قطعات دستگاه برش لیزری

یکی از جدید ترین فناوری های ابداع شده در حوزه صنعت، ساخت قطعات دستگاه برش لیزری است. تبریز نوین تاک یکی از پیشگامان برش لیزری در ایران بوده و توانسته با استفاده از جدید ترین تجهیزات برش لیزری، بهترین کیفیت را در ایران و تبریز ارائه می کند.

قطعات دستگاه برش لیزری

برش لیزری نقطه عطف بزرگی در صنعت برشکاری بوده و توانسته در کوتاه ترین زمان ممکن، بهترین نتایج را از لحاظ کیفیت کار بگیرد. بر اساس پرتو لیزری، برش دقیق و تمیزی در متریال های مختلفی ایجاد می شود. با توجه به این که در تکنولوژی برش لیزری سرعت بالایی وجود داشته، باعث کاهش ضایعات برشکاری و صرفه جویی در زمان برشکاری می شود. دستگاه برش لیزر قادر است پیچیده ترین طرح های موجود را برشکاری و حکاکی نماید. در صنایع مختلفی که نیاز به برشکاری درفضای وسیعی است، می تواند کاملا به صورت اتوماسیون، بدون دخالت اپراتور و تکنسین دستگاه، برشکاری را با بهترین کیفیت ممکن انجام دهد.

کارکرد برش لیزری

اصل کار قطعات دستگاه برش لیزری، تابش لیزر به قطعه یا متریال مورد نظر بوده و با ایجاد گرمای بسیار بالایی باعث برش می شود. نوع تابش گرما و میزان حرارت از اهمیت بالایی برخوردار است. با ایجاد گرما در فضا، منطقه متمرکز شده حرارت باعث ذوب یا تبخیر شده و برش با کمترین درصد خطا نسبت به روش های سنتی به وجود می آید. علاوه بر صنایع ذکر شده، در صنعت پزشکی، دندانپزشکی، طراحی داخلی و غیره کاربرد دارد. در هنگام برشکاری، پرتو لیزر در یک منطقه از طریق تیوب ها با استفاده از آینه و فیبر های نوری به عدسی لنز که مهم ترین قسمت دستگاه است، منتقل می شود. با توجه به این که نور با شدت بالایی در نقطه ای متمرکز می شود، باعث برش  یا حکاکی در متریال مورد نظر می شود.

در آخر فضای برشکاری تمیز شده و فضای صیقلی شده حاصل از برشکاری به وجود می آید. اکثر موارد تمامی مراحل برش بر اساس داده های از پیش آماده که به سیستم دستگاه ارائه می شود، انجام می پذیرد. در اکثر دستگاه ها، فرایند برشکاری بدون دخالت اپراتور دستگاه انجام می شود.

عملکرد و تنظیمات ماشین برش لیزری در فرایند طراحی و ساخت

ماشین برش لیزری دارای تنظیماتی مانند کنترل عددی، کامپیوتری و اپتیک لیزری است که برای دستیابی به طراحی مورد نظر یا ایجاد برش‌ های دقیق در پروژه ‌های طراحی و ساخت و تنظیم جهت پرتو لیزر استفاده می شود. با تخلیه الکتریکی یا استفاده از لامپ ‌ها، ماده لیزری درون یک محفظه بسته تحریک می ‌شود که باعث یک واکنش شیمیایی شده و به تولید پرتو لیزری منجر می ‌گردد. این پرتو سپس با استفاده از یک آینه به یک جریان تک ‌رنگ نور تبدیل شده و از طریق فیبر نوری یا آینه به سمت نقطه کاری هدایت می‌شود. در نهایت، باریک‌ ترین نقطه این پرتو قادر است برش‌ ها یا طرح ‌های دقیق را روی مواد ایجاد کند.

