دستگاه برش لیزر در بسیاری از صنایع کاربرد بسیاری دارد که از آن برای بریدن قطعات بسیار بزرگ استفاده می کنند. همچنین دستگاه لیزر صنعتی برای نمونه سازی و تولید بسیار اهمیت زیادی دارد. این دستگاه ها معمولا به وسیله کامپیوتر کنترل می شود. در این کار باید یک طراح کار خود را طراحی کند و بعد از کشیدن طرح آن را به دستگاه برش بفرستد و فقط با زدن یک دکمه، دستگاه خود به صورت اتوماتیک قطعات را برش و یا حکاکی می کند.
دستگاه برش لیزر فقط مختص یک چیز نیست و کاربرد های متفاوتی دارد و با آن می توان که چوب، پلاستیک، مقوا و یا کاغذ را برش زد. البته دستگاه های قدرتمند تری به نام دستگاه فایبر هم وجود دارد که می تواند آهن و انواع فلزات هم برش دهد. علاوه بر این موارد این دستگاه می تواند که طرح های مختلفی را بر روی پارچه، چوب، چرم، کریستال و سرامیک و … با سرعت زیاد ایجاد کند که هرکدام مانند لیزر کفش دستگاه بخصوص خود را دارد. پس این دستگاه اگر با کمی خلاقیت و نوآوری همراه شود می توان با آن طرح های خوبی را پیاده کرد و با آن یک کسب و کار خوب راه اندازی کرد.
دستگاه برش لیزری چیست و چگونه کار میکند؟
برش لیزری عمدتاً یک فرآیند حرارتی است که در آن از یک پرتو لیزر متمرکز برای ذوب مواد در یک منطقه موضعی استفاده میشود و در این برش، یک جت گازی هم محور برای بیرون ریختن مواد مذاب و ایجاد کرف مورداستفاده قرار میگیرد. برش مداوم با حرکت پرتو لیزر یا قطعه کار تحت کنترل CNC ایجاد میشود.
این فرایند را میتوان به سه تکنیک اصلی تقسیم کرد. ۱- لیزر CO2 (برای برش، حفاری و حکاکی)، ۲- نئودیمیم (Nd) 3- نئودیمیم ایتریم-آلومینیوم-گارنت (Nd:YAG) که از نظر سبک یکسان هستند و Nd برای حفاری با انرژی بالا، حفاری با تکرار کم و Nd:YAG برای حفاری و حکاکی با قدرت بسیار بالا مورداستفاده قرار میگیرد. البته بد نیست به این موضوع نیز اشاره شود که از انواع لیزرها میتوان برای جوشکاری استفاده کرد.
لیزرهای CO2 شامل عبور جریان از یک مخلوط گاز (DC-excited) یا به طور رایجتر این روزها، با استفاده از تکنیک جدیدتر انرژی فرکانس رادیویی (RF-excited) انجام میشود. روش RF دارای الکترودهای خارجی است و در نتیجه از مشکلات مربوط به فرسایش الکترود و آبکاری مواد الکترود بر روی ظروف شیشهای و اپتیک که میتواند با DC رخ دهد که از الکترود در داخل حفره استفاده میکند، جلوگیری میکند. اطلاعات بیشتری از دستگاه لیزر co2 در صفحه مربوطه برای شما در دسترس می باشد.
عامل دیگری که میتواند عملکرد لیزر را تحتتأثیر قرار دهد نوع جریان گاز است. انواع رایج لیزر CO2 شامل جریان محوری سریع، جریان محوری آهسته، جریان عرضی و دال است. جریان محوری سریع از مخلوطی از دیاکسیدکربن، هلیوم و نیتروژن استفاده میکند که با سرعت بالایی توسط یک توربین یا دمنده به گردش در میآید.
لیزرهای جریان عرضی از یک دمنده ساده برای به گردش درآوردن مخلوط گاز با سرعت کمتر استفاده میکنند، در حالی که تشدید کنندههای دال یا انتشار از یک میدان گاز ساکن استفاده میکنند که به فشار یا ظروف شیشهای نیاز ندارد.
