امروزه صنعت جدیدی بر روی کار آمده است، صنعتی که روز به روز بیشتر در زندگی ما نفوذ می‌کند و تقریباً در هر فعالیتی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛برش لیزری. تکنولوژی برش لیزری دقت بیشتری را در فعالیت‌ها برای ما به ارمغان می‌آورد و سرعت زیادی به کار می‌بخشد و از اتلاف وقت جلوگیری می‌کند. در این مقاله از فولاد تجارت میلاد تبریز به بررسی تکنولوژی برش لیزری می‌پردازیم پس با ما همراه باشید.
تعریف ساده از برش لیزری این است که در این فناوری اشعه لیزر از یک خروجی قوی لیزر به اجسامی که می‌خواهیم برش داده شوند تابیده می‌شود، سپس قسمتی از جسم که بریده می‌شود با توجه به متریال جسم یا ذوب می‌شود یا می‌سوزد و یا تصعید شده و به بخار تبدیل می‌شود و در همه این حالت‌ها، فشار گاز آن را از روی جسم پاک می‌کند تا جسم برش داده شده نهایی با کیفیت عالی و دقت بالا در اختیار ما قرار بگیرد.
و اما لیزر چیست؟ لیزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می‌باشد که به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است. جالب است بدانید که اولین کشف در مورد لیزر به سال‌های ۱۹۶۰ برمی‌گردد. اولین‌بار تولید لیزر از گاز CO۲ در سال ۱۹۶۱ توسط (Javan, Bennett, Hereto) صورت گرفت.
انواع مختلف لیزر
جالب است بدانید که لیزرهایی که روزانه مورد استفاده قرار می‌گیرند انواع مختلفی دارند، مانند: لیزر شیمیایی، لیزر جامد، لیزر گازی، لیزر فیبری، لیزر رادیواکتیو و … اما از بین آن‌ها تنها دو نوع‌شان کاربرد صنعتی دارند؛ لیزر گازی و لیزر جامد.
نکته‌ی جالب توجه دیگر این است که هر کدام از لیزرهای گازی و جامد نیز انواع مختص به خود را دارند؛ به عنوان مثال در میان لیزرهای گازی، از لیزر گازی CO2 برای برش دادن و حکاکی بر روی انواع مواد مانند چوب، شیشه، پارچه و … استفاده می‌شود و به نوعی می‌توان گفت که پرکاربردترین و محبوب‌ترین لیزر گازی در میان صنایع مختلف است. در میان انواع لیزرهای جامد نیز لیزر جامد یاگ از محبوبیت زیادی برخوردار است که از آن براش برش و حکاکی انواع فلزات استفاده می‌کنند.
دو نوع دیگر از لیزرها که کاربرد زیادی در صنعت دارند لیزرهای ND و ND-YAG می‌باشند. این دو لیزر بسیار شبیه به هم هستند و سبک و روش یکسانی دارند و تنها تفاوت آن‌ها در کاربردشان است. لیزر ND-YAG بیشتر برای حکاکی بر روی قطعاتی که به قدرت بسیار زیادی نیاز دارند و همچنین برای تضعیف ماده استفاده می‌شود. و اما لیزرهای ND در مواقعی که قدرت زیاد همراه با تکرارپذیری بالا مورد نیاز است استفاده می‌شوند.
البته همانطور که گفتیم پرکاربردترین نوع لیزرها، لیزر CO2 است که برای برشکاری صنعتی بسیاری از مواد از جمله فولاد، آلومینیوم، فولاد ضدزنگ، تیتانیم، کاغذ، موم، پلاستیک، چوب و پاچه استفاده می‌شود.
به طور کلی دستگاه‌های CNCای که از تکنولوژی لیزر استفاده می‌کنند از مزایای زیادی مانند سرعت بسیار بالا، خروجی‌های کاملاً یکسان به دلیل استفاده از کامپیوتر، درصد خطای پایین، نداشتن آلودگی صوتی و … برخوردار هستند و به همین دلیل امروزه در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند، از جمله در صنایع هوافضا، پزشکی، ساختمانی، فیزیک و شیمی، نظامی، ارتباطاتی و …
لیزرها به طور کلی از سه قسمت اصلی تشکیل شده‌اند:
- پمپ انرژی یا چشمه انرژی
- تشدیدکننده اپتیکی که شامل دو آینه می‌باشد
- ماده پایه و فعال که لیزر را از روی آن نام‌گذاری می‌کنند
انواع فرایندهای دمش در لیزر
شاید مهم‌ترین بخش در یک لیزر فرایند دمش یا پمپینگ باشد که این فرایند ذرات را برای رسیدن به حالت نوسان لیزر آماده می‌کند؛ ما در اینجا به دو نوع دمش اپتیکی و دمش الکتریکی اشاره خواهیم کرد.