انواع دستگاه های برش لیزری

عموما دستگاه برش لیزری در دو نوع فایبر و دستگاه برش Co2 ساخته می شود. دستگاه برش لیزری Co2 مناسب برش غیر فلزات بوده و می توان برای برش انواع متریال های چوبی، پارچه، چرم، پلاستیک، پلیمر و غیره استفاده کرد. در این روش برش بدون هیچ تماسی با قطعه انجام شده و با توجه به این که کار با دستگاه دستگاه CNC چوب بسیار آسان و مصرف هزینه بسیار کمتری است، مورد توجه قرار گرفته است. دستگاه برش فلزات، ساختار متفاوتی از دستگاه برش غیر فلزات (Co2) دارند. این دستگاه برای انواع حکاکی و برش در ضخامت های مختلفی کاربرد دارد. در برش مارکینگ عمدتا برای حکاکی فلزات استفاده شده و نتیجه مطلوبی دارد اما از قطعات دستگاه برش لیزری برای برش انواع فلزات استفاده می شود.

مزیت های برش لیزری

برش لیزری مزایای بسیاری داشته اما سهولت در استفاده، کیفیت بالای لبه ‌های برش خورده و تمیزی محصول نهایی از ویژگی‌ های بارز دستگاه برش لیزری است. بر اساس این ویژگی ها باعث شده دستگاه های برش‌ نوین و مدرن از دستگاه های برش سنتی متمایز شود.. عملکرد یکنواخت و مداوم پرتو لیزر از آغاز تا پایان فرایند برش، دقت کار را افزایش داده و احتمال تاب برداشتن ماده را به حداقل می ‌رساند. ناحیه موثر حرارتی بسیار کوچک است. روش برش لیزری در مقایسه با برش پلاسما، دقت بیشتری دارد و انرژی کمتری مصرف می ‌کند. در نظر داشته باشید دستگاه برش لیزری نمی ‌تواند ضخامت‌ های بالا را برش دهد، پس باید بر اساس ضخامت فلز، از دستگاه برش مناسبی استفاده شود. امروزه دستگاه ‌های برش لیزری توان و قدرت مختلفی داشته که قادر به برش ضخامت‌ های بیشتر هستند.

یکی از دلایلی که از قطعات دستگاه برش لیزری، استفاده می شود، کیفیت برش عالی آن است. در این روش برشکاری، همان طوری که ذکر شد لبه های کاملا صاف و صیقلی به وجود می آید. حکاکی و برشکاری با استفاده از دستگاه برش لیزری با دقت و سرعت بالایی انجام می شود. می توان از این روش با دقت  0.1 میلی متربرشکاری انجام داده که به همین دلیل در صنعت تولید هواپیما، قطعات حساس پزشکی و غیره بهترین گزینه است. در روش های سنتی با توجه به حرارت ایجاد شده در دستگاه باعث خمیدگی و تاب فلز میشد. امروزه با توجه به انتقال حرارت نقطه ای باعث برش دقیق می شود. در این روش بر شکاری با کمترین میزان صدا و لرزش انجام شده و باعث اذیت و آزار همسایگان در فضا های صنعتی نمی شود.

معایب برش لیزری

استفاده از برش لیزری در کنار مزایای آن، معایبی نیز دارد، از جمله معایب آن می توان به مهارت بالای اپراتور برای بهره ‌برداری بهینه و همچنین خطرات احتمالی برای آن فرد اشاره کنیم. لیزرهای قدرتمند می ‌توانند به پوست و چشم آسیب برسانند. تجهیزات ایمنی و آموزش مناسب هنگام کار با دستگاه الزامی است. هزینه بالای خرید این دستگاه، سرمایه‌گذاری اولیه بیشتری نیاز داشته که برای کارگاه‌ های کوچک چالش‌برانگیز است. نبود دانش کافی درباره فناوری ‌های پیشرفته این دستگاه‌ ها در برخی مناطق، مشکلاتی در تعمیر و نگهداری ایجاد می ‌کند. محدودیت در برش برخی متریال ‌ها نیز از دیگر چالش‌ ها است. این دستگاه معمولاً برای برش مواد با ضخامت کم مناسب‌ هستند و برای ضخامت‌ های بالا نیاز به تکنولوژی ‌های پیچیده ‌تر دارند که هزینه ‌ها را افزایش می‌ دهد.

