انواع دستگاه برش لیزری: دقتی در حد میکرو متر
دستگاه‌های برش لیزری با استفاده از پرتوهای متمرکز نور لیزر، مواد مختلف را برش می‌دهند. این دستگاه‌ها به دلیل دقت بسیار بالا، سرعت برش مناسب و کیفیت بالای سطح برش، در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، هوافضا، الکترونیک، پزشکی و… کاربرد گسترده‌ای دارند.
چگونه دستگاه برش لیزری کار می‌کند؟
دستگاه برش لیزری یکی از ابزارهای دقیق و پرکاربرد در صنعت است که برای برش انواع مواد از جمله فلزات، پلاستیک، چوب و… به کار می‌رود. این دستگاه با استفاده از پرتو متمرکز لیزر، مواد را ذوب کرده و برش می‌دهد.
مراحل کار دستگاه برش لیزری به صورت خلاصه به شرح زیر است:
- تولید پرتو لیزر: در داخل دستگاه، با استفاده از یک منبع انرژی (مانند گاز، جامد یا فیبر نوری)، پرتو لیزر تولید می‌شود. این پرتو دارای انرژی بسیار بالایی است و به صورت یک پرتو باریک و متمرکز در می‌آید.
- هدایت پرتو لیزر: پرتو لیزر تولید شده، از طریق آینه‌ها و لنزهای مخصوص به سمت سطح ماده‌ای که قرار است برش داده شود، هدایت می‌شود.
- تمرکز پرتو لیزر: با استفاده از لنزهای خاص، پرتو لیزر در یک نقطه بسیار کوچک و دقیق بر روی سطح ماده متمرکز می‌شود. این تمرکز باعث می‌شود که انرژی لیزر در یک نقطه کوچک متمرکز شده و دمای آن به شدت افزایش یابد.
- ذوب و برش ماده: با برخورد پرتو لیزر به سطح ماده، دمای نقطه برخورد به شدت افزایش یافته و باعث ذوب شدن موضعی ماده می‌شود. در ادامه، گاز کمکی (مانند اکسیژن یا نیتروژن) به محل برش دمیده می‌شود تا بخارهای حاصل از ذوب را از محل برش دور کند و برش تمیزتری ایجاد شود.
- حرکت هد دستگاه: دستگاه برش لیزری به صورت خودکار و بر اساس برنامه‌ای که به آن داده شده است، هد خود را بر روی سطح ماده حرکت می‌دهد تا برش مورد نظر را ایجاد کند.
مزایای استفاده از دستگاه برش لیزری
- دقت بسیار بالا: برش با دقت در حد میکرومتر
- سرعت برش بالا: کاهش زمان تولید
- کیفیت بالای سطح برش: نیازی به عملیات پرداخت اضافی
- عدم تماس فیزیکی با قطعه کار: جلوگیری از تغییر شکل قطعه
- قابلیت برش انواع مواد: فلزات، غیرفلزات و مواد مرکب
- انعطاف پذیری بالا: قابلیت برش طرح‌های پیچیده و متنوع
همچنین بخوانید: تیغ اره | تیغ اره نواری
انواع دستگاه برش لیزری بر اساس منبع تولید لیزر به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
۱. دستگاه برش لیزری CO2
منبع تولید لیزر: گاز کربن دی‌اکسید
کاربرد: برش مواد غیرفلزی مانند چوب، پلاستیک، چرم، پارچه، کاغذ، شیشه و برخی فلزات با ضخامت کم
مزایا:
- هزینه اولیه کمتر نسبت به لیزرهای فیبر
- قابلیت برش مواد غیرفلزی با ضخامت بالا
معایب:
- سرعت برش کمتر نسبت به لیزرهای فیبر
- کیفیت برش لبه‌ها نسبت به لیزرهای فیبر پایین‌تر
- نیاز به محیط کاری تمیز و خشک
۲. دستگاه برش لیزری فیبر
منبع تولید لیزری: فیبر نوری
کاربرد: برش انواع فلزات از جمله فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، مس و …
مزایا:
- سرعت برش بسیار بالا
- کیفیت برش بسیار عالی
- عمر طولانی منبع لیزر
- قابلیت برش مواد با ضخامت بالا
معایب:
- هزینه اولیه بالا نسبت به لیزرهای CO2
انواع دستگاه برش لیزری بر اساس نوع کاربرد
۱.دستگاه برش لیزری دو بعدی
برای برش قطعات تخت و دو بعدی استفاده می‌شود.
