دستگاه برش لیزری چه مشخصاتی دارد ؟ (راهنمای خرید)
دستگاههای برش لیزری بر اساس قوانین نور مثل بازتاب و قوی کردن نور کار میکنند. کل مراحل کار این دستگاه را میتوان به دو بخش مجزا تقسیم کرد: سیستم نوری و سیستم حرکتی. سیستم نوری یک پرتو نور پرقدرت برای برش لیزری تولید میکند. سیستم حرکتی، این پرتو را حرکت میدهد تا شکل دلخواه را بسازد. بخشهای یک دستگاه لیزر ساده عبارتند از:
- منبع برق: جریان برق به تولید پرتو نور کمک میکند.
- تشدیدکننده لیزر: این بخش مجموعهای از آینهها است. این آینهها پرتو نور را در یک محیط خاص بازتاب میدهند تا قدرت آن چند برابر شود.
- سرِ برش (هد دستگاه): این قسمت، پرتو لیزر را دقیقاً روی نقطهای که باید بریده شود متمرکز میکند.
- سیستم حرکتی: این بخش شامل موتورها و ریلها است. آنها سر دستگاه را روی مادهای که قرار است بریده شود حرکت میدهند.
- سیستم کنترل حرکت: این سیستم به موتورها و بازوها دستور میدهد که لیزر را به کدام سمت ببرند.
اینها فقط قطعات اولیه یک دستگاه ساده هستند. دستگاههای برش تجاری و پیشرفته امروزی قطعات بسیار بیشتری مثل سیستمهای خنککننده، دستگاههای مکنده گرد و غبار و سیستمهای تخلیه ضایعات دارند.
مراحل کار دستگاه برش لیزر چگونه است؟
فناوری برش با لیزر امکانات مختلفی را برای صنایع گوناگون ارائه میدهد. صرف نظر از این امکانات، روش کار پایه در بیشتر این دستگاهها یکسان است. در اینجا مراحل کار یک دستگاه رایانهای لیزر آورده شده است:
بارگذاری کدهای دستوری (جیکد)
کار دستگاه زمانی شروع میشود که کاربر کدهای برنامهریزی شده را وارد سیستم کند. این کدها به دستگاه میگویند که به کدام جهت حرکت کند.
تولید پرتو لیزر
وقتی دستگاه شروع به کار میکند، بخش تشدیدکننده، پرتو نور را میسازد. روش تولید لیزر میتواند برای انواع مختلف دستگاهها متفاوت باشد. رنگ نور هم میتواند فرق داشته باشد. برای مثال، در دستگاههای گازی (دیاکسید کربن)، یک نور مادون قرمز تولید میشود. در متن اصلی اشاره شده که این پرتو برای چشم انسان کاملاً مرئی است، (اما برای دقت علمی خوب است بدانیم نور مادون قرمز دستگاههای دیاکسید کربن در واقع با چشم غیرمسلح انسان قابل دیدن نیست).
هدایت لیزر
یک سیستم هدایتکننده، مسیر پرتو لیزر را به سمت بخش متمرکزکننده تغییر میدهد. مجموعهای از آینهها میتوانند مسیر را عوض کنند. یک قطعه خاص هم میتواند پرتو تولید شده را به سمت محل برش خم کند.
تمرکز لیزر
یک سیستم متمرکزکننده، پهنای پرتو لیزر را کم کرده و قدرت آن را زیاد میکند. این کار با کمک سرِ دستگاه و یک عدسی انجام میشود. این سیستم همچنین مطمئن میشود که پرتو نور کاملاً گرد باشد و هیچ نور اضافهای پخش نشود. پرتو لیزر از طریق یک دهانه کوچک (نازل) از دستگاه خارج میشود.
برش مواد
پرتو متمرکز شده به سمت قطعه کار هدایت میشود. نقطه تماس به اندازهای در معرض حرارت قرار میگیرد که ماده ذوب شود. زمان مورد نیاز بستگی به ضخامت و نوع ماده دارد.