بسته به اندازه و پیکربندی سیستم، از تکنیکهای مختلفی نیز برای خنککردن مولد لیزر و اپتیکهای خارجی استفاده میشود. گرمای هدر رفته را میتوان مستقیماً به هوا منتقل کرد، با این وجود معمولاً از خنککننده استفاده میشود. آب یک خنککننده پرکاربرد است که اغلب از طریق یک سیستم انتقال حرارت یا چیلر به گردش در میآید.
یکی از نمونههای پردازش لیزرسیار کوچکتری نسبت به تکنیکهای CO2 ایجی خنک شده با آب، سیستم میکروجت لیزری است که یک پرتو لیزر پالسی را با یک جت آب کمفشار جفت میکند تا پرتو را مانند فیبر نوری هدایت کند.
لیزرهای فیبر در صنعت برش فلز نیز محبوبیت زیادی پیدا کرده است. این فناوری به جای مایع یا گاز از یک محیط جامد استفاده میکند. لیزر در یک فیبر شیشهای تقویت میشود تا اندازه نقطه باد کند و برای برش فلزات بازتابنده بسیار ایدهآل است.
همانطور که در بالا هم اشاره کردیم از این دستگاه برای برشهای بسیار دقیق و منظم استفاده میشود، دستگاههای برش لیزری بهطور کلی به دو دسته دستگاه برش غیر فلزات و فلزی تقسیم میشود و بسته به قدرت دستگاه موارد استفاده از آنها نیز متفاوت میباشند. برش لیزری به فناوری گفته میشود که برای برش اجسام از اشعه لیزر استفاده میکند، در این دستگاه نور تولید شده توسط لیزر به کمک آیینهها متمرکز میشود و سپس به کمک یک عدسی در یک نقطه متمرکز میشود که این عمل باعث تولید حرارت بالا در کمترین زمان ممکن میشود.
از جمله مزایای استفاد از دستگاههای برش لیزری میتوان به: برش قطعه مورد نظر با دقت بسیار بالا، کمترین خسارات وارد شده به قطعات برش خورده، سرعت بالا در برش و هزینه کمتر نسبت به سایر روشهای برش قطعات اشاره کرد. دستگاههای برش لیزر کاربردهای بسیار زیادی دارد و با داشتن مهارت کافی و خلاقیت میتوانید طرحهای بسیار زیبا، کاربردی و شیک را در جهت رونق دادن به کسب خود تولید نمایید.
ویدئو دستگاه برش لیزری
اجزای تشکیل دهنده دستگاه برش لیزر چیست؟
یک دستگاه برش لیزر مجموعه ای است از قطعات زیر توسط کارخانههای مختلف که بر روی یک بدنه سوار میشوند تولید شده:
- بدنه، کابین یا باکس
- مادر برد
- تیوب یا لامپ
- سیستم انتقال و کانون ساز نور
- هد
- سیستم انتقال حرکت
- خنک کننده یا چیلر
- پاور ولتاژ بالا
- پمپ باد
- مکنده
این عمل دقیقاً شبیه به سرهم کردن یک کیس رایانه میباشد. در زیر قطعات تشیلدهنده یک دستگاه برش لیزری به طور مختصر به شما توضیح داده شده است.
بدنه، کابین یا باکس
بدنه یا باکس همان جزئی است که بقیهی اجزای دستگاه برش لیزری بر روی آن سوار میشوند (مانند کیس کامپیوتر که مادر برد و سایر قطعات در آن سر هم میشود). توجه کنید که بدنهها باید حتماً درب داشته باشند، وجود درب علاوه بر تأمین ایمنی کاربر مانع از خروج دود هنگام برش میشود. اجزای بدنه علاوه بر درب دارای پایه، چرخ، لولهی خروجی دود برای نصب دودکش و. . هستند.
مادر برد
این قطعه رابط بین دستگاه برش و کامپیوتر میباشد، وظیفهی آن گرفتن اطلاعات از کامپیوتر و تبدیل آن به فرمتهای که دستگاه توانایی اجرای آن را داشته باشد، میباشد. مادر برد است که حرکت در جهات مختلف و تنظیم شدت نور لیزر را کنترل میکند.
