دستگاه برش لیزری
دستگاه برش لیزر،دستگاه پیشرفته ای است که فناوری لیزر فیبر پیشرفته، فناوری CNC و فناوری مکانیکی دقیق را ادغام می کند. لیزر فیبر شکل جدیدی از لیزر است که اخیراً در سراسر جهان ساخته شده است. این لیزر پرتویی با چگالی انرژی بالا تولید می کند.پرتو از طریق سر برش روی سطح قطعه کار متمرکز می شود و یک نقطه کوچک ایجاد می کند (حداقل قطر می تواند کمتر از 0.1 میلی متر باشد) که قطعه کار را با فوکوس بسیار ظریف روشن می کند. منطقه به سرعت ذوب و تبخیر می شود. با حرکت دادن موقعیت تابش نقطه ای از طریق سیستم مکانیکی CNC برش انجام می شود.
انواع دستگاه برش لیزری
- برش لیزری CO2: بیشتر برای برش و حکاکی روی مواد غیر فلزی مانند چوب، پلکسی‌گلاس، برنج، رزین، و مواد طبیعی کاربرد دارد.
- برش لیزری (Fiber Laser): مناسب برای برش و حکاکی فلزات مانند استیل، آهن، آلومینیوم و فلزات رنگ‌پذیر است همانند دستگاه جوش لیزری.
- برش لیزری Nd:YAG: بیشتر در صنایع دقیق و مخصوص برای حکاکی و برش فلزات در مقیاس کوچک و نرم مورد استفاده قرار می‌گیرد، مخصوصاً در صنعت پزشکی و تجهیزات دقیق.
- برش لیزری UV: برای برش مواد ظریف و حساس‌تر مانند پلاستیک‌های ریز و شیشه‌های نازک استفاده می‌شود.
ویژگی دستگاه برش لیزری فلزات
- مسیر نوری انعطاف پذیر کاملا محصور ذاتی
- دستگاه برش لیزری مخصوص برش ورق فلزی چون اهن با نازک ترین ضخامت ها
- مسیر نوری بدون نیاز به تعمیر و نگهداری و تمیز نمودن آن
- راندمان و بهره وری بالا ( نرخ تبدیل فوتو الکتریک بیش از 25 درصد )
- برش صفحات فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی 12 میلی متر با مصرف برق کمتر
- کیفیت پرتو خوب و در نتیجه شکاف نازک و مناسب برای برش های ظریف
- عمر طولانی، خرابی بسیار کمتر نسبت به سایر لیزرها
- اندازه کوچک و وزن سبک
- صرفه جویی در آب و برق و صرفه جویی در هزینه
- قطعات جایگزین به مراتب ارزان تر
- تعمیر و نگهداری سریع در صورت نیاز
- برش تمیز و دقیق بدون کوچکترین انحراف و تنظیم مسیر پرتو
اجزای دستگاه برش لیزری صنعتی
- منبع لیزر (Laser Source):این بخش، جایی است که پرتو لیزر تولید می‌شود. نوع منبع لیزر بستگی به نوع دستگاه دارد، مثلاً لیزر CO₂ یا فیبر لیزر. در این قسمت، یک لیزر قوی تولید می‌شود که انرژی لازم برای برش یا حکاکی را فراهم می‌کند.
- سیستم نوری (Optical System):شامل آینه‌ها و لنزهایی که پرتو لیزر را هدایت و متمرکز می‌کنند.این سیستم به کمک هد دستگاه لیزر مسئول تمرکز دادن پرتو لیزر بر روی نقطه کوچک است تا برش دقیق و تمیز انجام شود. تمرکز مناسب امتیاز اصلی در برش دقیق است.
- حامل کار (Work Bed/Work Table):سطحی که ماده یا قطعه کاری روی آن قرار می‌گیرد. این سطح معمولاً قابل تنظیم است تا کار بر روی مواد با ضخامت‌های مختلف انجام شود. سطح باید صاف و مقاوم باشد تا دقت برش حفظ شود.
