برش لیزر فلزات یکی از مهم‌ترین فرآیندها در صنعت فلزات است. دستگاه برش لیزر فلزات که به انگلیسی Laser Cutting of Metals Machine گفته می‌شود، در سال 1965 برای اولین بار در برش و سوراخ کردن الماس و در سال 1967 در بریتانیا برای برش فلزات استفاده شد. امروزه برش لیزر روی انواع فلزات آهنی و غیر آهنی و انواع ورق‌ها به ویژه ورق استیل با سرعت و دقت بالایی با دستگاه‌های پیشرفته صورت می‌گیرد. در این روش، با تمرکز انرژی روی یک نقطه خاص، برش و تغییر شکل روی انواع فلزات ایجاد می‌شود. دقت بالای برش، قابلیت برشکاری طرحهای پیچیده، کاهش ضایعات ناشی از برش، سرعت بالا، مصرف پایین برق از ویژگی‌های منحصر به فرد برش لیزر فلزات است که نسبت به روش‌های سنتی برتری دارد.
کاربرد برش لیزر فلزات
از برش لیرز فلزات به علت سرعت و دقت بالا در زمان برش، داشتن لبه‌های برش خورده بدون پرز و برش شکل‌های پیچیده در همه حرفه‌ها و صنایع استفاده می‌شود. همچنین با افزایش محبوبیت فلزات برش داده شده با طرحهای مختلف با لیزر، می‌توان به جرأت گفت این روش در حال رشد و پیشرفت است. برخی از کاربردهای برش لیزر فلزات شامل موارد زیر می‌شوند:
- برای تولید ظروف آشپزخانه
- تولید خودرو
- وسایل و تجهیزات تناسب اندام
- ساخت حروف در صنعت تبلیغات
- صنعت ورق سازی
- تولید کابیت و قفسه
- صنعت کشتی سازی
- صنایع نظامی
- ساخت زیورآلات
- ساخت مواد اولیه برای تولید در صنایع دیگر
- در صنعت پزشکی
- در زمینه هوا فضا
- ساخت کابین آسانسور
- برش CNC پارچه
تکنیک گروه بندی در برش لیزری
گروه‌بندی فایلی که می‌خواهیم برش بزنیم باید به گونه‌ای کنار هم چیده شوند که در مصرف ورق صرفه‌جویی گردد. اهمیت گروه‌بندی و چیدمان در حجم زیاد کار، بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد؛ رعایت نکردن این موضوع و نزدیک کردن بیش از حد قطعات به هم خسارت زیادی وارد می‌کند. از جمله تکنیک‌های گروه‌بندی و چیدمان فایل برش لیزر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- فاصله گذاری از لبه ورق
- فاصله گذاری بین قطعات
- پرهیز از خط برش مشترک
- علامت‌های اضافی
- مقیاس و واحد
- فرمت فایل برش
- جهت چیدمان
- جهت برش موازی با محور
- جداسازی فایل‌ها
- آماده‌سازی فایل وکتور برای برش لیزر
انواع روش های برش لیزر
برش‌های لیزری به دو دسته co2 و لیزر فیبری تقسیم می‌شوند. برش‌های لیزری نیز انواع مختلفی دارند. سه نوع اصلی برش شامل موارد زیر می‌شوند:
- برش واترجت: برش همراه با فشار آب
- برش پلاسما: برش همراه با شعله گاز
- برش لیزر: روش دقیق و سریع
فرآیند برش لیزر فلزات
هر جنسی از چوب گرفته تا انواع فلزات و حتی سنگ‌های قیمتی مانند الماس، تیتانیوم، فولاد، فلزات درخشان و یا شیشه، لاستیک، سیلیکون و… با هر ضخامتی که داشته باشند، می‌توان به راحتی برش داد و روی آن‌ها حکاکی کرد. ابتدا با پرتوی لیزر سوراخ‌هایی در محل مورد نظر روی جسم ایجاد کرده، سپس پرتو دادن لیزر را همچنان ادامه می‌دهیم. لیزر ماده‌ای که از آن عبور داده می‌شود را ذوب می‌کند. پرتوها می‌توانند به صورت پیوسته به فلز یا جسم وارد شوند. شدت پرتو، طول و خروجی گرما را می‌توان کنترل کرد.