تیوب یا لامپ دستگاه
یکی از اصلیترین و مهمترین قطعات هر دستگاه برش لیزری تیوپ یا لامپ دستگاه است. این قطعه مانند یک لامپ دراز است که از یک سر آن نور لیزر خارج میشود و یکی از گرانترین قطعات هر دستگاه برش لیزری میباشد. باید به این نکته توجه داشته باشید که تیوب لیزر یک جز مصرفی است و بعد از اتمام عمر مفید آن دیگر قابل استفاده نمیباشد و نسبت به تعویض و یا تعمیر آن باید اقدامات لازم صورت گیرد. از جمله عوامل مؤثر بر طول عمر مفید تیوب لیزر میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- دمای آب درون چیلر بر عمر مفید تیوب بسیار مهم است در بهترین حالت دمای آب درون چیلر باید بین ۱۰ تا ۴۰ درجه سانتیگراد باشد.
- دمای محیط هم بر طول عمر تیوبها بسیار مؤثر است، دمای محیط بین ۲ تا ۴۰ درجه سانتیگراد مناسب میباشد.
- مقدار رطوبت هوا هم در طول عمر تیوب مؤثر است. طوبتهای پایینتر از ده درصد و همچنین بالاتر از ۶۰ درصد طول عمر تیوبها را کم میشود.
سیستم انتقال و کانون ساز نور
نور تولیدی توسط تیوب لیزر از طریق چند آیینه و یک عدسی همگرا به هد دستگاه منتقل میشود. آیینهها بهطور بسیار دقیقی با یکدیگر باید تنظیم شده باشند، خارج شدن هر چند جزئی از تنظیم باعث میشود تا بازده برش پایین آید.
هد
اشعه تولید شده توسط تیوب لیزری به وسیلهی آیینهها به لنزی که درون هد تعبیه شده است میرسد، هد سبب میشود تا اجسامی که زیر آن قرار دارند توسط لیزر برش داده شوند.
سیستم انتقال حرکت
این سیستم شامل موتورهای استپ، ریلها و تسمهها میباشد، فایل ارسالی از کامپیوتر به مادر برد به صورت دو معادله حرکتی در راستای x و y تبدیل میشود. برای به حرکت درآمدن دستگاه برش لیزر در این جهت از استپ موتورها استفاده میشود. توجه داشته باشید که هد دستگاه برش لیزر بر روی این محورها قرار دارد و با حرکت استپ موتورها، موقعیت هد دستگاه تغییر میکند.
خنک کننده یا چیلر
دمای تیوب لیزر به سبب تولید پرتوی لیزر بسیار بالا میرود، از طریق گردش آب در آن دمای آن را کاهش میدهند. آب در یک چیلر خنک شده و از طریف شیلنگ و لولههای داخلی به یک سر تیوب وارد میشوند و پس از گردش در تیوب از سر دیگر آن خارج میشود این چرخه بهطو مداوم تکرار میشود. هر گونه اختلال در سیستم خنککننده ممکن است خسارات جبران ناپذیری به تیوب و دستگاه برش لیزری وارد کند.
شرکتهای سازنده از حسگرهای بسیار دقیقی بر روی سیستم خنککننده استفاده میکنند تا در صورت بروز هر گونه اختلال در سیستم خنککننده عملیات برش به سرعت قطع شود، این عمل باعث میشود تا از زیاد دیدن دستگاه جلوگیری به عمل آید. توجه داشته باشید که حتماً باید از آب مقطر در چیلر استفاده شود، استفاده از آب غیر تقطیر شده میتواند باعث رسوب در چیلر و آسیب دیدن آن شود.
پاور ولتاژ بالا
بسته به توان تیوب لیزر دستگاه، یک پاور از طریق دو یا سه ترانس، ولتاژ ۲۲۰ ولت شهری را افزایش داده به حدود چند کیلو وات میرساند. این کار برای تولید نور لیزر توسط تیوب ضرروی است.