قطعات دستگاه برش لیزری

لیزر فیبر (منبع انرژی)

لیزر مهم ترین بخش دستگاه برش لیزری است که بخش انرژی‌دهنده آن است. منبع انرژی به قدرت قدرتمند است که توانایی لیزر های پیشرفته و همچنین جوشکاری را نیز دارد. از انواع دیگر لیزر های پرکاربرد می‌توان به CO2 و غیره اشاره کرد که هرکدام فرآیند جوشکاری را با شیوه‌ ای کمی متفاوت اجرا می ‌کنند.

هد برش

یکی از قطعات دستگاه برش لیزری، هد برش است. هد برش بخش خروجی پرتو لیزر است که شامل نازل، لنز فوکوس و سیستم ردیابی فوکوس می‌باشد. لنز نوری در هد، نور لیزر را به ناحیه ‌ای بسیار کوچک (حدود 0.001 اینچ) متمرکز می ‌کند تا برش دقیقی ایجاد شود. هد برش با توجه به مسیر برش حرکت می‌ کند و برای مواد و ضخامت ‌های مختلف، ارتفاع آن تنظیم می ‌شود.

سیستم کنترل CNC

یکی از نقاط قوت دستگاه، کنترل آن به صورت نرم افزاری از طریق کامپیوتر است و دیگر مانند دستگاه های برش ستی به صورت دستی توسط اپراتور تنظیم نمی شود. سیستم عامل اصلی دستگاه داراثی محور های X، Y و Z بوده و توان خروجی لیزر را مدیریت می‌کند. کنترل دقیق نرم ‌افزار باعث افزایش کیفیت برش و بهبود نتایج نهایی می ‌شود.

موتور

موتور جزء قطعات دستگاه برش لیزری است که به طور مستقیم بر کیفیت محصول و راندمان تولید تأثیر دارد. دو نوع موتور اصلی شامل موتور پله‌ ای و سروو موتور هستند. موتور پله ‌ای برای حکاکی و برش‌ های ساده و کم‌هزینه مناسب هستند. در مقابل سروو موتور برای برش‌ های دقیق ‌تر و با سرعت بالاتر در صنایع پرکاربرد استفاده می ‌شود.

ماشین ابزار و نوع حرکت آن

پایداری ماشین ابزار برای دستگاه‌های برش لیزری حیاتی است. این ماشین‌ ها در انواع دروازه ‌ای، کنسولی، کوچک و رباتیک موجود هستند. ماشین ‌های دروازه ‌ای برای برش ورق ‌های بزرگ ایده‌ آل بوده‌ و دستگاه ‌های رباتیک به‌ویژه در صنعت خودرو برای برش ‌های دقیق کاربرد دارند.

لنز لیزر

لنز های لیزر در ساخت قطعات دستگاه برش لیزری استفاده می ‌شوند و انواع مختلفی دارند. لنز های تمام بازتابی، نیمه‌بازتابی و فوکوس از جمله لنز هایی هستند که هر کدام نقش متفاوتی را ایفا می‌ کنند.

گاز کمکی

گاز های کمکی مانند اکسیژن، هوای فشرده، نیتروژن و گاز های بی‌اثر، در فرآیند برش فلزات نقش مهمی دارند. این گاز ها به‌خصوص در خنک ‌سازی ناحیه برش، پشتیبانی از احتراق و بهبود برش لیزری موثر هستند.

