بررسی برش لیزری و مزیت‌های آن

بررسی برش لیزری و مزیت‌های آن

برش لیزری فناوری است که در آن از اشعه لیزر برای برش و حکاکی بر روی پارچه، کاغذ، فلزات، چوب و … استفاده می‌شود و  این نوع فناوری در زمینه صنعت کاربرد دارد. دستگاه‌های برش لیزری با متمرکز کردن خروجی یک لیزر قدرتمند روی اجسامی که می‌خواهند بریده شوند، عمل می‌کنند. قسمتی از جسم مورد نظر که بریده می‌شود یا آب شده یا می‌سوزد یا تصعید می‌شود و توسط فشار گاز از روی جسم پاک می‌شود و در نهایت سطح بریده شده با کیفیت خیلی عالی ایجاد می‌شود. لیزر صنعتی در صنایع مختلفی مانند صنایع نظامی، ساختمانی، هوافضا، پزشکی، آزمایشگاهی و پژوهشی، ارتباطاتی، فیزیک، شیمی و … کاربرد دارد.

روش‌های برش فلزات

برش فلزات یکی از فرآیندهای مفید در ساخت و تولید قطعات به دو روش سنتی و مدرن انجام می‌شود که از روش های سنتی برش فلزات میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

• فرزکاری: این روش یکی از روش‌های قدیمی برش فلزات است.
  تراشکاری: در تراشکاری برش قطعه به صورت دورانی انجام می‌شود و قابلیت تولید اشکال مختلف از جمله شکل‌های مخروطی با تغییر وضعیت دستگاه را داراست.
• سنگ زنی: در این روش از سایش بوسیله سنگ جهت برداشتن ماده از سطح فلز استفاده می‌شود و به طور کلی برای تولید سطح‌هایی با کیفیت بالا کاربرد دارد و میزان ضخامتی که از روی قطعه برداشته می‌شود، کم است.
• سمباده زنی: این روش نیز همانند سنگ زنی از سایش استفاده می‌کند با این تفاوت که میزان بار برداشته شده از روی قطعه، از سنگ زنی بسیار کمتر است.
• رزوه زنی: روش‌های مختلفی برای تولید پیچ و مهره و رزوه زنی وجود دارد که می‌توان از استفاده از قلاویز و حدیده، استفاده از دستگاه‌های فرز یا تراش، رولینگ و فرمینگ نام برد.
  اما در مقابل روش‌های مدرن قرار دارند که به دلیل صرفه‌جویی در وقت و هزینه و همچنین کیفیت بالاتر در برش نسبت به روش‌های سنتی برش فلزات کاربرد بیشتری دارند. 

روش‌های متداول‌تر عبارتند از:

• برش هواگاز: برش هواگاز برای برش آهن و فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد و قدمت بالایی دارد. این روش به دلیل تولید لبه‌های تمیز و دقیق، بسیار مناسب است. به طور معمول این روش برای ضخامت‌های 10 تا 2000 میلی‌متر کاربرد دارد ولی با استفاده از یک سری روش‌ها می‌تواند برای ضخامت‌های 6 تا 300 میلی‌متر نیز مورد استفاده قرار گیرد.
• برش پلاسما: این روش به دلیل اینکه تنوع بالایی در قیمت و انجام کار دارد در بسیاری از کارها کاربرد دارد و نسبت به روش هواگاز سرعت بالاتری داشته و در بازه 1 میلی‌متر تا 30 میلی‌متر می‌تواند برای برش فلزات استفاده شود که با استفاده از یونیت‌های خاص میتوان این بازه را بین 0.5 میلی متر تا 160 میلی متر افزایش داد.
• برش لیزر: برش لیزر به عنوان یکی روش‌ها مدرن در بازه 10 تا 25 میلی‌متر مورد استفاده قرار می‌گیرد. لیزر در برش فلزات دارای دقت و کیفیت بالایی است. همچنین استفاده از این روش بسیار آسان می‌باشد و حتی بدون اپراتور نیز میتوان کار برش را انجام داد. لیزر در ضخامت‌های پایین دارای سرعت بالایی بوده ولی سرعت آن در ضخامت‌های بالا به شدت کاهش می‌یابد. برای برش فلزات مختلف از انواع لیزرهای مختلف استفاده می‌شود.
• برش واترجت: در برش واترجت با استفاده از فشار آب فلزات را بسیار دقیق برش می‌دهند. کیفیت لبه‌ها در این روش حتی از برش لیزر فلزات هم بهتر است، زیرا هیچ تنش گرمایی برای فلز ایجاد نمی‌کند. این روش برای هر نوع فلزی با هر ضخامتی کاربرد دارد.
• برش ورق با گیوتین: از روش‌های سریع و بهینه برای برش ورق‌های فلزی میتوان از برش ورق با گیوتین نام برد. در این روش، برش بسیار تمیز و چهارگوش انجام می‌شود. این دستگاه با زاویه و فشار مناسبی، برش را ایجاد می‌کند و مجهز به CNC بوده که برای کنترل فعالیت دستگاه با تنظیم فاصله تیغه‌ها و تنظیم جریان برای انواع ورق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزیت‌های برش لیزری نسبت به روش‌های سنتی