مزایای برش لیزر
اشعه لیزر شدت و قدرت بالا و طول موج پایینی دارد، به همین علت باعث زیاد شدن سرعت برش در زمان حکاکی می‌شود. این ویژگی کاربرد فراوانی در تولیدات حساس و ظریف دارد. در کنار این مهارت اپراتور و کسی که با این دستگاه کار می‌کند می‌تواند باعث تاثیر مثبت و افزایش کارایی شود. از مزایای برش لیزر به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:
- دقت و سرعت بالا
- نداشتن مواد آلاینده
- کاهش آلودگی صوتی
- عدم برخورد با نمونه کار
- کنترل تنظیم قدرت اشعه
مقایسه برش لیزر و پرسکاری
یکی از روش‌های قدیمی برش فلزات، برش با پرس پانج بوده که با دقت زیادی در حین کار انجام می‌گیرد. پرس پانچ از طریق دستگاهی که دو لبه دارد و نمونه بین دو لبه قرار گرفته، انجام می‌شود. این روش به دو صورت دستی و کدنویسی انجام می‌گیرد. طبیعی است که روش کدنویسی که توسط کامپیوتر انجام می‌شود، از دقت بالایی برخوردار باشد. کم هزینه بودن، مصرف انرژی کمتر حین کار، عملکرد سریع برای سوراخ کردن، انجام برش، ضربه زدن، صافکاری، اکسترود فلز از مزیت‌های برش با پرس پانچ است. معایب این دستگاه شامل سرو صدای آزاردهنده، قیمت بالای دستگاه پرس، تولید ضایعات زیاد و… می‌شوند.
مقایسه برش و پرسکاری:
- عملکرد برش لیزری سریع‌تر از نوع پرسی است.
- هزینه برش لیزری نسبت به پرس پانچ کمتر است.
- کم بودن ضایعات برش لیزری نسبت به پرس پانچ
- امکان پیاده‌سازی طرحهای پیچیده در برش لیزری
نوع گاز مصرفی در دستگاه های برش لیزر چیست؟
برش با کمک لیزر یکی از بهترین و پرکاربردترین پروسه‌ها در صنعت فلزات است. در برش لیزری به وسیله تاباندن پرتو روی نقطه خاصی از فلز، مواد داخل آن ذوب شده یا می‌سوزد. در این روش از گازهای کمکی استفاده شده و خروجی کار از کیفیت و ظرافت خاصی برخوردار است. لبه‌های کار در برش لیزری صاف و صیقلی خواهد بود. در صورت نبود گازهای کمکی، مواد ذوب شده پس از سرد شدن دوباره به حالت اول برمی‌گردند. گازهای کمکی با خارج کردن مواد مذاب از فلز جلوی این کار را می‌گیرد. پرکاربردترین گازهای کمکی که در برش لیزری استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:
- گاز اکسیژن
- گاز نیتروژن
- گاز ترکیبی
- هوای فشرده
ویژگی های برش لیزر فلزات
برش فلزات با لیزر دارای ویژگی‌های مختلفی است که برخی از آن‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:
- نیاز نبودن به دستگاه دیگر برای برش لیزری
- عدم ایجاد چین و پرز و سوختگی پس از برش
- سرعت بالای دستگاه لیزر برای برش
- قابلیت پیاده‌سازی آسان طرح‌ها و نقشه‌ها توسط ابزارهایی مانند اتوکد
- عدم ایجاد تغییرات گرمایی
- دقت برش لیزر
- عدم تماس فیزیکی
- برشکاری نقاط پیچیده
- نمونه سازی سریع
- عدم نیاز به قالب برش
آیا با استفاده از برش لیزر می توان خطوط خمکاری را نشان داد؟
شما می‌توانید خطوط خمکاری را روی ورق‌های فلزی ایجاد کنید. برای این امر می‌بایست قدرت لیزر را کاهش دهید تا خطوط بر روی قطعه مورد نظر حک شوند.
آیا فلزات رنگین مانند آلومینیوم، مس و برنج را می توان با دستگاه برش لیزر، برشکاری کرد؟
فلزات رنگین قابلیت بازتاب نور لیزر را دارا هستند و به هنگام برشکاری با دستگاه لیزر می‌توانند باعث ایجاد مشکل شوند. البته می‌توان با احتیاط بسیار بالا این پروسع را انجام داد؛ اما این روند خطر سوختگی سورس با دستگاه لیزر را به همراه دارد. از این رو بهتر است برای برشکاری فلزات رنگین از ماشین پانچ پرس CNC الیماکول، استفاده شود.
برش لیزر آلومینیوم
آلومینیوم یکی از پرکرباردترین عناصر در صنایع ساختمان‌سازی، خودرو، هوافضا و دیگر صنایع است؛ اما یاید بدانید برش آن به دشواری انجام می‌شود. برای ایجاد لبه‌های با کیفیت در ورق آلومینیوم، داشتن فشار قوی و وجود گاز کمکی که بتواند به سرعت مواد مذاب را خارج کند، مورد نیاز است. هرچه سرعت کار و حرکت ورقه‌های آلومینیوم بیشتر باشد، لبه آن نرم‌تر و تمیزتر خواهد بود.
