اگر می خواهید اشکال پیچیده را از چوب یا فلز برش دهید، برش لیزری ابزار بسیار مفیدی است. بیایید در مورد آنها بیشتر بدانیم.
برش لیزری فناوری است که از لیزر برای برش یا سوراخ کردن مواد استفاده می کند. از این فرآیند می توان برای برش مواد مختلف از جمله فلز، چوب، پلاستیک و منسوجات استفاده کرد. برش لیزر در کاربردهای تولیدی که به دقت بالایی نیاز است مفید است. به عنوان مثال، می تواند الگوها یا اشکال پیچیده ای را در قطعات فلزی ایجاد کند که تولید آنها با استفاده از روش های سنتی دشوار است. بنابراین، برش لیزر چگونه کار می کند؟
نحوه کار برش لیزری
فرآیند برش لیزر با ایده شما شروع می شود. هنگامی که آن را توسعه دادید، می توانید از CorelDRAW برای تهیه گرافیک یا هر نرم افزار دو بعدی دیگری استفاده کنید و داده ها را به لیزر ارسال کنید. برش لیزری یک پرتو لیزر پرقدرت تولید می کند که با استفاده از سر لیزر به مواد هدایت می شود. بسته به قدرت لیزر و خواص مواد، پرتو سپس ذوب می‌شود، تبخیر می‌شود یا از طریق مواد می‌سوزد.
لیزر معمولا از یک سیستم کنترل حرکت یا یک سیستم برنامه نویسی منحصر به فرد به نام G-code برای کنترل حرکات لیزر استفاده می کند. G-code به لیزر دستورالعمل‌هایی می‌دهد، به عنوان مثال، کجا حرکت کند و چه مقدار نیرو باید استفاده شود، که به آن اجازه می‌دهد تا مواد را با دقت زیادی برش دهد. برای مثال، یک فایل G-code ممکن است به لیزر بگوید که روی یک تکه چوب در یک خط مستقیم حرکت کند و هزاران برش کوچک در طول مسیر ایجاد کند. با نحوه تهیه فایل G-code آشنا شوید.
این فرآیند یک برش دقیق و تمیز بدون سوختگی یا سوختگی ایجاد می کند. محصول نهایی پس از اتمام برش و خنک شدن مواد از دستگاه خارج می شود، بدون نیاز به کار مجدد مواد. برش لیزری روشی دقیق و همه کاره برای ایجاد همه چیز از قطعات کوچک گرفته تا اجزای پیچیده است.
کاربردهای برش لیزری
در دنیای مدرن، برش لیزری یک فناوری فوق العاده مفید است. در اینجا هشت نمونه از صنایعی که می توان از برش لیزری استفاده کرد آورده شده است:
- ساخت خودرو: به ساخت قطعات و اجزای خودرو با دقت بالا کمک می کند.
- ساخت هوافضا: اغلب برای ساخت قطعات هواپیما به دلیل دقت و کارایی آنها استفاده می شود.
- دستگاه های پزشکی: اغلب در زمینه پزشکی برای دستگاه هایی مانند ضربان ساز و استنت استفاده می شود.
- ساخت وسایل الکترونیکی: برش های لیزری برد مدار و سایر قطعات الکترونیکی را ایجاد می کنند.
- فرآوری مواد غذایی: این ماشین ها به طور فزاینده ای در صنایع غذایی برای کارهایی مانند برش و برش استفاده می شوند.
- تولید پارچه: اغلب برای ایجاد الگوها و اشکال در پارچه استفاده می شود.
- برش شیشه: می توان از آن برای ایجاد طرح های پیچیده در شیشه استفاده کرد.
- نجاری: می توانید از برش لیزری برای ایجاد الگوها و اشکال دقیق در چوب استفاده کنید.
دسته بندی اصلی لیزرها
در اینجا سه نوع از محبوب ترین انواع لیزر مورد استفاده در صنایع مختلف امروزی آورده شده است:
1. لیزر CO2
لیزرهای C02 از دی اکسید کربن و تا حدی از نیتروژن برای بهبود کارایی لیزرهای نور استفاده می کنند. این لیزرها از لوله ای استفاده می کنند که داخل آن گاز است که در آن الکتریسیته بالا بر ذرات گاز فشار وارد می کند و پرتویی از نور مادون قرمز پرقدرت (پرتو لیزر) تولید می کند. لوله در زیر نشان داده شده است.
پرتو لیزر مانند شکل زیر بین آینه های داخل دستگاه لیزر به سمت نازل و در نهایت به محل کار برگشت و عقب می زند.
حرکت لیزر به عقب و جلو بر اساس دستورالعمل های مشخص شده در کامپیوتر، برش مواد را در صورت نیاز تضمین می کند. شما می توانید از لیزر CO₂ برای برش موادی مانند چوب، پلاستیک، تخته سه لا، لاستیک، چرم، کاغذ و پارچه استفاده کنید. این لیزرها نمی توانند مواد دیگری مانند شیشه و سنگ را برش دهند. با این حال، آنها می توانند بر روی آنها حک کنند.
2. لیزر YAG
این لیزرهای حالت جامد از کریستال ایتریوم-آلومینیوم-گارنت (YAG) به عنوان محیط فعال استفاده می کنند. یک منبع انرژی خارجی مانند جریان الکتریکی، الکترون‌های کریستال را تحریک می‌کند و نور لیزر را تولید می‌کند. YAG شامل دو آینه انعکاسی m1 و m2 است که مطابق شکل زیر به انتهای آن متصل شده اند.