پمپ باد
پمپ باد یکی دیگر از وسایلی مهمی است که در دستگاههای برش لیزر از آن استفاده میشود، زمانی که نور لیزر برای برش به صفحات برخورد میکند دود حاصل از برش زیاد میشود. وجود دود و تجمع انرژی باعث میشود تا بازدهی نور لیز پایین آید و در فرآیند برش قطعات اختلال ایجاد شود، علاوه بر این مورد غبار و دود ممکن است بر روی عدسی بنشیند و یک لایه مقاوم در برار عبور نور لیزر ایجاد کند که خروج نور لیزر را با مشکل همراه کند این عامل سبب میشود تا عدسی به سرعت داغ شود و بشکند. از این رو برای جلوگیری از آسیبهای ذکر شده از یک پمپ باد در دستگاههای برش لیزر استفاده میشود.
مکنده
دود حاصل از فرآیند برش توسط لیزر برای سلامتی انسان مضر است از این رو در این دستگاهها مکندههای بسیار قوتی جهت خروج سریع دود از کابین و میز کار و هدایت آن به سرعت به سمت بیرون استفاده میشود.
چه نوع برش لیزری برای ورق فلز استفاده میشود؟
امروزه بیشتر برش لیزری ورق فلزی صنعتی با استفاده از دو نوع لیزر CO2 و فیبر انجام میشود.
لیزرهای CO2
لیزرهای CO2 متداولترین نوع دستگاه برش لیزری هستند، زیرا خرید آنها مقرون به صرفه است، اما به طور گستردهای با فناوری جدیدتر و سریعتر سیستمهای برش لیزر فیبر جایگزین میشوند. در قلب لیزر CO2 یک لوله طولانی و خلاء، مهر و موم شده است که مملو از گاز است. در این لوله عمدتاً دیاکسیدکربن (CO2) و مقداری نیتروژن در آن مخلوط شده است.
وقتی این لوله الکتریکی میشود، مولکولهای گاز را تحریک میکند و نور قوی ایجاد میکند. این نور از یک سر لوله خارج شده و از یک سری آینه منعکس میشود. آینهها نور را از طریق یک عدسی متمرکز هدایت میکنند و لنز فوکوس نور را تا جایی که بسیار داغ است متمرکز میکند؛ سپس لیزر میتواند از طریق جداسازی حرارتی طیف وسیعی از مواد را برش دهد.
لیزرهای CO2 عمدتاً برای ساخت ورق فلز استفاده میشوند و مزیت اصلی آنها نسبت به لیزرهای فیبر این است که بهطورکلی کیفیت لبههای بهتری را در برشها ارائه میدهند، بهویژه روی فلزات ضخیمتر از ۰.۲۵ اینچ
لیزرهای فیبر
لیزرهای فیبر بر اساس اصولی مشابه با نورهای فیبر نوری کار میکنند. نور وارد یک لوله شیشهای میشود که با نوع دیگری از شیشه پوشانده شده است، شیشهای که دارای خواص بازتابی متفاوتی است. این باعث میشود که نور به سمت لوله جهش بزند و قدرت نور را در طول حرکت تقویت کند. اگر اطلاعات بیشتری از دستگاه فایبر نیاز دارید می توانید به صفحه مربوطه مراجعه کنید.
خواص ویژه این نور باعث میشود که بهراحتی توسط مواد بازتابنده مانند فلز جذب شود. ماهیت فیبر نوری همچنین به لیزر اجازه میدهد تا قطر بسیار ریزتر کاهش یابد. این به معنی آن است که با این دستگاههای برش لیزر، میتوان به جزئیات بالایی دست یافت. این باعث میشود که لیزرهای فیبر کم وات کوچک برای پروژههای حکاکی ایدهآل باشند.
آنها میتوانند یک تصویر کامپیوتری را در عرض چند ثانیه روی فلز انتقال دهند! لیزرهای فیبر قویتر برای برش فلز استفاده میشود و اکنون لیزرهای فیبری وجود دارد که میتواند تا ۲ اینچ از مواد را برش دهد.
انواع لیزرهای مورد استفاده در دستگاه های برش لیزری
لیزرها انواع مختلفی دارد که بسته به نوع کار و نیاز از آنها استفاده میشود. اما در صنعت از دو نوع
- جامد
- گازی
استفاده میشود.
