لیزر ورق آهن

لیزر ورق آهن بخش جدا نشدنی از صنعت برشکاری و ساخت و تولید است. در این فرآیند پرتوهای لیزر روی سطح به صورت متمرکز تابانده می‌شود تا بخار و فرآیند ذوب صورت گیرد. برش ورق آهنی‌با لیزر سطحی کاملا صاف و با دقت بالا و منطبق با نیاز مشتری ایجاد میکند و این روش برشکاری برای ایجاد جزئیات پیچیده اولویت دارد. قیمت برش این روش در مقایسه با سایر روش ها بالاتر است اما کیفیتی که با این روش ایجاد می شود قابل مقایسه با سایر روش های برشکاری ورق آهنی نیست. دستگاه لیزر برش ورق‌آهن بر اساس ضخامت قطعه با توان های متفاوتی کار را پیش میبرد و گازهای مورد استفاده در برشکاری‌ورق آهن نیز بر اساس فرآیند انجام کار متفاوت است.

قیمت لیزر ورق آهن

قیمت لیزر ورق آهن در مقایسه با سایر روش ها دارای هزینه های اولیه بالاتری است. این روش کیفیتی متمایز اراِئه خواهد داد اما برآوردهایی که در نقاط دیگر جهان انجام شده نشان میدهد که از نظر هزینه ممکن است یک برش لیزری معمولی چیزی در حدود سه هزار دلار هزینه داشته باشد که تقریبا دو برابر هزینه هایی است که با روش های واتر جت یا پلاسما ایجاد می شود. قیمت دستگاه برش ورق آهن لیزری در مقایسه با دستگاه های برش مکانیکی به مراتب بالاتر است. 

جدول اطلاعات برش با لیزر

در جدول زیر داده های مربوط به لیزر ورق آهن و با استفاده از سه نوع گاز ارائه شده است:

سرعت فرآیند برشکاری (متر در دقیقه)	گاز مورد استفاده در فرآیند برشکاری (فشار 2 بار)	توان پرتوهای لیزر (وات)	ضخامت ورق آهنی (میلیمتر)
1.6	اکسیژن	300	2
0.5	هوای فشرده	300	2
0.1	نیتروژن	300	2
3.2	اکسیژن	200	0.5
1.2	هوای فشرده	200	0.5
0.3	نیتروژن	200	0.5

ضخامت لیزر ورق آهن

در حال حاضر حداکثر ضخامت ورق قابل ماشین کاری برای فولاد حدود 40 میلی متر است. برای برش لیزری آلومینیوم حداکثر ضخامت صفحه 20 میلی متر است. دلیل کاهش ضخامت برای برش آلومینیوم یا مس پیچیده تر بودن فرآیند برشکاری با لیزر در این مواد است.

دستگاه لیزر ورق

دستگاه برش  ورق آهنی با لیزر  (برش لیزری CNC ) از اجزای زیر تشکیل شده است:

• منبع پرتو لیزر
• ابزار گسیل پرتو لیزر
• عدسی همگرا یا آینه مقعر

پرتو لیزر ساطع شده از منبع به سمت نقطه‌ی بالایی پردازنده هدایت می شود. پرتو لیزر در یک نقطه کانونی توسط هد پردازشگر قرار می گیرد که نیروی مورد نیاز برای برش لیزری را تولید می کند. توان مورد نیاز بین 100 تا 1000 وات بر سانتی متر مربع است.

سه شکل مختلف لیزر برای برش مواد در تولید صنعتی وجود دارد. هر برش لیزری دارای ویژگی های منحصر به فردی است. در ادامه سه نوع برش به اختصار توضیح داده شده:

لیزر ورق با فیبر

دستگاه برش ورق آهنی با فیبر لیزر از قوی ترین دستگاه های برش دقیق هستند. این دستگاه ها در دسته‌ی لیزرهای حالت جامد قرار میگیرد که از لیزرهای رشته ای و از فیبرهای شیشه ای  استفاده می کند. از این دستگاه برش ورق آهنی ، برش قطعات فلزات، آلیاژها و خارج از محدوده ی فلزات برای برش شیشه، پلاستیک و حتی چوب موثر هستند. به غیر از عملیات برش ساده، برای حکاکی و پرداخت مجدد بر روی فلز نیز این روش مناسب است.