جالب است بدانید که دمش اپتیکی به دو دسته اپتیکی همدوس و اپتیکی ناهمدوس تقسیم می‌شود و در بیشتر موارد برای لیزرهای جامد مانند یاقوت و لیزرهای مایع مانند Dye استفاده می‌شود. در دمش اپتیکی همدوس می‌توانیم از لیزر دیگری به جای لامپ برای دمش استفاده کنیم. همچنین بهتر است بدانید که دمش اپتیکی ناهمدوس در دو گروه لیزرهای پیوسته و پالسی استفاده می‌شود.
لیزرهای پیوسته به طور معمول از لامپ‌های با فشار بالای ید-تنگستن استفاده می‌کنند ولی لیزرهای پالسی از لامپ‌های Xe یا Kr بهره می‌برند.
نحوه‌ی عملکرد دستگاه برش لیزری:
ابتدا از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تابش یک لامپ یا تخلیه‌ی الکتریکی در یک محفظه بسته، اشعه‌ی لیزر تولید می‌شود. با تحریک ماده‌ی مولد لیزر پرتوی تولید شده با استفاده از تکه‌های آینه منعکس شده تا پرتو انرژی لازم برای تبدیل شدن به یک جریان نور تک‌رنگ منسجم را به دست آورد. در اکثر دستگاه‌ها معمولاً برای هدایت نور منسجم‌شده به لنز دستگاه از آینه یا فیبر نوری استفاده می‌شود. این لنز در نقطه‌ی کاری دستگاه متمرکز شده است. جالب است بدانید که باریک‌ترین قسمت پرتو متمرکز شده قطری کمتر از 0.32 میلی‌متر دارد. پس از تولید اشعه لیزر و هدایت آن به بیرون از دستگاه، اشعه با حرکت نازل که تحت کنترل کامپیوتر است به قطعه تابیده می‌شود و فرایند برشکاری شروع می‌شود.
مزایای برش لیزری نسبت به روش‌های سنتی:
- در برش لیزری هیچ علائمی از سوختگی و پلیسه و ضایعات بر روی قطعه باقی نمی‌ماند.
- در برش لیزری قطعات متوجه کوچک‌ترین تغییر از نظر فیزیکی و مکانیکی نمی‌شوند.
- دقت بسیار بالا در برش اجسام حتی قطعات فلزی با ضخامت بالا.
- برخلاف روش‌های سنتی هیچگونه فشار فیزیکی در برش لیزری بر قطعات وارد نمی‌شود و همین امر موجب می‌شود در لبه‌های اجسام له‌شدگی نداشته باشیم.
- برش لیزری به وسیله کامپیوتر انجام می‌شود پس نیازی به قالب‌سازی و پرس‌کاری نداشته و تنها یک طرح کامپیوتری مورد نیاز است.
- در برش لیزری برخلاف روش‌های دگیر نیازی به ماشین‌کاری جهت ظرافت پس از انجام برش نداریم.
- با توجه به منبع تولید قوی دستگاه‌های برش لیزری سرعت بسیار بالایی نسبت به سایر روش‌های سنتی دارند.
- با توجه به اینکه اپراتور سیستم کامپیوتر می‌باشد پس به راحتی می‌توانیم انواه طرح و نقشه‌های دو بعدی و پیچیده رو بر روی اجسام پیاده کنیم.
- برخلاف سایر روش‌ها برش لیزری صدای بسیار کمی دارد و آلودگی صوتی ایجاد نمی‌کند.
برش لیزری در چه شغل‌هایی دخیل است؟
- تابلو برق
- تزئینات داخلی و دکوراسیون
- درب و پنجره‌سازی
- لوستر سازی و روشنایی
- آسانسور سازی
- کشتی سازی
- تابلو و حروف‌سازی
- برق و الکترونیک
- واشرسازی
- ساخت کیس ماشین‌آلات
- مدل‌سازی
- ماکت‌سازی
بدون دیدگاه