لیزرهای CO2
در این نوع از برشهای لیزری، جریان الکتریسیته از یک لوله با مخروط گاز عبور میکند و باعث تولید پرتوهای نور میشود. گاز درون این لولهها از گارهای مختلف هیدروژن، دی اکسید کربن، هلیوم و نیتروژن تشکلیل شده است. برای برش موادی مانند چوب، کاغذ، پارچه، پلاستیک، پارچه، چرم و. . بیشتر از این مدل لیزر استفاده میشود. البته میتوان به کمک این دستگاه برشهای ورق آلومینیوم و استیل را انجام داد اما به طور کلی این نوع لیزرها برای برش فلزات مناسب نیستند.
لیزر فیبر
به طور معمول لیزرهای فیبری به لیزرهایی اطلاق میشود که در آنها از فیبر نوری به عنوان محیط بهره استفاده میشود. این نوع سیستم شامل یک لیزر هستند و توسط فیبر نوری تقویت میشوند. اشعهی این نوع از لیزرها به مراتب قویتر و بزرگتر از لیزرهای CO2 میباشد. از این نوع از لیزها برای برش ورقهای فلزی استفاده میشود. این نوع از لیزر بسیار مقاوم میباشند و به ندرت نیاز به تعمیر دارند و چنانچه نیاز به تعمیر داشته باشند هزینهی تعمیر آن بسیار ارزان است.
با دستگاه برش چرم خانگی آشنایی دارید؟ در خانه درامد خود را به سقف برسانید!
مزایای دستگاه برش لیزری
یکی از مزایای مهم این دستگاه این است که کار طراحی و یا برش با سرعت بالا و همچنین با دقت زیاد انجام می گیرد. و از این دستگاه هم برای فلزات و هم غیر فلزات می توان استفاده کرد. علاوه بر این موارد انجام کار با این دستگاه ها بدون هیچ سر و صدای اضافه و یا لرزش است که این یک حسن برای این دستگاه است و کار با آن را بسیار راحت است. مزیت دیگر دستگاه برش لیزر امنیت بالای این دستگاه است به گونه ای که کار با این دستگاه ها در انواع کارگاه ها و کارخانجات بسیار کم خطر است و احتمال وقوع حادثه این دستگاه بسیار کم است.
همچنین توان و دقت بالایی که پردازشگر های این دستگاه دارد باعث این می شود که تمامی قطعات با دقت و ظرافت خاصی برش بخورد و این خود به زیبایی کار کمک بسیاری می کند در نتیجه سبب جلب و رضایت مشتری می شود.
به علاوه اگر بخواهیم آن را با دستگاه ها و روش های سنتی مقایسه کنیم مزیت بیشتری دارد که یکی از این مزیت ها همین دقت بالای این دستگاه در مقایسه با دستگاه های سنتی است و در این روش هیچ گونه برخوردی بین دستگاه و قطعات مورد نظر صورت نمی گیرد و با فاصله کم به وسیله لیزر طراحی انجام می گیرد.
انواع دستگاه برش لیزر
با انواع دستگاه برش لیزر آشنا شوید! تفاوت این دستگاه ها در قدرت و طول موج هر کدام است. در نتیجه با وجود تفاوت کاربرد های متفاوتی هم خواهد داشت. یکی از آنها دستگاه لیزر فایبر است. معمولا طول موج این دستگاه ۱۰۶۴ نانومتر است و قطر کانونی این نوع از دستگاه برش بسیار کم است. به دلیل قدرت بالایی که این دستگاه دارد از آن برای برش فلزات استفاده می شود. و علاوه بر قدرت بالایی که دارد می تواند که با توان پایین تر کار کند و مناسب مارک زنی، حکاکی بر روی فلز و پلاستیک هم است. عمر این دستگاه ها معمولا بالاست و از ۲۵۰۰۰ ساعت تا ۱۰۰۰۰۰ ساعت متغیر است.