دقت برش لیزری

در برش لیزری فلزات، پرتوی لیزر پرتوان توسط سیستم اپتیک و کنترل عددی کامپیوتری  به‌دقت به سمت ماده هدایت می ‌شود. این فرآیند با تحریک اشعه لیزری توسط تخلیه الکتریکی یا لامپ ‌ها در محفظه‌ای بسته، و سپس تقویت آن‌ ها از طریق انعکاس داخلی ایجاد می ‌شود. پرتوی لیزر از طریق آینه ‌ها یا فیبر نوری و یک لنز به ناحیه برش متمرکز می ‌گردد. در صورت نیاز به آغاز برش از نقاطی غیر از لبه، از روش سوراخ‌ کاری با چند پالس لیزری پرقدرت استفاده می ‌شود.

هزینه خدمات برش لیزری

هزینه خدمات برش لیزری بستگی به موارد مختلفی دارد. اگر فقط قصد برش بدون طراحی را داشته باشید، هزینه به‌صورت دقیقه ‌ای محاسبه می ‌شود. اما اگر طرح خاصی مد نظر دارید، هزینه نه تنها شامل زمان برش، بلکه طراحی، مقدار متریال مصرفی، و زمان مونتاژ نیز می‌شود که بر قیمت نهایی تاثیر می‌گذارد.

کاربرد های متنوع برش لیزری در صنایع مختلف

صنعت فلزات

در این صنعت، از دستگاه ‌های برش لیزری برای برش و حکاکی فلزات استفاده می‌ شود، که در تولید قطعات خودرو، تجهیزات صنعتی و الکترونیکی کاربرد فراوان دارد. دقت بالا و توانایی برش فلزات با ضخامت ‌های مختلف از مزایای اصلی این فرایند است.

صنعت چوب و مصنوعات چوبی

برش و حکاکی لیزری در صنعت چوب برای ساخت مبلمان، کابینت‌ ها و لوازم دکوری مورد توجه قرار گرفته است. این فرآیند دقت بالایی دارد و می ‌تواند طرح ‌های پیچیده و ظریف را روی چوب ایجاد کند.

صنعت متریال پلاستیکی و شیشه ای

برش لیزری در صنعت پلاستیک برای برش و حکاکی قطعات پلاستیکی در تولید لوازم خانگی و تجهیزات الکترونیکی استفاده می ‌شود. این فناوری به تولید قطعات دقیق و با کیفیت بالا کمک می‌ کند. از برش لیزری برای ساخت کاشی‌ ها، ظروف شیشه‌ ای و تزئینات داخلی استفاده می ‌شود. لیزر با دقت بالا قادر است تا طرح ‌ها و شکل‌ های پیچیده را روی متریال ‌های پلاستیکی و شیشه ای پیاده ‌سازی کند.

صنعت الکترونیک

برش و حکاکی لیزری در صنعت الکترونیک برای تولید قطعات الکترونیکی، برد های مدار چاپی و قطعات دقیق استفاده می‌شود. دقت و سرعت بالای این فرایند باعث می ‌شود تا این فناوری در تولید قطعات میکروسکوپی و دقیق مناسب باشد.

تولید جواهرات گرانبها

دستگاه برش لیزری برای تولید قطعات دقیق پزشکی و جواهرات استفاده می ‌شود. این فرآیند امکان حکاکی و برش دقیق روی مواد حساس و با ارزش را فراهم می ‌کند.

حکاکی فلزات

لیزر فایبر برای حکاکی فلزات بسیار مناسب است. این فرآیند به دقت و ظرافت نیاز دارد و معمولاً با استفاده از کنترل نرم ‌افزاری دقیق انجام می ‌شود. دستگاه‌های برش لیزری قادر به برش انواع متریال از جمله فلزات، چوب و پلاستیک هستند. برای برش‌های سنگین‌تر و ضخیم‌تر، از دستگاه‌های فرز که دقت بالاتری دارند، استفاده می‌شود.

سوراخ ‌کاری و حفاری

در صنعت هوافضا و تولید قطعات الکترونیکی، از برش لیزری برای حفر سوراخ ‌ها و حفره‌ ها استفاده می ‌شود. این روش دقت و سرعت بالایی دارد و می‌ تواند در قطعات حساس و دقیق کاربرد داشته باشد.

