برشکاری لیزر

برشکاری لیزری (Laser Cutting) یکی از روش های برش گرم قطعات فولادی محسوب می گردد. در این روش از اشعه لیزر به منظور برش قطعات مختلف استفاده می شود. در واقع تکنولوژی مورد استفاده در برشکاری لیزری ، استفاده از برش CNC با لیزر می باشد.

این روش در ابتدا برای ایجاد سوراخ در قالب های الماس مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۶۷ دستگاه برش لیزری به کمک جت اکسیژن به منظور برش فلزات توسط بریتانیا ساخته شد. برشکاری با لیزر علاوه بر صرفه جویی در زمان و هزینه موجب ارتقای کیفیت محصولات نیز می گردد.

نحوه عملکرد برشکاری لیزری

در برشکاری لیزر در ابتدا برای تولید اشعه لیزر ، مواد تولید لیزر را در دستگاه مخصوص قرار می دهند. سپس با استفاده از جریان الکتریکی و یا سایر روش ها آن را تحریک می نمایند. اشعه لیزر تولید شده با استفاده از آینه ها به سمت نازل برش هدایت شده و توسط یک لنز متمرکز می گردد. اشعه لیزر موجب بالا رفتن دمای قطعه شده و در همین حین گاز پر فشاری نیز دمیده می شود و در نهایت برش انجام می گردد. در واقع قسمتی که در اثر گرمای شدید حاصل از اشعه لیزر آب می شود، توسط فشار گاز از روی قطعه مورد نظر پاک شده و در نهایت برش انجام می شود. برشکاری با لیزر برای برش ورق های با ضخامت پایین (تا حدود ۱/۲۵ اینچ) بسیار مناسب است.

انواع لیزر در برشکاری لیزر

لیزری که در این روش به کار گرفته می شود به انواع لیزر گازی ، شیمیایی ، جامد (Nd:YAG) ، فیبری ، رادیواکتیو و … دسته بندی می گردد. یکی از پر استفاده ترین نوع آن دستگاه های لیزری هستند که با استفاده از گاز دی اکسید کربن (CO₂) کار می کنند. در این روش از ترکیب گاز دی اکسید کربن و لیزر برای برشکاری استفاده می گردد. این روش برشکاری لیزر برای برش انواع قطعات فلزی و غیر فلزی قابل استفاده است.

لیزر Nd: YAG یکی دیگر از پرکاربردترین لیزرهاست که هم برای برشکاری و هم به منظور حکاکی قابل استفاده می باشد. در مقایسه با CO₂ این روش برشکاری لیزری موجب تنظیم و انتقال آسان تر پرتو تا فاصله های زیاد می گردد. همچنین نگهداری و تعمیر آن آسان تر است. اما در مقابل برشکاری با لیزر CO₂ بازدهی بالاتر و هزینه اولیه پایین تری دارد.

مزایا

روش برشکاری با لیزر دارای مزایایی همچون سرعت بسیار بالا، دقت بسیار بالا (بدون ایجاد پلیسه) و عدم نیاز به ماشین کاری مجدد است. از مزیت های اصلی برشکاری لیزری نسبت به سایر روش های برشکاری انرژی متمرکز شده آن و در نتیجه قطر کانونی کمتر می باشد. در نتیجه تغییر دمای قطعات پیش و پس از برش نامحسوس بوده و از این رو خواص مکانیکی و فیزیکی متریال حفظ می گردد. همچنین برشکاری لیزری امکان ایجاد هر نوع شکل دلخواه و پیچیده ای را فراهم می کند. علاوه بر این برشکاری لیزری موجب عدم نیاز به روش های سنتی پرسکاری و قالب سازی می گردد.

در مقایسه با روش های سنتی، برشکاری با لیزر راحت تر بوده و امکان برش منحنی را نیز فراهم می نماید. برشکاری با این روش نیازی به ساخت قالب برای برش نمی باشد. این امر موجب حذف هزینه های سنگین ساخت قالب می شود. پرتی و ضایعات ایجاد شده در برشکاری لیزری کم می باشد. برشکاری با لیزر هیچ گونه سوختگی بر روی سطح کار ایجاد نمی کند. علاوه بر این از آنجایی که در این روش هیچ گونه فشار فیزیکی بر سطح قطعات اعمال نمی گردد، له شدگی در لبه های قطعات ایجاد نمی شود. این امر به ویژه در برش و ساخت قطعات حساس از اهمیت بالایی برخوردار است.

نکات ایمنی برشکاری با لیزر

در حین کار دستگاه برشکاری لیزری ، اپراتور دستگاه نباید به هیچ عنوان محل مورد نظر را ترک نماید. در غیر این صورت ممکن است حوادث غیر قابل جبرانی رخ دهد. از مهم ترین موضوعات دیگری که باید به آن توجه داشت رعایت نکات ایمنی در حین برشکاری قطعاتی است که نور را از سطح خود منعکس می نمایند. زیرا انعکاس نور از سطح این قطعات می توند سبب آسیب به محیط کارگاه، دستگاه برشکاری لیزری و حتی بدن انسان گردد. برای برشکاری این قطعات که قطعات آلومینیومی نمونه ای از آن می باشد، باید از اپراتورهای ماهر و با تجربه کافی استفاده کرد.

برای مطالعه بیشتر:

برش هواگاز