برش لیزر با هوای فشرده
هوای فشرده از اکسیژن، نیتروژن، دی اکسید کربن و گازهای موجود در هوا که تحت فشار قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است و به عنوان یک منبع ارتعاش و تفکیک و جداسازی مواد از هم کاربرد دارد. تهیه هوای فشرده با کمپرسور این امکان را می‌دهد که به عنوان جایگزین نیتروژن، ارزان‌تر و اقتصادی‌تر باشد. هوا در مخزن ذخیره گاز در کپرسور فشرده شده و پس از فیلترکردن، خنک شدن و خشک شدن قابل استخراج است.
برش لیزر با برنج
فلز برنج، فلز مس، برنز جزء فلزات زرد رنگ هستند که بیش‌ترین کاربرد آن‌ها برای ساخت زیورآلات و مد بوده و در صنعت برشکاری باید با دقت و ظرافت بیشتری برش خورده شوند. فلز برنج به علت داشتن رنگ زرد که بازتاب دهنده خوبی است، معمولا به دشواری برش خورده می‌شود. پس از برش لیزری فلز برنج، یک مرحله پردازش نهایی برای از بین بردن لبه های ناصاف و زبر نیاز است.
برش لیزر پروفیل
پروفیل‌ها سازه‌های مستطیل شکلی هستند که در دو نوع صنعتی و ساختمانی تولید می‌شوند. برای برش لیزری پروفیل را به وسیله سری مخصوص، ثابت می‌کنند تا دستگاه بتواند در صورت نیاز پروفیل را بچرخاند. در زمان برش، هد لیزر همزمان با چرخش پروفیل می‌چرخد.
برش لیزر فایبر
لیزر فایبر، یکی از به‌روزترین دستگاه‌ها است که برای ایجاد برش و تبخیر کردن مواد مذاب در قسمت تعیین شده فلز استفاده می‌شود. برش لیزر فایبر هم به صورت دستی و هم به صورت پیش فرض قابلیت تنظیم شدن را داشته و در بسیاری از مشاغل نیز کاربرد دارد. لیزر فایبر با سرعت و دقت زیاد باعث حذف مواد با تبخیر شده و با سوزاندن قسمت مورد نظر فلز باعث ایجاد لبه‌های باکیفیت و صاف می‌شود.
برش لیزر گالوانیزه
ورق گالوانیزه از یک روکشی با ضخامت 100 تا 350 گرم برمتر مکعب تشکیل شده است که این ورق رویی از زنگ زدگی حتی هنگام شکستن، جلوگیری می‌کند. از ورق گالوانیزه در ساخت محصولاتی مانند کانال کولر، کابینت آشپزخانه، لوله‌های بخاری و… استفاده می‌شود. در برش لیزری ورق گالوانیزه، هر نوع شکل با هر نوع ضخامتی قابل برش خوردن است.
برش لیزری مس
فلز مس از فلزاتی است که در صنایع مختلف زیادی مورد استفاده قرا می‌گیرد. این فلز درخشندگی و قابلیت انعطاف زیاد و ضخامت کمی دارد، به همین دلیل احتمال آسیب دیدن و تغییر شکل آن بسیار بالاست؛ اما خوشبختانه می‌توان با روش لیزری با کم‌ترین سرو صدا و سرعت بالا خیلی دقیق و با ظرافت زیاد فلز مس را برش داد.
برشکاری نقوش پیچیده
در برش لیزری، فلزات با دقت و سرعت بالا به وسیله طرح و نقشه‌‌هایی برش داده می‌شوند. این نقشه‌ها به صورت ساده یا دوبعدی و نقشه‌های پیشرفته قابل اجرا هستند. این امر باعث افزایش ظرافت برش و به وجود آمدن قطعات بسیار کاربردی و با جزئیات ریز می‌شود.
جوش کاری
یکی از پرکاربردترین روش‌های اتصال قطعات به همدیگر جوشکاری نام دارد. جوشکاری، در صنایع بسیاری از جمله خودروسازی، تولید ماشین آلات، هوافضا، ساختمان سازی، کشتی‌سازی، صنایع نفت و گاز و… برای اتصال قطعات فلزی به هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
چه فلزاتی را می توان با استفاده از خدمات برش لیزر فلزات، برشکاری کرد؟
به طور کلی، ورق‌های فلزات فولاد، تیتانیوم، برنج، مس، نیکل، آلومینیوم، کروم و کبالت به راحتی و با سرعت و کیفیت بالا با لیزر برش داده می‌شوند. برای استفاده از این روش فلزاتی که به ترتیب از طریق روش‌هایی همچون نورد گرم، سرد، پرسی و کششی تولید شده‌اند، این قابلیت در آن‌ها بیشتر دیده می‌شود. چنانچه رنگ فلزات به ترتیب سیاه، روغنی، گالوانیزه، رنگی و استیل باشند، برای استفاده از خدمات برش لیزر گزینه‌های مناسب‌تری هستند.