پروسه برش در دستگاه های برش لیزری
سالهای بین 60 و 70میلادی از لحاظ کیفیت و بهره وری یکی از مهمترین دهه ها در زمینه برش فلزات است.در این دهه شکل کاملا جدیدی از انرژی ارائه شد.در واقع در این سالها دانشمندان توانستند با کانالیزه سازی این انرژی عظیم و تحت کنترل درآوردن آن ,قدرت نور را مطیع و در جهت اهداف سازنده پزشکی و صنعتی استفاده کنند.
به طور کلی برش لیزری یک فرایند حرارتی است که در آن از یک پرتو بسیار متمرکز نور جهت ذوب فلز استفاده میشود.البته از انواعی از گازها نیز جهت نیروی کمکی نیز استفاده میشود.امروزه به طور کلی سه مدل دستگاه برش لیزری استفاده میشود:برش شعله ای,همجوش و از راه دور.
در برش همجوش از گازی مانند نیتروژن جهت همکاری با اشعه لیزری استفاده میشود.این در حالیست که در برش شعله ای از اکسیژن استفاده میکنند.استفاده از اکسیژن در این مدل باعث ایجاد واکنش برون گرمی و افزایش انرژی میشود.اما در برش از راه دور در واقع از هیچگونه گازی استفاده نمیشود که بیشتر از این دستگاهها جهت برش ورقهای نازک فلزی استفاده میشود.
از لحاظ نرم افزاری این دستگاهها از CAM/CAD بهره میبرند که اتوماسیون سه محوره در لیزرهای برش و یا شش محوره در برشهای لیزری سه بعدی جهت جاری کردن آنچه در تصورات شماست بر قاب فلزی را میسر میسازد.این دستگاهها دقت و ظرافت فوق العاده بالاتری نسبت به برش دهنده های پلاسما دارند به طوری که میتوانند شما را در خلق یک اثر هنری ظریف نیز همراهی کنند.
فرایند برش شامل تمرکز بسیار کوچکی از نور توسط لنز به یک منطقه است که نیروی کافی جهن انجام یک برش را به آن وارد میکند.تنظیم فاصله کانونی عدسی تاثیر به سزایی در انجام این فرایند دارد.چرا که هر چه فاصله کانونی مناسب تر باشد اشعه تابیده شده نازکتر و طبعا موثرتر خواهد بود که نتیجه آن اعمال انرژی بیشتر بر سطح فلز میباشد.
در اینجا این سوال مطرح است که چه نوع لیزرهایی جهت برش ورقهای فلزی استفاده میشوند؟
به طور کلی امروزه دو نوع لیزر جهت برش ورقهای فلزی استفاده میشوند: CO2 و فایبر لیزر
پروسه برش در دستگاه های برش لیزری / کاتکس لیزر
در برشهای CO2 از مخلوطی از گازهای دی اکسید کربن,نیتروژن و هلیوم جهت انجام برش استفاده میشود.طول موج این نوع از برش دهنده ها 6/10 میکرومتر است .این دستگاهها کارایی بسیار بالاتری نسبت به اکثر برش دهنده های حالت جامد و بهره وری بسیار پایین تری نسبت به دستگاههای نوع پمپ دیود دارند.
در ورقهای بسیار نازک فلز این دستگاهها بسیار سریعتر و ظریفتر از دیگر همتایان خود عمل میکنند.اما هنگامی که صحبت از ورقهای فلزی بالاتر از 5میلیمتر به میان میاید این دستگاههای فایبر لیزر هستند که گوی رقابت را میربایند.لازم به ذکر این نکته است که در نقطه پیدایش برشهای لیزری این CO2 ها بوده اند که طراحی و ساخته شده اند و فایبر لیزرها در واقع نسخه اصلاح شده CO2 ها هستند.
لیزرهای فیبری از نوع لیزر حالت جامد هستند . این بدان معناست که پرتو لیزر در محیط جامد تولید میشود.این پرتو ها در واقع توسط دیودهای لیزری تولید و سپس از طریق فیبرهای نوری تقویت و منتقل میگردند.این پرتو پس از خروج و پیش از تابش بر سطح مورد نظر توسط لنز متمرکز میشود تا بیشترین انرژی را بر سطح وارد نماید.از جمله مزایای این نوع دستگاهها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
بر خلاف برشهای CO2 معمولی لیزرهای فیبری هیچ بخش متحرکی در محل تولید اشعه ندارند که باعث میشود هزینه های تعمیر و نگهداری لیزرهای فیبری نسبت به CO2 ها کاهش چشمگیری داشته باشد.
لیزرهای فیبری به طور معمول 2 تا 3 برابر قدرتمند تر از لیزرهای CO2 با توان یکسان هستند.
به دلیل جذب بهتر طول موج در لیزرهای فیبری عملیات برش در آنها بسیار سریعتر از برشهای CO2 ست.
لیزرهای فیبری بر خلاف CO2 ها قادر به برش فلزات بازتابنده مانند مس, برنج و آلومینیوم بدون آسیب رساندن به دستگاه هستند.
لیزر دیود مستقیم
اما آخرین فناوری در زمینه لیزرهای جامد لیزرهای دیدود مستقیم هستند.در این فناوری ترکیب چند اشعه در طول موجهای مختلف با یکدیگر یک اشعه قدرتمند را تشکیل میدهند.در این نوع دستگاهها اتلاف انرژی به صورت نور بسیار کمتر از دیگر همتایان است اما درست به همین جهت این دستگاهها در مقایسه با برشهای فیبری دارای کیفیتی پایین تر از لحاظ نوری هستند.امروزه این نوع دستگاهها در توان های مختلف آماده عرضه هستند.
کاتکس لیزر / دستگاه برش لیزر