1. در برش لیزر شما نیازی به شیوه‌های سنتی (قالب‌سازی و پرسکاری) ندارید و قطعات بعد از برش لیزر CNC نیاز به ماشین کاری مجدد نیست.
2. در برش لیزر هیچگونه سوختگی بر روی سطح کار و پلیسه پشت کار مشاهده نخواهد شد.
3. در برش توسط اشعه ليزر، از آنجا که اشعه به صورت کانونی می‌تابد، قطعات قبل و بعد از برش تغییر دمای نامحسوسی دارند در نتیجه خواص مكانيكی و فيزيكی متریال مورد استفاده حفظ می‌گردد.
4. با توجه به توان بالای منبع تولیدکننده ليزر دستگاه‌های ليزر سرعت بالایی برای برش ليزری قطعات دارند.
5. در تكنولوژی برش ليزر فلزات، طرح‌های پيچيده و نقشه‌های دو بعدی و هر نقشه طراحی شده توسط ابزاری مثل اتوکد و… به راحتی قابل پیاده سازی می‌باشند.
6. در برش ليزر فلزات بر روی قطعه‌ای که برش می‌خورد هیچگونه فشار فیزیکی اعمال نمی‌شود و در نتیجه شاهد له‌شدگی در لبه‌های قطعات نخواهیم بود.
7. فلزات با دقت بسيار بالایی بریده می‌شوند که این دقت برحسب ضخامت قطعه متفاوت می‌باشد.

انواع برش لیزری

برش لیزری که توسط دستگاه‌های لیزر CNC صورت می‌گیرد به دو بخش برش لیزری فلزات و برش لیزری غیرفلزات تقسیم می‌شود.

برش لیزری غیر فلزات

از این روش میتوان برای برش بسیاری از مواد غیرفلزی مانند ام دی اف، پلکسی گلاس، پارچه، چرم طبیعی و مصنوعی، مواد پلاستیکی و بعضی لاستیک‌ها استفاده کرد. معمولاً دستگاه برش لیزری با لیزر CO2 کار می‌کند و از آن برای برش اغلب مواد غیرفلزی به جز مواد کانی مانند کاشی، سرامیک، شیشه و آینه میتوان استفاده کرد.

برش لیزری فلزات

برای برش فلزات از روش‌های گوناگونی مانند برش لیزری، برش واترجت، هوابرش، برش پلاسما، برش با تیغه‌های برش و… میتوان استفاده کرد. برش لیزری در مواردی کاربرد دارد که کاربر بخواهد فلزات با ضخامت کم (معمولاً کمتر از 8 میلی‌متر) را برش بزند و نیز زمانی که تلورانس مورد نظر پایین است یا به عبارتی دقت برش بالا باشد. البته دستگاه‌های لیزری وجود دارند که قادر به برش فولاد تا چند سانت نیز هستند، اما به دلیل هزینه خرید زیاد و مصرف برق بالا، استفاده از آنها مرسوم نیست.

دستگاه برش لیز CNC (سی ان سی)

با پیشرفت تکنولوژی و نیاز روز افزون به افزایش کیفیت و دقت اجزای ساخته شده، استفاده از دستگاه‌های به روز و پیشرفته امری اجتناب‌ناپذیر می‌باشد. بطوری که هر چقدر قطعات ساخته و مونتاژ شده کیفیت و دقت بالاتری داشته باشند استفاده از دستگاه‌های CNC (سی ان سی) پیشرفته بیشتر احساس می‌شود. 