چگونگی عملکرد دستگاه برش لیزری دو بعدی
- تولید پرتو لیزر: یک منبع نور لیزر (معمولاً CO2 یا فیبر) پرتو لیزر بسیار قدرتمندی را تولید می‌کند.
- هدایت پرتو: پرتو لیزر از طریق آینه‌ها و لنزها به سمت سطح ماده هدایت می‌شود.
- تمرکز پرتو: لنزها پرتو لیزر را در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز می‌کنند تا انرژی آن افزایش یابد.
- برش ماده: با برخورد پرتو لیزر به سطح ماده، دما به شدت افزایش یافته و ماده ذوب یا تبخیر می‌شود.
- حرکت هد: هد دستگاه بر اساس برنامه از پیش تعیین شده، بر روی سطح ماده حرکت کرده و برش مورد نظر را ایجاد می‌کند.
مزایای استفاده از دستگاه برش لیزری دو بعدی
- دقت بسیار بالا: برش با دقت در حد میکرومتر
- سرعت برش بالا: کاهش زمان تولید
- کیفیت سطح برش بسیار خوب: نیازی به عملیات پرداخت اضافی
- عدم تماس فیزیکی با قطعه کار: جلوگیری از تغییر شکل قطعه
- انعطاف‌پذیری بالا: قابلیت برش طرح‌های پیچیده و متنوع
- کاهش ضایعات: به دلیل دقت بالا، ضایعات تولید شده در فرآیند برش بسیار کم است.
کاربردهای دستگاه برش لیزری دو بعدی
- صنعت خودروسازی: برش قطعات بدنه خودرو، شاسی و …
- صنعت هوافضا: برش قطعات هواپیما و ماهواره
- صنعت الکترونیک: برش برد مدار چاپی و قطعات الکترونیکی
- صنعت تبلیغات: ساخت تابلوهای تبلیغاتی و حروف برجسته
- صنعت دکوراسیون: برش شیشه، آینه و مواد تزئینی
- صنعت پوشاک: برش پارچه و چرم
- صنعت ساخت و ساز: برش ورق‌های فلزی و ساخت قطعات ساختمانی
محدودیت‌های دستگاه برش لیزری دو بعدی
- محدودیت در برش قطعات حجیم: برای برش قطعات سه بعدی، دستگاه‌های برش لیزری سه بعدی مناسب‌تر هستند.
- هزینه اولیه بالا: خرید و راه‌اندازی این دستگاه‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری قابل توجهی دارد.
- ایمنی: استفاده از این دستگاه‌ها نیاز به رعایت نکات ایمنی دارد تا از بروز حوادث جلوگیری شود.
۲.دستگاه برش لیزری سه بعدی
برای برش قطعات حجیم و سه بعدی استفاده می‌شود.
چطور دستگاه برش لیزری سه بعدی کار می‌کند؟
در این دستگاه‌ها، پرتو لیزر با استفاده از سیستم‌های حرکتی چند محوره (معمولاً ۵ یا ۶ محور) بر روی سطح ماده حرکت می‌کند. این سیستم‌های حرکتی به دستگاه اجازه می‌دهند تا در جهات مختلف حرکت کرده و برش‌های پیچیده را ایجاد کند.
- تولید پرتو لیزر: مانند دستگاه‌های دو بعدی، یک منبع نور لیزر (معمولاً فیبر) پرتو لیزر بسیار قدرتمندی را تولید می‌کند.
- هدایت پرتو: پرتو لیزر از طریق آینه‌ها و لنزها به سمت سطح ماده هدایت می‌شود.
- تمرکز پرتو: لنزها پرتو لیزر را در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز می‌کنند تا انرژی آن افزایش یابد.
- حرکت هد: هد دستگاه بر اساس برنامه از پیش تعیین شده، در جهات مختلف حرکت کرده و برش مورد نظر را ایجاد می‌کند. سیستم‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC) به دستگاه اجازه می‌دهند تا با دقت بسیار بالا حرکت کرده و برش‌های پیچیده را انجام دهد.
مزایای استفاده از دستگاه برش لیزری سه بعدی
- برش قطعات پیچیده: قابلیت برش قطعات با هندسه‌های پیچیده و سطوح منحنی
- دقت بسیار بالا: برش با دقت در حد میکرومتر
- سرعت برش بالا: کاهش زمان تولید
- کیفیت سطح برش بسیار خوب: نیازی به عملیات پرداخت اضافی
- عدم تماس فیزیکی با قطعه کار: جلوگیری از تغییر شکل قطعه
- انعطاف‌پذیری بالا: قابلیت برش انواع مواد و ضخامت‌ها
- کاهش ضایعات: به دلیل دقت بالا، ضایعات تولید شده در فرآیند برش بسیار کم است.