- سیستم حرکت (Motion System):موتورهای دقیق (مثل موتورهای سروو یا خطی) که سر لیزر یا قطعه کار را در فضا جابه‌جا می‌کنند. این سیستم عملیات برش را با دقت بالا انجام می‌دهد و می‌تواند در محورهای X، Y و Z حرکت کند.
- سیستم کنترل (Controller):ریزپردازنده یا رایانه‌ای است که برنامه‌های طراحی (CAD) را دریافت می‌کند و کنترل حرکت و عملیات برش را مدیریت می‌کند. این قسمت باعث دقت بسیار بالا در برش و حکاکی می‌شود.
- سیستم خنک‌کننده (Cooling System):در حین کار، قطعات داخلی دستگاه، مخصوصاً منبع لیزر، گرما تولید می‌کنند. این سیستم، معمولاً با آب یا هوا، دستگاه را خنک نگه می‌دارد تا عملکرد بهینه و طول عمر دستگاه حفظ شود.
- سیستم ایمنی (Safety System):شامل پنجره‌های مخصوص، فیلترهای دود، و تجهیزات ایمنی دیگر است تا اپراتور در برابر اشعه لیزر، دود، و ذرات حفاظت شود و عملیات با اطمینان انجام شود.
خرید دستگاه برش ورق اهن
Sheet metal cutting machine
سیستم نوری: این سیستم شامل هد دستگاه برش لیزری ، لنز دستگاه برش لیزری، شیشه محافظ،نازل برش لیزری،اینه دستگاه برش لیزری است
اجزای هد دستگاه برش لیزری
- نازل: نازل پرتو لیزر را به سمت ماده هدایت می‌کند و از طریق جریان گاز کمکی (مانند اکسیژن، نیتروژن یا هوا) به حذف مواد مذاب و ضایعات کمک می‌کند. انتخاب اندازه و نوع نازل به جنس ماده‌ای که برش داده می‌شود و کیفیت مطلوب برش بستگی دارد.
- لنز: لنز پرتو لیزر را به یک نقطه ظریف متمرکز می‌کند و شدت آن را افزایش می‌دهد و آن را قادر می‌سازد تا ماده را برش دهد. بسته به ضخامت ماده و دقت برش مورد نیاز، از طول کانونی‌های مختلفی استفاده می‌شود.
- شیشه محافظ: این شیشه از لنز در برابر آلودگی ناشی از ضایعات و بخارات تولید شده در حین برش محافظت می‌کند. تمیز نگه داشتن شیشه محافظ برای حفظ کیفیت پرتو لیزر و افزایش طول عمر لنز ضروری است.
- جعبه آینه محافظ: جعبه آینه محافظ، مسیر نوری داخلی سر برش را از محیط خارجی جدا می‌کند. این امر از ورود گرد و غبار و ناخالصی‌ها به داخل و تأثیرگذاری بر پرتو لیزر جلوگیری می‌کند و در نتیجه عمر مفید سر برش را افزایش می‌دهد.
دستگاه برش لیزر CO2
لیزرهای CO2، اگرچه قدیمی است، همچنان کاربرد زیادی دارند. مزایای آنها شامل قیمت پایین‌تر، توان خروجی بالا و توانایی برش مواد غیرفلزی مانند چوب، پلاستیک، چرم، پارچه و کاغذ با دقت متوسط است. برای برش فلزات هم قابل استفاده‌اند، اما نیاز به ترفندهای خاص و کندتر هستند.این لیزرها با مخلوطی از گازهای دی‌اکسید کربن، نیتروژن و هلیوم کار می‌کنند و نور لیزر در طول موج ۱۰.۶ میکرومتر تولید می‌نمایند. این شعاع نوری خوب توسط مواد غیرفلزی جذب می‌شود، لذا برش دقیق و تمیزی دارند. ولی کیفیت پرتو لیزر CO2 نسبت به لیزرهای فیبر کمتر است، چون نور متمرکز نیست و پراکندگی بیشتری دارد که ممکن است بر دقت برش تأثیر بگذارد.
