فرآیند برش لیزری فلز چگونه است؟

برش لیزریروشی دقیق و کارآمد برای برش فلز و سایر مواد با استفاده از لیزر پرقدرت است. این فرآیند به دلیل دقت، سرعت و توانایی در ایجاد طرح های پیچیده به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله تولید، خودروسازی، هوافضا و فلزکاری استفاده می شود. در این راهنما، نحوه عملکرد برش لیزری، اجزای کلیدی درگیر و انواع برش لیزر را توضیح خواهیم داد.

1. برش لیزری چیست؟

برش لیزری فرآیندی است که از یک پرتو متمرکز نور (لیزر) برای برش یا حکاکی موادی مانند فلزات، پلاستیک و چوب استفاده می‌کند. پرتو لیزر مواد را ذوب می‌کند، می‌سوزاند یا تبخیر می‌کند و یک برش تمیز و باکیفیت با حداقل ضایعات را از خود به جای می‌گذارد.

2. اجزای کلیدی برش لیزری

- منبع لیزر: پرتو لیزر از یک ژنراتور لیزر منشا می گیرد (لیزرهای CO2، فیبر یا Nd:YAG معمولاً برای برش فلز استفاده می شوند). لیزر تقویت شده و به سمت مواد برش هدایت می شود.

- لنز فوکوس کننده: یک لنز یا مجموعه ای از لنزها پرتو لیزر را به نقطه کوچکی متمرکز می کند و شدت آن را در نقطه تماس با ماده افزایش می دهد.

- سر برش: سر برش پرتو لیزر را روی مواد هدایت می کند. در طول مسیر برنامه ریزی شده حرکت می کند که توسط CNC (کنترل عددی کامپیوتری) یا سایر سیستم های هدایت کنترل می شود.

- گاز کمکی: گازهایی مانند اکسیژن، نیتروژن یا هوا اغلب از طریق نازل دمیده می شود تا به فرآیند برش کمک کند و به حذف مواد مذاب و بهبود کیفیت برش کمک کند.

- تخت متریال: فلز بر روی یک تخت یا میز پایدار قرار می گیرد که در طول فرآیند برش از مواد پشتیبانی می کند.

3. فرآیند برش لیزری

فرآیند برش لیزری را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

مرحله 1: طراحی و برنامه نویسی

- طراحی CAD: اولین مرحله ایجاد طرح برای قطعه یا قطعه ای است که باید برش داده شود. این کار با استفاده از نرم افزار CAD (Computer-Aided Design) انجام می شود. طرح به فرمتی قابل خواندن توسط دستگاه برش لیزری تبدیل می شود که معمولاً یک فایل برداری است.

- برنامه نویسی CNC: طرح در سیستم CNC بارگذاری می شود که دستگاه برش لیزر را کنترل می کند. این طرح را به دستورالعمل های برش ترجمه می کند و لیزر را در مورد نحوه و مکان برش راهنمایی می کند.

مرحله 2: آماده سازی مواد

- ورق فلزی یا ماده ای که قرار است برش داده شود روی بستر دستگاه قرار می گیرد. فلزات رایج مورد استفاده در برش لیزری عبارتند از فولاد، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، برنج و مس.

مرحله 3: برش لیزری

- تولید پرتو: منبع لیزر یک پرتو پر انرژی از نور تولید می کند که سپس از طریق لنزها متمرکز می شود تا یک نقطه گرمای شدید ایجاد کند.

- گرمایش مواد: هنگامی که پرتو لیزر متمرکز به فلز برخورد می کند، انرژی جذب می شود و باعث می شود که مواد به سرعت گرم شده و ذوب شوند، بسوزند یا تبخیر شوند.

- گاز کمکی: یک گاز کمکی (مانند اکسیژن یا نیتروژن) از طریق یک نازل به ناحیه برش هدایت می شود. به پاکسازی فلزات مذاب و زباله ها کمک می کند و همچنین مواد را خنک می کند و سرعت و دقت برش را بهبود می بخشد.

 - اکسیژن اغلب برای برش فولاد نرم استفاده می شود، زیرا با فلز برای تولید گرما واکنش داده و فرآیند برش را سرعت می بخشد.

 - نیتروژن برای موادی مانند فولاد ضد زنگ برای جلوگیری از اکسیداسیون و اطمینان از تمیز بودن لبه استفاده می شود.