حرکت سر برش
سیستم حرکتی، سر دستگاه را بر اساس دستوراتی که کدهای رایانهای دادهاند، حرکت میدهد. سرعت حرکت بستگی به نوع کار و جنس ماده دارد.
شکلهای مختلف دستگاه برش لیزر
سه مدل یا ساختار مختلف برای دستگاههای برش لیزر وجود دارد:
ساختار با ماده متحرک
در این مدل، سرِ دستگاه لیزر کاملاً ثابت است. مادهای که قرار است بریده شود (قطعه کار) به سمت سر لیزر حرکت میکند. فایده این روش این است که ضایعات فقط در یک مکان جمع میشوند و تمیز کردن آنها راحتتر است. با این حال، سرعت کار در این روش کندتر است، زیرا حرکت دادن یک قطعه بزرگ بسیار سختتر از حرکت دادن سرِ کوچک دستگاه است. مزیت اصلی دیگر این مدل، ثابت بودن مسیر حرکت نور لیزر است؛ به همین دلیل به آینهها و عدسیهای کمتری نیاز دارد.
ساختار ترکیبی
در این مدل، هم ماده و هم سر دستگاه تا حدودی حرکت میکنند. معمولاً ماده در یک جهت (طول) و سر دستگاه در جهت دیگر (عرض) حرکت میکند. در این روش، مسیری که پرتو لیزر طی میکند ثابت نیست. وقتی سر دستگاه حرکت میکند، فاصله بین منبع نور و سر برش دائماً تغییر میکند. بنابراین، برای ثابت نگهداشتن قدرت لیزر به تنظیمات خاصی نیاز است. این کار با اضافه کردن قطعات نوری بیشتر (نسبت به مدل قبلی) انجام میشود. با این وجود، سرعت کار این دستگاهها بالاتر است.
ساختار با قطعات نوری متحرک
این مدل دارای سرِ متحرک و میز کار کاملاً ثابت است. سر دستگاه میتواند در تمام جهتها حرکت کند. این ساختار در بین هر سه گزینه، بیشترین سرعت برش را دارد. اما از آنجایی که سر دستگاه دائماً حرکت میکند، فاصله لیزر هم مدام تغییر میکند. این موضوع نیازمند یک سیستم نوری پیچیده است تا بتواند این فاصلههای متغیر را مدیریت کند.
معایب دستگاه لیزر
هزینه بالا: این دستگاهها تجهیزات صنعتی هستند و خرید اولیه و نگهداری آنها گران تمام میشود.
ایمنی: با اینکه دستگاههای جدید امکانات ایمنی خوبی دارند، اما کارگر همچنان باید آموزشهای لازم را ببیند.
مواد خطرناک: همانطور که گفته شد، برخی مواد برای این دستگاه خطرناک هستند و میتوانند باعث خرابی دستگاه یا بیماری انسان شوند.
محدودیت ضخامت: لیزر برای ورقههای نازک عالی است، اما نمیتواند بلوکهای فلزی بسیار ضخیم را ببرد.
آیا برش لیزری از نظر هزینه بهصرفه است؟
بله، این روش بسیار بهصرفه است. قیمت یک دستگاه میتواند از 760 میلیون تومان شروع شده و تا 57 میلیارد تومان هم برسد. اما هزینه روشن بودن و کار کردن با دستگاه بسیار ارزان و در حدود ساعتی 2 میلیون است. با در نظر گرفتن سرعت و کیفیت کار دستگاه، این بهترین گزینه برای صرفهجویی در هزینههاست.
مصرف برق دستگاه چقدر است؟
مصرف برق این دستگاهها معمولاً بین ۰.۱ کیلووات تا ۱۵ کیلووات است و به نوع دستگاه، حداکثر قدرت آن و کیفیت قطعات جانبی بستگی دارد.
