امروزه برش لیزری به عنوان یک فناوری صنعتی و پیشرفته در صنایع مختلف معرفی و مورد استفاده قرار گرفته است. اکنون با توسعه این دستگاه‌های پیشرفته، می‌توان هر طرح و الگویی را با برش لیزری انجام داد. فرایند برش لیزر به قدرت، سرعت و دقت محاسباتی پیشرفته توسط پرتو لیزر متکی است. این فرایند توسط دستگاه به صورت قدرتمند و خودکار انجام می‌شود.
بسیاری از صنایع از دستگاه برش لیزر برای برش طرح‌های پیچیده و دقیق روی انواع متریال‌ها استفاده می‌کنند. برای آشنایی با نحوه کارکرد، انواع دستگاه‌های برش لیزر و مزایای این روش تا انتهای مطلب همراه ما باشید.
برش لیزری چیست؟
دستگاه برش لیزر با استفاده از سیستم عامل می‌تواند پرتوی لیزر را روی متریال هدایت کند؛ سپس اپراتور باید طرح برش مورد نظر را به نرم‌افزار تخصصی وارد کرده و از طریق پنل هد روی سطح ماده‌ای که قصد برش آن را دارد، حرکت می‌دهد. سپس پرتو لیزر سطحی از متریال را به‌صورت موضعی ذوب یا تبخیر می‌کند و با حرکت روی سطح طرح مورد نظر برش داده می‌شود.
پرتو لیزر به طور کلی با استفاده از یک لنز با کیفیت بالا در سطح مورد نظر متریال متمرکز می‌شود؛ معمولا کیفیت پرتو تأثیر مستقیمی بر اندازه نقطه متمرکز و دقت برش می‌گذارد.
دستگاه برش لیزری از پرتو لیزر پرقدرت به جای ابزارهای برش استفاده می‌کند که قابلیت کنترل سرعت خروجی، طول و شدت لیزر برحسب نوع متریال را دارد؛ از طرفی از لنز یا آینه‌های مخصوص برای تمرکز بیشتر پرتو لیزر استفاده می‌شود.
مزایای برش لیزر
از مزایای به کار گیری دستگاه برش لیزری در صنایع مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
برش بدون تماس
در فرایند برش لیزر پرتو نور با مواد تماس پیدا کرده و هیچ گونه تماس مکانیکی و اصطکاکی که بتواند ابزار را مستهلک کند در این روش وجود ندارد.
تطبیق پذیری
برش لیزری برای طیف گسترده‌ای از متریال‌های غیرفلزی مانند چوب، چرم، پارچه، پلکسی و ... و همچنین برش فلزات مانند آهن، استیل، آلومینیوم و ... کاربرد دارد؛ فقط باید دقت داشت تا برای متریال مورد نظر از دستگاه مناسب استفاده کرد.
انعطاف پذیری
برش لیزری بدون نیاز به ابزار، توانایی برش متریال‌ها را دارد؛ بنابراین برای هر بار برش جداگانه نیازی به تعویض ابزار وجود ندارد.
سرعت بالا
برش لیزری در مقایسه با روش‌های برش مکانیکی و سنتی بسیار سریع‌تر است؛ به همین دلیل قطعات بیشتری را در زمان کمتر می‌توان تولید کرد که این امر موجب صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها خواهد شد.
دقت بالا
یکی از مزایای اصلی برش لیزر در مقایسه با سایر روش‌های برش، دقت فوق‌العاده این دستگاه است؛ این ویژگی موجب شده تا قطعات دقیقا مانند طرح داخل کامپیوتر برش داده شوند.
اتوماسیون
برش لیزری در قیاس با سایر روش‌ها به نیروی انسانی کمی نیاز دارد؛ زیرا کارکرد دستگاه به صورت اتوماتیک است. اپراتور دستگاه در مدت یک هفته می‌تواند آموزش کار با دستگاه را فراگیرد و نیازی نیست که یک استاد کار باشد ولی هنوز هم نقش زیادی در کیفیت نهایی کار دارد. در نهایت نیاز کم به کار دستی باعث کاهش هزینه‌ها و همچنین افزایش سرعت فرایند کاری نسبت به سایر روش‌های دیگر می‌شود.
معایب برش لیزری
از معایب برش لیزر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
دودهای خطرناک
همان‌طور که اشاره شد برش لیزری، یک روش برش حرارتی به حساب می‌آید که باعث ذوب شدن مواد و در نتیجه انتشار گازها و دوده می‌شود؛ این مشکل به ویژه هنگام برش برخی از متریال‌های غیر فلزی مانند پلاستیک حائز اهمیت است که نیاز به یک سیستم تهویه مناسب را لازم می‌سازد.