- حرکت لیزر: سر برش لیزری با کنترل CNC در طول مسیر برنامه ریزی شده، به دنبال طراحی حرکت می کند. سرعت، قدرت و نقطه کانونی لیزر بر اساس مواد و ضخامت فلزی که برش داده می شود تنظیم می شود.

مرحله 4: خنک کردن و تکمیل

- همانطور که لیزر مواد را برش می دهد، فلز مذاب یا تبخیر شده توسط گاز کمکی منفجر می شود و برشی تمیز و صاف بر جای می گذارد.

- پس از اتمام برش، ممکن است لبه ها بسته به پرداخت مورد نظر صاف یا صاف شوند.

- به دلیل دقت لیزر، ضایعات فلزی یا مواد زائد باقیمانده حداقل است.

4. انواع برش لیزری برای فلز

روش های مختلفی برای برش لیزر بسته به جنس و کاربرد آن وجود دارد:

A. برش تبخیر

- اشعه لیزر مواد را تا نقطه جوش حرارت می دهد و باعث تبخیر آن می شود. این روش برای موادی مانند چوب یا پلاستیک مناسب است اما برای فلزات نازک نیز قابل استفاده است.

ب. برش ذوب و دمش (برش فیوژن)

- مواد حرارت داده می شود تا ذوب شود و یک گاز پرفشار (اغلب نیتروژن) فلز مذاب را از برش خارج می کند. این روش برای برش فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم رایج است.

ج. برش واکنشی (شعله برش)

- این روش به برش لیزری با کمک اکسیژن نیز معروف است، این روش مشابه برش با سوخت اکسیژن است. اکسیژن در ناحیه برش دمیده می شود و فلز با اکسیژن واکنش می دهد و گرمای اضافی تولید می کند و روند برش را سرعت می بخشد. این اغلب برای برش فولاد ضخیم استفاده می شود.

د. ترک تنش حرارتی

- برخی از مواد شکننده مانند شیشه را می توان با استفاده از تنش حرارتی کنترل شده برش داد. لیزر حرارت موضعی را القا می کند و با سرد شدن ماده، در طول مسیر برش ترک می خورد.

5. مزایای لیزر برش فلز

- دقت بالا: برش لیزری می‌تواند برش‌های بسیار دقیقی را با تلورانس‌های محکم ایجاد کند و آن را برای طرح‌های پیچیده ایده‌آل می‌کند.

- برش های تمیز: لیزر لبه های صاف و تمیزی تولید می کند که اغلب نیاز به پرداخت ثانویه را از بین می برد.

- همه کاره: برش لیزری روی طیف گسترده ای از فلزات و ضخامت ها، از ورق های نازک گرفته تا صفحات ضخیم تر، کار می کند.

- کاهش ضایعات: برش لیزری بسیار کارآمد است و ضایعات مواد را در مقایسه با سایر روش های برش کاهش می دهد.

- سرعت: در مقایسه با روش های سنتی مانند برش مکانیکی، سرعت برش سریع تری را ارائه می دهد، به خصوص هنگام برش فلزات نازک تر.

6. کاربردهای برش لیزری در فلز

برش لیزر در صنایع مختلفی استفاده می شود از جمله:

- خودرو: برای برش قطعات فلزی مانند اجزای شاسی و قطعات موتور.

- هوا فضا: برای ایجاد اجزای دقیق برای هواپیما و فضاپیما.

- ساخت: برای ساخت فلز سفارشی، از جمله براکت ها، محفظه ها و قطعات ورق فلزی.

- ساخت جواهرات: برای طرح ها و الگوهای فلزی دقیق.

- ساخت و ساز: برش تیرهای فولادی، پانل ها و روکش فلزی.

نتیجه گیری

برش لیزری فلز یک فرآیند بسیار کارآمد و دقیق است که دقت، سرعت و انعطاف‌پذیری عالی را در طیف گسترده‌ای از صنایع ارائه می‌دهد. چه ورق های فلزی نازک و چه صفحات فولادی ضخیم را برش دهید، روش و تجهیزات برش لیزری مناسب می تواند بهره وری را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و ضایعات مواد را کاهش دهد. درک فرآیند کنترل کیفیت بهتر را تضمین می کند و به انتخاب مناسب ترین نوع برش لیزر برای نیازهای خاص فلزکاری کمک می کند.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co., Ltd. متعهد به توسعه، تولید، مونتاژ، تامین کنندگان سخت افزار خدمات یک مرحله ای ODM است. به درخواست ما در Lei.wang@dgfcd.com.cn خوش آمدید.