نکات کلیدی برای برش و حکاکی لیزری دقیق و حرفه‌ای

برای برش و حکاکی لیزری دقیق، ابتدا باید فایل طراحی را به ‌صورت وکتور تهیه کنید. قطعات دستگاه برش لیزری قادر به خواندن فرمت ‌های پیکسلی مثل JPG یا PNG نیستند. انتخاب نرم‌افزار مناسب و متریال با ضخامت مناسب از اهمیت زیادی برخوردار است. باید به نکاتی مانند قطر پرتو لیزر، فاصله مناسب بین خطوط برش، پوشاندن لبه ‌ها و تنظیمات پیش ‌فرض دستگاه توجه کنید. انجام تست آزمایشی قبل از شروع پروژه اصلی و استفاده از لایه ‌بندی برای طرح‌ های پیچیده می‌ تواند از خطا ها جلوگیری کند. در حکاکی چوب، به رگه ‌های آن توجه کرده و خطوط همپوشان را در طراحی حذف کنید تا از تداخل برش‌ ها جلوگیری شود.

قدرت و دقت دستگاه برش لیزری فلزات

دستگاه برش لیزر فلزات با استفاده از پرتو لیزر تولید شده توسط منابعی مانند لیزر فایبری، فلزات را برش می ‌دهد. پرتو لیزر از طریق فیبر نوری به هد دستگاه هدایت شده و در آنجا با کمک یک لنز خاص تمرکز می ‌یابد تا به نقطه‌ای دقیق و کوچک برسد. این تمرکز باعث افزایش توان برش شده و انرژی بالای لیزر باعث ذوب، سوزاندن یا تبخیر فلز در محل برش می‌شود. گازهای کمکی مانند اکسیژن یا نیتروژن که پیش تر بررسی کردیم، در این فرآیند به کمک می ‌آیند تا مواد ذوب شده را از محل برش خارج کرده و برش تمیزی ایجاد کنند. سیستم کنترل کامپیوتری دستگاه حرکت هد برش را دقیقاً مدیریت کرده و امکان برش‌ های پیچیده و دقیق را فراهم می ‌آورد.

موارد ایمنی هنگام کار با دستگاه برش لیزری

یکی از مهم ترین موارد ایمنی، استفاده از عینک ایمنی است. نور تابیده شده دارای انرژی بسیار بالایی است. تابش اشعه مستقیم نور به چشم اپراتور، باعث آسیب های جبران ناپذیر به چشم می شود. موارد ایمنی محیط کار نیز اهمیت بسیار بالایی دارد. در هنگام قرارگیری و نصب دستگاه باید توجه کنید که در کنار موارد اشتعال زا قرار نگیرد. دستگاه معمولا دارای کلید استپ یا توقف است که باعث از کار افتاد سریع در هنگام خطر می شود. این دکمه قرمز رنگ در دستگاه قرار می گیرد که در زمان مورد نیاز استفاده نمایید. حتما در زمان نصب میله ارت را به زمین متصل نمایید تا تخلیه الکتریکی انجام شود. برای کار با نرم افزار دستگاه نیاز به اطلاعات کافی دارید، قبل از شروع فرایند برشکاری با دستگاه برش لیزری، باید تنظیمات لازم را برای بهره وری بیشتر دستگاه انجام دهید.

جمع بندی

در این بحث هدف بررسی قطعات دستگاه برش لیزری بود ولی سعی شد کارکرد برش لیزری، انواع، مزایا و معایب برش لیزری بررسی شود. در ادامه اجرای مختلف دستگاه برش لیزر و هزینه های لازم برای برشکاری، قدرت دستگاه و موارد ایمنی هنگام کار با دستگاه برش لیزری بررسی شد. امیدواریم مورد توجه شما قرار گرفته باشد.