ضخامت متریال
برش لیزری علاوه بر مزایای مهم مانند سرعت و کیفیت در مقایسه با سایر روش‌های برش، اغلب برای برش صفحات بسیار ضخیم (معمولا بیشتر از 20 میلی‌متر) مناسب نیست.
هزینه‌های اولیه
قیمت دستگاه برش لیزر در مقایسه با واترجت یا برش پلاسما بسیار بالاست؛ اگرچه این روش هزینه‌های جاری را در دراز مدت کاهش داده اما سرمایه گذاری اولیه آن زیاد است.
کاربردهای برش لیزری
دستگاه برش لیزری در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد؛ یکی از مهم‌ترین کاربردهای این دستگاه، برش فلزات است که در ساخت قطعات صنعتی و حتی دکوراتیو به کار برده می‌شود. به عنوان مثال برش لیزری در ساخت قاب گوشی تا ساخت قطعات بدنه خودرو و همچنین قطعات صنعتی بزرگ کاربرد دارد؛ همچنین از روش برش لیزر می‌توان برای ساخت زیورآلات و اشیا تزیینی استفاده کرد.
از دستگاه برش لیزری علاوه بر برش متریال‌های مختلف به منظور حکاکی روی متریال‌های غیرفلزی نیز استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها قادرند تا با برش و حک طرح‌ها و الکوهای پیچیده روی سطوح متریال‌های مختلف، علاوه بر ارزش صنعتی ارزش زیبایی نیز ایجاد نمایند.
به طور کلی کاربردهای برش لیزری عبارت‌اند از:
- صنعت ساختمان و معماری
- صنعت حمل و نقل
- صنعت مبلمان و دکوراسیون
- صنایع برق و الکترونیک
- صنعت تبلیغات
- صنعت کاغذ و بسته بندی
- صنعت چوب و معرق کاری
- صنعت تبلیغات
- صنعت چرم
- صنعت خودروسازی
- صنایع تولید کننده قالب و ابزار
- صنعت طلا و نقره
- ساخت دستگاه‌های پزشکی
- ساخت و تولید سیلیکون
انواع دستگاه‌های برش لیزری
امروزه با توجه به گسترش تکنولوژی لیزر، انواع مختلفی از دستگاه‌های برش لیزری در جهان تولید می‌شوند. هر دستگاه برش لیزری دارای مزایا، ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و ایرادات مختص به خود است که برای متریال‌های مختلف استفاده می‌شود. برش لیزری دارای 3 نوع فایبر، گازی (CO2)، و کریستال هستند که در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شوند.
در ادامه این سه نوع اصلی دستگاه‌های برش لیزری مورد بررسی قرار گرفته‌اند:
دستگاه برش لیزر فایبر
دستگاه‌های برش لیزری فلزات با تکنولوژی لیزر، امکان برش دقیق و با کیفیت برای متریال‌های آهن، استیل، آلومینیوم و برنج را ایجاد می‌کند که موجب کاهش هزینه‌ها در حین کار می‌شود. بخش تعیین‌کننده‌ی قدرت دستگاه لیزر، سورس این دستگاه است که با توان‌های متفاوت، امکان برش فلزات در ضخامت‌های متفاوت را فراهم می‌کند. این دستگاه‌ها نسبت به سایر دستگاه‌های برش فلزات مانند پلاسما، لیزرهای گازی فلزات، واترجت و ... بیشترین کیفیت، بالاترین سرعت و دقت را در اختیار کاربر قرار می‌دهند.
دستگاه برش لیزر CO2
دستگاه لیزر غیر فلزات با استفاده از تیوب لیزر به عنوان مولد لیزر، برای برش انواع متریال‌های غیرفلزی مانند پلکسی، چرم، چوب، پارچه، کاغذ و ... و حکاکی روی سنگ، شیشه و آینه مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ دستگاه لیزر برش غیر فلزات در مدل‌ها و ابعاد مختلفی از حداقل سایز 40 سانتی‌متر تا ابعاد بزرگ‌تر در حدود 4 متر توسط شرکت روتک عرضه می‌شوند.
دستگاه برش لیزر کریستال
دستگاه‌های برش لیزری کریستال از پرتوهای کریستالی مانند آلومینیوم ایتریوم پوشش داده شده با نئودیمیم (Nd:YAG) و ایتریم ارتو وانادات پوشش داده شده با نئودیمیم (Nd:YVO) ساخته شده است. این دستگاه‌ها برای برش متریال‌های ضخیم مناسب هستند؛ زیرا پرتوهای آنها شدت بالایی دارند. این دستگاه‌ها توانایی برش فلزات، شیشه، چوب و پلاستیک را دارد.