عمر دستگاههای لیزر چقدر است؟
دستگاههای برش با کابل نوری (فیبر) میتوانند به راحتی تا ۱۰۰,۰۰۰ ساعت کار کنند که معادل ۴۵ سال استفاده است. در مقابل، دستگاههای گازی (دیاکسید کربن) حدود ۳۰,۰۰۰ ساعت عمر میکنند که معادل ۱۵ سال کار است. البته هر دستگاهی قطعات مصرفی دارد که باید مرتب عوض شوند (مثلاً لامپها و لولههای داخل دستگاه ممکن است هر ۵۰۰ ساعت نیاز به تعویض داشته باشند).
ارتباط برش لیزری با ماشینکاری با پرتو لیزر چیست؟
هر دو روش از فناوری پرتو نور استفاده میکنند، اما در کاربرد تفاوت دارند:
- نوع کار: برش لیزری بیشتر برای بریدن کامل و نصف کردن مواد استفاده میشود. ماشینکاری با پرتو لیزر بیشتر برای کارهای ظریفی مثل سوراخکاری، حکاکی و ایجاد طرحهای بسیار ریز به کار میرود.
- میزان دقت: با اینکه هر دو روش بسیار دقیق هستند، ماشینکاری با پرتو لیزر دقت بسیار بالاتری دارد و در صنایع حساس مثل پزشکی و الکترونیک استفاده میشود.
- قدرت نور: برش لیزری از نور بسیار قوی برای سوراخ کردن سریع ماده استفاده میکند، اما روش ماشینکاری از قدرت کمتر برای برداشتن لایههای بسیار نازک بهره میبرد.
دستگاه برش لیزر را از کجا بخریم؟
شرکتهایی مانند آکرل از سازندگان برتر این دستگاهها هستند و استانداردهای جهانی دارند. خرید از برندهای شناختهشده باعث میشود بعدها برای تأمین قطعات یا تعمیرات به مشکل نخورید. برای خرید دستگاه به نکات زیر توجه کنید:
- نوع فناوری دستگاه: پیشنهاد بیشتر متخصصان، خرید دستگاههای فایبر است، زیرا تعادل خوبی بین سرعت، کیفیت و قیمت دارند.
- بودجه: قیمت دستگاهها بسیار متفاوت است؛ پس اول بودجه خود را مشخص کنید.
- کیفیت: دستگاهی با بدنه محکم و سیستمهای ایمنی بالا بخرید.
- اندازه میز کار: میز کار مشخص میکند که تا چه اندازه ورقهای را میتوانید درون دستگاه قرار دهید. آن را بر اساس نیاز شغلی خود انتخاب کنید.
- فضای کارگاه: مطمئن شوید که دستگاه در کارگاه شما جا میشود.
جایگزینهای فناوری برش لیزری چه هستند؟
- برش با فشار آب (واتر جت): در این روش ماده اصلاً داغ و ذوب نمیشود، اما لیزر دقت بسیار بیشتر و لبههای تمیزتری به شما میدهد و نیازی هم به آب و کثیفکاریهای آن ندارد.
- برش پلاسما: این روش هم فلز را ذوب میکند، اما فقط برای موادی که رسانای برق باشند (مثل فلزات) کار میکند. لیزر اما روی همه مواد کار میکند و قابلیت حکاکی هم دارد.
- برش با تخلیه الکتریکی (ایدیام): این روش هم با جریان برق کار میکند و فقط مخصوص فلزات رسانا است.
- ماشینکاری سیانسی (مثل فرز و تراشکاری): در این روش از ابزارهای تیز و برنده فلزی استفاده میشود که خیلی زود ساییده و کند میشوند. لیزر هیچ ابزار فیزیکی ندارد که کند شود و دقت بسیار بالاتری دارد.
- منگنهکاری (پانچ): با فشار دادن یک قالب روی ورق، آن را سوراخ میکند. این روش ارزان است اما کیفیت بسیار پایینی دارد.
- چاپ سهبعدی: این روش برای ساخت وسایل پلاستیکی است و به هیچ وجه کیفیت و سرعت دستگاههای لیزر را ندارد. وسایل تولید شده با این روش معمولاً ایرادات ظاهری دارند و فقط روی مواد خاصی کار میکنند.
