برش لیزری، به عنوان یک فناوری پردازش پیشرفته، دارای چشم انداز کاربردی گسترده و فضای توسعه است. فرصت ها و چالش های بیشتری را برای زمینه های تولید و فرآوری صنعتی به ارمغان می آورد. پیش بینی رشد برش لیزر فیبر، TEYU S&A سازنده چیلر، چیلر لیزری پیشرو در صنعت CWFL-160000 را برای خنک کردن دستگاه های برش لیزر فیبر 160 کیلوواتی راه اندازی کرد. در این مقاله جامع مجله لیزر به سراغ بررسی دستگاههای برش لیزری رفتهایم.
ورود دستگاه برش لیزری به صنعت
با پیشرفت تکنولوژی، برش لیزری به تدریج به یک روش مهم در زمینه های تولید و فرآوری صنعتی تبدیل شده است. در مقایسه با روش های برش سنتی، برش لیزری دارای مزایای بی شماری است. هدف این مقاله مقایسه برش لیزری با فرآیندهای برش سنتی، بررسی نقاط قوت، ضعف و دامنه کاربرد آنهاست.
نحوه کار دستگاه برش لیزری
ماشینهای برش لیزری از پرتوهای لیزری با چگالی بالا برای تابش قطعات کار استفاده میکنند و باعث میشوند که مواد در ناحیه تحت تابش ذوب شوند، تبخیر شوند یا به نقطه اشتعال خود برسند. به طور همزمان، جریان هوا به صورت هم محور با پرتو، مواد ذوب شده را دور می کند و باعث برش قطعه کار می شود. این روش دارای سرعت برش بسیار بالاتری نسبت به روش های سنتی است و در عین حال دقت بسیار بالایی را تا 0.05 ± میلی متر حفظ می کند. بنابراین، برش لیزری مزیت مشخصی در تولید محصولات با دقت بالا و با کیفیت بالا دارد.
گستردگی طیف مواد قابل برش
دستگاه های برش لیزری می توانند فلزات و مواد غیرفلزی مختلف از جمله فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، آلیاژهای آلومینیوم، پلاستیک و غیره را برش دهند. این طیف گسترده ای از سازگاری مواد منجر به کاربردهای گسترده برش لیزر در بسیاری از صنایع شده است.
مصرف انرژی بهینه تر
دستگاههای برش لیزر انرژی کمتری مصرف میکنند و دود یا گازهای مضر تولید نمیکنند و به این ترتیب آنها را به روشی سازگار با محیط زیست و کممصرف انرژی تبدیل میکند. در طول فرآیند تولید، برش لیزری حداقل ضایعات را تولید می کند و به کاهش هزینه های تولید و بار زیست محیطی برای شرکت ها کمک می کند.
قابلیت برش اشکال مختلف
دستگاه های برش لیزری می توانند اشکال مختلف پیچیده مانند اجسام سه بعدی و اشکال نامنظم را برش دهند. این انعطاف به برش لیزری مزیت قابل توجهی در تولید محصولات پیچیده می دهد.
روشهای برش مکانیکی سنتی معمولاً فقط میتوانند اشیاء را با اشکال منظم برش دهند و ممکن است محدودیتهایی در برش اشکال پیچیده وجود داشته باشد. اگرچه اشکال پیچیده را می توان از طریق برخی از فرآیندهای خاص به دست آورد، عملیات چالش برانگیزتر است و کارایی کمتری دارد.
دقت برش در دستگاههای لیزری
یکی از اصلیترین تفاوتها میان برش لیزری و برش معمولی، دقت آنهاست. برش لیزری به دلیل استفاده از پرتوهای نوری با قطر بسیار کوچک، قادر به ایجاد برشهای بسیار دقیق است. این روش به خصوص در کاربردهایی مانند صنایع الکترونیک، جواهرسازی و ساخت قطعات با تلورانسهای بالا بسیار محبوب است. در مقابل، برشهای مکانیکی مانند استفاده از اره یا دستگاههای تراشکاری مکانیکی معمولاً به دلیل داشتن ابزارهای فیزیکی محدودیت بیشتری در دقت دارند و ایجاد جزئیات پیچیده دشوارتر است.
سرعت و کارایی در برش لیزری
در برخی از مواد و قطعات ضخیم، برش لیزری میتواند سریعتر و کارآمدتر باشد. این تکنولوژی میتواند به سرعت و با دقت بالا قطعات متنوعی از فلزات، پلاستیکها و حتی شیشهها را برش دهد. همچنین، برش لیزری نیاز به تغییر ابزارها برای مواد مختلف ندارد، در حالی که در برشهای مکانیکی معمولاً برای هر ماده ابزار خاصی مورد نیاز است.
حرارت و آسیب به ماده
یکی از چالشهای برش لیزری، تولید حرارت در فرآیند برش است که ممکن است باعث تغییرات حرارتی در اطراف محل برش شود. با این حال، این مسئله با تکنولوژیهای پیشرفتهتر قابل کنترل است. از سوی دیگر، در برشهای مکانیکی، اصطکاک ابزار با ماده منجر به تولید حرارت میشود که میتواند به سایش یا تغییرات سطحی ناخواسته منجر شود.
عدم نیاز به تماس مستقیم
برش لیزری از پرتوهای نوری برای برش مواد استفاده میکند و نیازی به تماس مستقیم ابزار با قطعه ندارد. این ویژگی باعث کاهش سایش ابزار و افزایش عمر دستگاه میشود. اما در برشهای مکانیکی، ابزار مستقیماً با قطعه تماس دارد و همین امر باعث ایجاد سایش و نیاز به تعویض ابزار میشود.
هزینههای بهینه در دراز مدت
هزینهی اولیه راهاندازی دستگاههای برش لیزری معمولاً بیشتر از دستگاههای مکانیکی است. اما در درازمدت، به دلیل کاهش هزینههای نگهداری و ابزار، برش لیزری میتواند مقرونبهصرفهتر باشد. همچنین، سرعت و دقت بالای این تکنولوژی میتواند بهرهوری را افزایش داده و هزینههای تولید را کاهش دهد.
انعطافپذیری در مواد
برش لیزری به دلیل استفاده از لیزر با قابلیت تنظیم پارامترها، انعطاف بیشتری در برش مواد مختلف دارد. از فلزات و چوب گرفته تا پلاستیکها و شیشه، برش لیزری میتواند بر روی طیف وسیعی از مواد عملکرد داشته باشد. در مقابل، برش مکانیکی محدودتر است و هر ماده به ابزار خاص خود نیاز دارد.
جمعبندی
در نهایت، انتخاب بین برش لیزری و برش مکانیکی بستگی به نیازهای پروژه، نوع ماده، دقت مورد نیاز و بودجه دارد. اگر دقت، سرعت و عدم آسیب به ماده اهمیت زیادی داشته باشد، برش لیزری گزینهی بهتری است. اما اگر هزینه و سادگی فرآیند مهمتر باشد، برش مکانیکی همچنان جایگاه خود را حفظ میکند.