یک لامپ کریپتون یا فلاش زنون برای پمپاژ سیگنال ها از m1 به خروجی از طریق m2 استفاده می شود. چراغ قوه یون ها را از منبع برق متصل به زیر آینه ها به سطوح انرژی بالا تحریک می کند. همانطور که انتقال انرژی رخ می دهد، پرتو فوتون برای برش لیزری تولید می شود.
لیزر YAG معمولاً برای اهداف حفاری بر روی موادی مانند فلز استفاده می شود. آنها به دلیل کارایی و پایداری بالا از انواع دیگر متمایز می شوند. آنها همچنین در برابر آسیب گرما و رطوبت مقاوم هستند و برای استفاده در محیط های صنعتی ایده آل هستند.
3. لیزرهای فیبر
لیزرهای فیبر در درجه اول برای پروژه های حکاکی لیزری استفاده می شود و نه به طور صریح برای برش. با این حال، می توانید از آنها برای برش فلزات نازک، معمولاً پس از چندین بار عبور استفاده کنید. این لیزرها با استفاده از فیبر نوری فعال پرتوهایی ایجاد می کنند که سپس به سر برش منتقل می شود. آنها می توانند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم را برش دهند و به دلیل راندمان الکتریکی عالی و هزینه های عملیاتی پایین به خوبی شناخته شده اند.
مزایای برش لیزری
برش لیزری روشی محبوب برای ایجاد طرح ها و اشکال پیچیده در مواد مختلف است. در اینجا هفت مزیت برش لیزر وجود دارد:
- دقت بالا: لیزرها می توانند مواد را با جزئیات و دقت دقیق برش دهند.
- سرعت: سیستم های لیزری می توانند مواد را به سرعت برش دهند و آنها را برای محیط های با تولید بالا ایده آل کند.
- تطبیق پذیری: این تکنیک می تواند مواد مختلفی از جمله چوب، فلز، شیشه و پلاستیک را برش دهد.
- فرآیند تمیز: سیستم‌های لیزری در مقایسه با روش‌های دیگر مانند ماشین‌کاری یا مهر زنی مواد زائد کمی ایجاد می‌کنند یا اصلاً مواد زائد ایجاد نمی‌کنند.
- کنترل کامپیوتری: این بدان معنی است که می توان اشکال و طرح های پیچیده را به راحتی ایجاد کرد.
- مقرون به صرفه: سیستم های لیزری نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند و می توانید از آنها در چندین پروژه استفاده کنید.
- برش لیزری سرگرم کننده است: تماشای برش لیزری از موادی مانند کره رضایت بخش است. چه یک اپراتور با تجربه باشید و چه تازه شروع به کار کرده اید، برش لیزری می تواند تجربه لذت بخشی باشد.
معایب برش لیزری
برش لیزری بدون معایب نیست. در اینجا شش مورد از آنها وجود دارد:
- خطر آتش سوزی: نور ساطع شده توسط برش های لیزری می تواند دمای بسیار بالایی ایجاد کند که می تواند آتش در مواد قابل اشتعال را مشتعل کند.
- می تواند گران باشد: سرمایه گذاری اولیه در یک برش لیزری می تواند بسیار زیاد باشد و هزینه های عملیاتی (مانند مصرف برق) نیز می تواند افزایش یابد.
- نیاز به تعمیر و نگهداری مناسب دارد: آینه ها و لنزها باید تمیز و تراز باشند و اپراتورها باید به طور منظم کل سیستم را کالیبره کنند.
- دود و گرد و غبار خطرناک تولید می کند: برای محافظت از اپراتورها و تجهیزات باید به درستی از محیط کار استخراج شوند.
- می تواند یک روند کند باشد. برش مواد ضخیم‌تر ممکن است زمان زیادی طول بکشد و ویژگی‌های این ماده اغلب سرعت برش را محدود می‌کند.
- تسلط بر آن ممکن است زمان ببرد: در مورد تنظیمات مختلف و چگونگی تأثیر آنها بر برش اطلاعات زیادی وجود دارد، و ممکن است مدتی طول بکشد تا در استفاده از برش لیزری مهارت پیدا کنید.
هر کسی که مایل به سرمایه گذاری در دستگاه برش لیزری است باید این معایب را در نظر بگیرد. با این حال، مزایای آنها برای بسیاری از کاربردها بیشتر است. با مراقبت و نگهداری مناسب، دستگاه برش لیزری می تواند سال ها خدمات بدون مشکل را ارائه دهد.
برش از طریق مواد با دقت
همانطور که بررسی کردیم، برش لیزری یک فناوری جالب است و آینده آن روشن به نظر می رسد. با پیشرفت تکنولوژی، این روش برش قوی تر و دقیق تر خواهد شد. اکثر برش های لیزری می توانند موادی مانند فلز را با دقت بالا برش دهند. و با ادامه محبوبیت بیشتر، تقاضا برای کارگران ماهر در حال افزایش است. کسانی که در کار برش های لیزری آموزش دیده اند، تقاضای بالایی خواهند داشت. از این رو این یک فرصت عالی برای ورود به این فناوری هیجان انگیز است.