نوع دیگر این دستگاه ها لیزر Co2 است. این نوع دستگاه گازی است و بر پایه گاز دی اکسید کربن درست شده است. طول موج این دستگاه ۱۰.۶ میکرومتر است و به دلیل قدرت پایین آن برای کار بر روی مواد غیر فلزی مناسب است. و بیشتر از این دستگاه برای حکاکی بر روی چوب، اکریلیک، شیشه، پارچه، فویل، پلاستیک، چرم و سنگ استفاده می شود.
این دستگاه دارای راندمان بالا و همچنین از کیفیت پرتو بسیار خوبی برخوردار است و با توجه به کارایی آن از قیمت خوب و مناسبی هم برخوردار است.اما دسته بعدی این دستگاه ها لیزر کریستالی است و بسیار شبیه به نوع اول یعنی لیزر های فایبر است. طول موج این دستگاه ۱۰۶۵ نانومتر است و جز کلاس نوری مادون قرمز می باشد. این نوع از لیزر برای کار حکاکی و مارک زنی بر روی فلزات و پلاستیک مناسب است.
تفاوتی که این دستگاه با لیزر های فایبر دارد این است که این نوع از دستگاه های لیزر دارای دیود پمپ های گران قیمت تری نسبت به نوع فایبر آن برخوردار است. که دیود پمپ های آن باید حداقل بعد از ۸۰۰۰ ساعت و حداکثر ۱۵۰۰۰ ساعت کار با آن تعویض گردد. و تقریبا در مقایسه با لیزر فایبر از عمر کوتاه تری برخوردار هستند.
نکات ایمنی کار با دستگاه های برش لیزر
همانطور که در بالا به آن اشاره شد، استفاده از این دستگاه مضراتی دارد و ممکن است سلامتی شما را به خطر بیاندازد. رعایت نکات ایمنی کار با دستگاه برش لیزر بسیار مهم میباشد، رعایت این نکات تضمین میکند تا در هنگام کار با این وسیله هیچگونه خطری متوجه شما نگردد.
- هنگامی که دستگاه در حال کار کردن است حتماً درب آن را ببندید زیرا با این کار دودهای مضر به محیط کار وارد نمیشوند و در نتیجه به تنفس شما آسیبی وارد نمیکند.
- بهتر است دستگاه برش لیزر خود را دور از دسترس مشتریان و به ویژه کودکان قرار دهید، زیرا در صورت برخورد دست با لیزر سوختگیهای شدیدی ایجاد میکند.
- هنگامی که دستگاه کار میکند حتماً کنار آن قرار بگیرید تا در صورت لزوم افرادی که از خطرات این دستگاه آگاه نیستند کار خطرناکی انجام ندهند.
- در صورتی که دستگاه روشن بود به هیچ عنوان به نور برش لیزر خیره نشوید، در صورتی که نیاز بود تا به برشها نگاه کنید حتماً از عینک محافظ استفاده کنید.
- دستگاه مکنده بسیار پر سر و صدا میباشد لذا بهتر است این دستگاه را دور از محیط کارگاهی خود قرار دهید.
- حتماً کلید اضطراری دستگاه برش را چک کنید و از سلامت آن اطمینان حاصل فرمایید.
خلاصه
در این مقاله از خیام لیزر به معرفی کامل دستگاه برش لیزر پرداخته شد که اینکه این دستگاه از چه اجزایی تشکیل شده و چه مزایایی دارد و انواع آن چیست. درصورتی که نیاز به راهنمایی بیشتر دارید می توانید با شماره ۰۹۱۲۵۱۲۳۱۷۲ تماس بگیرید.
دستگاه برش لیزری چیست؟
دستگاه برش لیزر در بسیاری از صنایع کاربرد بسیاری دارد که از آن برای بریدن قطعات بسیار بزرگ استفاده می کنند. همچنین این دستگاه برای نمونه سازی و تولید بسیار اهمیت زیادی دارد. این دستگاه ها معمولا به وسیله کامپیوتر کنترل می شود.
انواع دستگاه برش لیزر چیست؟
دستگاه برش لیزر انواع مختلفی دارد و تفاوت آن در قدرت و طول موج هر کدام است. در نتیجه با وجود تفاوت کاربرد های متفاوتی هم خواهد داشت. یکی از آنها دستگاه لیزر فایبر است.