مزایای اصلی آنها شامل تنوع، قیمت مناسب و توان بالا است، اما برای برش فلزات ضخیم ممکن است کندتر باشند و نیاز به نگهداری بیشتری دارند، چون آینه بازتاب کننده هد و قطعات اپتیکی باید تمیز و تنظیم شوند. همچنین، منبع لیزر در طول زمان ضعیف می‌شود.
دستگاه برش لیزر Nd:YAG
لیزرهای Nd:YAG و Nd:YVO هر دو لیزرهای حالت جامد هستند که از کریستال‌های خاصی (یاقوت آلومینیوم ایتریوم یا وانادات ایتریوم) استفاده می‌کنند که با نئودیمیم ترکیب شده‌اند. این لیزرها نور مادون قرمز نزدیک تولید می‌کنند و برای برش و علامت‌گذاری فلزات و برخی مواد غیرفلزی مناسب هستند.روش کار این لیزرها به این صورت است که با تاباندن نور (یا تخلیه الکتریکی) به کریستال، اتم‌های نئودیمیم انرژی می‌گیرند و سپس با از دست دادن این انرژی، نور لیزر تولید می‌کنند.
این لیزرها معمولاً در طول موج 1.064 میکرومتر (و در مورد Nd:YVO گاهی اوقات 1.34 میکرومتر) کار می‌کنند. این طول موج برای برش، حکاکی و علامت‌گذاری فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی، آلومینیوم، برنج و مس بسیار مناسب است. همچنین برای برش سرامیک، پلاستیک و برخی مواد کامپوزیتی نیز استفاده می‌شوند، اما برای سایر مواد غیرفلزی مناسب نیستند.مزایای این لیزرها دوام بالا و نیاز کم به تعمیر و نگهداری است.
مقایسه دستگاه برش لیزری با دستگاه برش لیزرCO2
- دستگاه های لیزر فیبر فضای کمتری را نسبت به دستگاه های لیزر CO2 اشغال می کنند.
- لیزرهای فیبر یک مسیر پرتو فیبر نوری کاملاً مهر و موم شده هم در منبع برق و هم در تحویل فیبر به سر برش دارند.و پرتو در معرض آلودگی های مسیر پرتو مانند لیزرهای CO2 قرار نمی گیرد.
- به دلیل انعطاف پذیری بالای لیزر فیبری می توان به راحتی آن را در بازوی رباتیک استفاده نمود.
- از آنجایی که یکپارچگی پرتو فیبر روز به روز ثابت می ماند، پارامترهای برش نیز ثابت می ماند و به تنظیمات بسیار کمتری نسبت به لیزر CO2 نیاز دارد
- برش های لیزری فیبر نیازی به زمان گرم کردن دستگاه ندارند.
- پرتو لیزر CO2 توسط غیر فلزات همانند چوب، اکریلیک، پلکسی گلاس جذب می شود و می تواند با کیفیت بالا برش دهد.پرتو لیزر حالت جامد YAG و فیبر توسط فلزات و موادی با انعکاس بالا مانند مس، نقره و آلومینیوم خالص جذب می شود.
- برای هر واحد قدرت یک سیستم برش CO2 ، استفاده عمومی واقعی حدود 8٪ تا 10٪ است. برای سیستم های برش لیزری فیبر، کاربران می توانند بازده توان بالاتری بین 25 تا 30 درصد داشته باشند.
- یک لیزر و چیلر پرقدرت CO2 هنگام کار با حداکثر توان، تقریباً 70 کیلو وات مصرف می کند. یک لیزر فیبر با قدرت مشابه، تقریباً 18 کیلو وات مصرف می کند.
- لیزرهای فیبر دارای طول موج کوتاهی هستند که باعث افزایش جذب پرتو توسط مواد برش می شود هنگام برش مواد با ضخامت تا 6 میلی متر، سرعت برش یک دستگاه برش لیزر فیبر 1.5 کیلوواتی معادل سرعت برش یک دستگاه برش لیزری 3 کیلو وات CO2 است. بنابراین، هزینه عملیاتی برش فیبر کمتر از یک دستگاه برش CO2 معمولی است.