یکی از مهمترین پارامترهای ساخت هر مجموعه، فرآیند برش و قطعه زنی می‌باشد که از ابتدایی‌ترین مرحله ساخت است. هرچقدر خطا در این مرحله بیشتر باشد کیفیت و دقت قطعه ساخته شده پایین‌تر می‌آید. بنابراین استفاده از دستگاه برش لیزر CNC (سی ان سی) یکی از بهترین راه حل‌های مورد نیاز در این مرحله می‌باشد. زیرا دستگاه برش لیزر CNC (سی ان سی) هم دقت و کیفیت بالا دارد و هم زمان لازم برای برش قطعات آهنی و غیر آهنی و آلیاژی و آلومینیومی و بطور کلی هر نوع آلیاژ فلزی را بشدت کاهش می‌دهد. 

در این میان بر کسی پوشیده نیست دستگاه‌های برش لیزر CNC (سی ان سی) آلمانی در کیفیت حرف اول را در دنیا می‌زنند. کلیه دستگاه‌های کارگاه صنعتی فتح لیزر از نوع آلمانی و پیشرفته (Laser cutting machine) TRUMPF می‌باشند. که دارای قابلیت برش بالایی با هر نوع شکل و طرحی می‌باشد.

در بحث برش لیزر CNC (سی ان سی) دستگاه موجود قابلیت برش ورق‌های آهنی با ضخامت‌های مختلف تا 20 میلی‌متر و طول 6 متر و عرض 2 متر و برای برش ورق‌های استنلس استیل و آلومینیوم و گالوانیزه تا ضخامت 8 میلی‌متر و طول 6 متر و عرض 2 متر را دارد. برای آلیاژهای دیگر نیز به بسته به نوع جنس می‌توان عملیات برش را انجام داد.

کارگاه صنعتی فتح لیزر با توجه به دانش و تجربه 20 ساله در زمینه ساخت و مونتاژ قطعات مختلف کارخانجات و همچنین با دارا بودن دستگاه‌های برش لیزر CNC (سی ان سی) آلمانی (Laser cutting machine) TRUMPF و دستگاه پانچ CNC (سی ان سی) (Laser cutting machine) TRUMP و دستگاه خم CNC این امکان را دارد بهترین خدمات در زمینه برش و پانچ و خمکاری فلزات را به مشتریان و صنعت‌گران و کارخانجات محترم ارائه دهد.

مزایای استفاده از دستگاه‌های برش لیزر CNC (سی ان سی)

1. دقت بسیار بالا در برش بدون ایجاد پلیسه تا 10 میلی‌متر
2. ایجاد هر نوع شکل دلخواه و پیچیده در قطعه براساس خواست مشتری بدون محدودیت
3. صافی سطح بالا
4. عدم وجود تمرکز تنش
5. عدم سوختگی ناشی از برش
6. ضایعات کم متریال
7. ایجاد سوراخ و شیارهای بسیار ریز تا 1 میلی‌متر

نوع گاز مصرفی در فرآیند دستگاه های برش لیزر CNC (سی ان سی) فلزات

در برش لیزر CNC (سی ان سی) فلزات آهنی و آلیاژی و استینلس استیل آلومینیوم و گالوانیزه گازهای مختلفی استفاده می‌شود که کمک به فرآیند برش فلزات با لیزر می‌کند. بیشترین نوع گازهای مورد استفاده در برشکاری با لیزر گاز اکسیژن و نیتروژن می‌باشد که آنچه مسلم است برای بدست آوردن کیفیت و دقت بالاتر گاز نیتروژن از کیفیت بالاتری برخوردار می‌باشد و درنتیجه بسته به در خواست مشتری و نوع فلزات و آلیاژهای مورد استفاده جهت برش لیزر گازها نیز فرق خواهد کرد. به عنوان مثال در بحث برش ورق‌های استینلس استیل و آلومینیوم و… برای کیفیت بهتر و عدم سیاهی در محل برش داده شده باید از گاز نیتروژن جهت برشکاری استفاده کرد.