- خودکارسازی: بسیاری از فرآیندها قابل برنامه‌ریزی و خودکارسازی هستند.
کاربردهای دستگاه برش لیزری سه بعدی
- صنعت خودروسازی: تولید قالب‌های پیچیده، برش قطعات بدنه خودرو و شاسی با اشکال پیچیده
- صنعت هوافضا: ساخت پروانه‌ها، قطعات موتور و بدنه هواپیما
- صنعت پزشکی: تولید ایمپلنت‌ها، ابزارهای جراحی و قطعات پروتز
- صنعت قالب‌سازی: ساخت قالب‌های تزریق پلاستیک و قالب‌های ریخته‌گری
- صنعت هنر و معماری: ساخت مجسمه‌ها، قطعات تزئینی و نمونه‌های اولیه
۳.دستگاه برش لیزری لوله و پروفیل
برای برش لوله‌ها و پروفیل‌های فلزی با دقت بالا استفاده می‌شود.
چگونه دستگاه برش لیزری لوله و پروفیل کار می‌کند؟
این دستگاه‌ها با استفاده از پرتو لیزر متمرکز، مواد را ذوب کرده و برش می‌دهند. تفاوت اصلی آن‌ها با دستگاه‌های برش لیزری تخت در این است که دستگاه‌های برش لوله و پروفیل دارای یک محور چرخشی هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد لوله یا پروفیل را بچرخانند و برش‌های دایره‌ای، طولی یا هر شکل دلخواه دیگری را روی آن ایجاد کنند.
- تولید پرتو لیزر: یک منبع نور لیزر (معمولاً فیبر) پرتو لیزر بسیار قدرتمندی را تولید می‌کند.
- هدایت پرتو: پرتو لیزر از طریق آینه‌ها و لنزها به سمت سطح ماده هدایت می‌شود.
- تمرکز پرتو: لنزها پرتو لیزر را در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز می‌کنند تا انرژی آن افزایش یابد.
- حرکت هد و لوله: هد دستگاه بر اساس برنامه از پیش تعیین شده، بر روی سطح لوله حرکت کرده و پرتو لیزر با چرخش لوله، برش مورد نظر را ایجاد می‌کند.
مزایای استفاده از دستگاه برش لیزری لوله و پروفیل
- دقت بسیار بالا: برش با دقت در حد میکرومتر
- سرعت برش بالا: کاهش زمان تولید
- کیفیت سطح برش بسیار خوب: نیازی به عملیات پرداخت اضافی
- عدم تماس فیزیکی با قطعه کار: جلوگیری از تغییر شکل قطعه
- انعطاف‌پذیری بالا: قابلیت برش انواع لوله‌ها و پروفیل‌ها با اشکال مختلف
- کاهش ضایعات: به دلیل دقت بالا، ضایعات تولید شده در فرآیند برش بسیار کم است.
- خودکارسازی: بسیاری از فرآیندها قابل برنامه‌ریزی و خودکارسازی هستند.
کاربردهای دستگاه برش لیزری لوله و پروفیل
- صنعت خودروسازی: برش لوله‌های شاسی، قطعات سیستم اگزوز و…
- صنعت ساخت و ساز: برش پروفیل‌های آلومینیومی برای ساخت پنجره و درب
- صنعت مبلمان فلزی: برش لوله‌ها و پروفیل‌های فلزی برای ساخت مبلمان
- صنعت تجهیزات ورزشی: برش لوله‌ها برای ساخت دوچرخه، موتورسیکلت و…
- صنعت کشاورزی: برش لوله‌ها برای ساخت سیستم‌های آبیاری
عوامل موثر در انتخاب دستگاه برش لیزری
- نوع ماده‌ای که قرار است برش داده شود
- ضخامت ماده
- دقت و کیفیت مورد نیاز
- سرعت برش
- بودجه
جمع‌بندی
دستگاه‌های برش لیزری به دلیل دقت، سرعت و کیفیت بالای برش، به یکی از مهم‌ترین ابزارهای تولید در صنایع مختلف تبدیل شده‌اند. انتخاب نوع مناسب دستگاه برش لیزری به عوامل مختلفی بستگی دارد و بهتر است با توجه به نیازهای خاص هر پروژه، دستگاه مناسب را انتخاب کنید.