برش لیزری ورق آهن با CO2

لیزرهای CO2 با عبور جریان الکتریسیته از طریق لوله های مخروطی که با گاز پر شده و پرتو نور را تولید می کنند فرآیند برشکاری ورق آهنی را پیش میبرد. ترکیب گازهای مورد استفاده عمدتاً حاوی دی اکسید کربن و گازهای بی اثر – هلیوم و نیتروژن است که رایج ترین اشکال گاز برش لیزری هستند.

برش با لیزرهای کریستالی

برش لیزری کریستال به دو شکل وجود دارد:

• کریستال های گارنت آلومینیوم ایتریم دوپ شده با نئودیمیم
• و کریستال های اورتووانادات ایتریم دوپ شده با نئودیمیم

هر دو دستگاه برش لیزری ورق آهن فوق العاده پر قدرت هستند. با این حال، قیمت بسیار زیادی دارند. این دستگاه ها برای برش فلزات پوشش‌دار و بدون پوشش به کار میروند و علاوه بر فلزات، برای پلاستیک و حتی سرامیک در شرایط خاص مناسب هستند.

روش برش با لیزر

برش لیزری ورق آهن توسط دو فرآیند اجرا می شود. از یک طرف پرتوی لیزر به صورت متمرکز در نقطه ی برش جذب و در نتیجه انرژی مورد نیاز برای برش ورق آهنی اعمال می شود و از سوی دیگر دستگاه برش لیزری ورق آهن با لیزر توسط نازل برش به صورت متحد المرکز شکل گرفته که گاز دمنده برای برش لیزری را فرآهم میکند. این گاز وظیفه ی محافظت از ورق در برابر پاشش گازهای مخرب تولید شده را دارد و همزمان مواد اضافی را که طی فرآیند برشکاری ورق آهنی توسط لیزر تولید می شود از بین می برد. به طور کلی شرایط محصول نهایی برش ورق آهن با لیزر به دو مورد زیر وابسته است:

• نوع گازی که در فرآیند برشکاری استفاده می شود
• محدوده ی دمایی که برشکاری ورق آهن در آن انجام شده

برش لیزری CNC ورق آهن

لیزر ورق آهن توانایی پوشش دهی بسیاری از نیازهای صنعت برشکاری را خواهد داشت. محدوده ی برشکاری فلزات از ضخامت 30 میلیمتری تا برش ورق آهن با دقت بسیار بالا را پوشش می دهد. برای برش لیزری CNC ورق آهن از  انواع مختلفی از لیزرهای CO2 استفاده می شود. در مقایسه با سایر فرآیندهای برش لیزری میتوان گفت برای ایجاد برش های دقیق خصوصا در ابعاد کوچک قیمت برش ورق آهن لیزری مقرون به صرفه است.

مزیت استفاده از روش برشکاری لیزری برای آهن در مقایسه با آلومینیوم یا مس

از آنجایی که بخش بزرگی از تشعشع ارائه شده توسط لیزر در ابتدای فرآیند منعکس می شود، توان یا شار بسیار بالاتری برای نفوذ به مواد مورد نیاز است. عملکرد برش در فلزاتی مانند آلومینیوم به طور قابل توجهی کمتر از مواد آهنی است. دلیل این امر رسانایی حرارتی بسیار بالاتر مس و آلومینیوم و این واقعیت است که هیچ اکسیداسیون حمایتی طی فرآیند برشکار صورت نمی گیرد. برای برش لیزری مس، آلومینیوم و سایر فلزات با رسانایی حرارتی بالا، نمی توان از لیزر CO2 استفاده کرد یا درصورت استفاده از این گاز محدودیت های بسیار وجود دارد.

لیزر ورق آهن مکان ایجاد لبه هایی صاف و بدون سوراخ و هیچ اخلالی را پس از پایان کار خواهد داشت. به همین دلیل است که در مواردی که بیش از پیش بحث ظریفکاری در برش مطرح باشد، مانند فناوری های مرتبط با پزشکی ، لیزر اولویت خواهد داشت.

آیا دستگاه برش لیزری ورق آهن می تواند ورق آهن را برش دهد؟

برش لیزری ورق آهن نسبت به روش پلاسما دارای مزایایی است. دقت بیشتری دارد و انرژی کمتری هنگام برش قطعات فلز مصرف می شود اما از نظر ضخامت اغلب دستگاه برش لیزری ورق آهن توانایی رقابت با روش پلاسما را ندارند.