما از تجهیزات ایمنی مناسب و از محفظه‌های لیزر مناسب استفاده کرد.
کاربرد انواع دستگاه برش لیزر فلزات
در صنعت فلزکاری، جایی که تولید صنعتی نقش اصلی را ایفا می‌کند، بسیاری از مواد فلزی، صرف نظر از سختی آنها، می‌توانند بدون تغییر شکل بریده شوند. ضخامت فولاد صنعتی نزدیک به 20 میلی‌متر اکنون با برش‌های لیزری فلزی پیشرفته قابل برش می‌باشد.
البته برای مواد بسیار بازتابنده مانند طلا، نقره، مس و آلیاژهای آلومینیوم که رسانای خوبی برای گرما هستند، برش لیزر دشوار یا حتی غیرممکن است. برخی مواد برش سخت را می‌توان با پرتو لیزر موج پالسی برش داد.
انواع دستگاه برش لیزر فلزات در پردازش ورق فلز، هوانوردی، هوا فضا، الکترونیک، لوازم الکتریکی، لوازم جانبی مترو، اتومبیل، ماشین‌آلات، کشتی‌ها، تجهیزات متالورژی، آسانسور، لوازم‌خانگی، پردازش ابزار، دکوراسیون، تبلیغات، پردازش فلز و غیره کاربرد دارند.
از این دستگاه‌ها عمدتا برای برش فولاد کربن، فولاد سیلیکون، فولاد ضدزنگ، آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ تیتانیوم، ورق گالوانیزه، ورق روی آلومینیومی، مس و سایر مواد فلزی استفاده می‌شود.
مزایا انواع دستگاه برش لیزر فلزات
در زیر چهار مزیت اصلی برش فلزات با این دستگاه‌ها آورده شده است.
• برش بادقت بالا
پرتو نور فلزات را بادقت بسیار بالا برش می‌دهد. دقت این دستگاه‌ها برای ذوب و تبخیر مواد با بسیاری از روش‌های برش قابل مقایسه نیست. برخی از ابزارهای برش قالب دارای سطوح تحمل حدود 1 تا 3 میلی‌متر هستند، درحالی‌که برش‌های لیزری بادقت 0.003 میلی‌متر برش می‌زنند.
• تطبیق‌پذیری فوق‌العاده برش
عملیات برش لیزری بسیار انعطاف پذیر و همه کاره است. یک برش لیزری در یک‌زمان برای عملیات مختلف، مانند برش‌های ساده، برش‌های پیچیده با جزئیات زیاد، علامت گذاری، حفاری حتی حکاکی به‌خوبی عمل می‌کند. بنابراین، سازندگان نیازی به تعویض ابزارها در طول فرآیند ندارند.
• مصرف برق کم
انواع دستگاه برش لیزر فلزات بر خلاف خیلی از ماشین‌های دیگر نیازی به جابه‌جایی قسمت‌های مختلف دستگاه ندارند. همین مزیت به آنها اجازه می‌دهد تا بدون مصرف انرژی بیش از حد، قطعات مواد را به طور موثر برش دهند.
• آسیب کم یا بدون آسیب
شاید فکر می‌کنید قرار گرفتن در معرض گرما با مواد در برش لیزری ممکن است باعث تاب برداشتن قطعات یا حتی آسیب کلی به آن شود. خب این نادرست است. قطعات تحت تاثیر حرارت در برش لیزری آسیب نمی‌بینند و هیچ تهدیدی برای تحمل ویژگی‌ها یا اجزای سازنده پس از ساخت ایجاد نمی‌کنند.
معایب انواع دستگاه برش لیزر فلزات
برش لیزری فلزات علی‌رغم مزایای بی‌شمار کاستی‌هایی نیز دارد.
• نیاز به اپراتور متخصص
برای استفاده بهینه از برش لیزری، ممکن است نیاز به استخدام یک متخصص برای کار با دستگاه برای ساخت قطعه داشته باشید. به‌عنوان‌مثال، متخصصی که به سرعت خطا یا تنظیم نامناسبی را که ممکن است بر فرایندهای تولید یا حتی یکپارچگی دستگاه تاثیر بگذارد، تشخیص دهد.
• محدودیت در ضخامت فلز
اگرچه برش لیزری می‌تواند با مجموعه گسترده‌ای از مواد، از جمله فلزات، به‌خوبی کار کند، توصیه می‌شود در هنگام برخورد با فلزات ضخیم از روش‌های دیگر برش استفاده کنید. برش‌های لیزری معمولی برای برش ورق‌های آلومینیومی با حداکثر ضخامت 15 میلی‌متر و فولاد 6 میلی‌متر عالی هستند.
• سرمایه گذاری اولیه بالا
هزینه انواع دستگاه برش لیزر فلزات با کیفیت بالا زیاد است. یک برش لیزری معمولی دو برابر هزینه برش واترجت یا پلاسما قیمت دارد. برای شرکت در خدمات برش لیزر به‌عنوان یک وسیله تجاری، باید سرمایه اولیه بالایی را متحمل شوید.
جمع‌بندی
امروزه، وقتی صحبت از برش فلز می‌شود، در واقع بیش از 100 نوع مختلف فلز وجود دارد که می‌توان آنها را پردازش کرد. لیزرهای فیبر، CO2 و کریستالی از انواع دستگاه برش لیزر فلزات هستند. در بین این سه نوع لیزر کریستالی عمدتا برای برش فلزات ضخیم استفاده می‌شود و گران‌تر است. این دستگاه در مقایسه با پردازش لیزر CO2 و فیبر، عمر مفید بسیار کمتری نیز خواهد داشت.
