برش لیزر فایبر یکی از آخرین پیشرفت‌ها در فناوری برش لیزری است که سرعت و دقت بی‌سابقه‌ای را به صنعت ساخت فلز ارائه می‌دهد. اما مانند بسیاری از اصطلاحات در صنعت ساخت، برش لیزر فایبر بسیار پیچیده به نظر می رسد. خب دقیقا چیست؟
دستگاه برش لیزر فایبر از فایبرهای نوری فعال برای ایجاد یک پرتو لیزر و یک فایبر انتقال برای انتقال آن به سر برش دستگاه استفاده می کند. این لیزر فوق داغ به یک پرتو باریک متراکم می شود و برای برش فلزات با ضخامت های مختلف استفاده می شود.
فناوری فایبر در طیف وسیعی از زیرساخت‌ها و کاربردهای تولیدی برای افزایش استحکام و کارایی آن استفاده می‌شود. امروزه انواع مختلفی از دستگاه های برش لیزری مورد استفاده قرار می گیرند و تفاوت اساسی بین آنها در نحوه تولید لیزر است. در زیر، ما شما را از طریق یک راهنمای دقیق از همه چیزهایی که باید در مورد برش لیزر فایبر بدانید، آشنا خواهیم کرد.
برش لیزری فایبر چیست؟
برش لیزری فایبر از نوعی لیزر حالت جامد برای ذوب و سوراخ کردن فلزات استفاده می کند و به برشی دقیق و کارآمد می رسد. محیط لیزری برای این فناوری، فایبر نوری است، برخلاف گاز یا کریستال، که نام آن را برش لیزر فایبر داده است.
با دانستن اینکه لیزر یک نور متمرکز است، منطقی است که فایبر نوری می تواند این پرتو را تشدید کند – بنابراین چرا فایبر “واسطه بهره فعال” است که برای بالا بردن لیزر به حالت توان بالاتر استفاده می شود.
برش های لیزری فایبر بسته به ظرفیت تجهیزات می توانند طیف وسیعی از مواد و ضخامت ها را برش دهند. اکثر دستگاه های لیزر فایبر می توانند فولاد ضد زنگ برش را تا ضخامت 10 میلی متر برش دهند.
این نوع برش لیزری معمولاً در تولید و زیرساخت استفاده می شود، زیرا دستگاه های برش لیزر فایبر به طور قابل توجهی گران تر از برش های لیزر CO2 هستند که در بودجه مدارس و علاقه مندان است.
دستگاه برش لیزر فایبر چگونه کار می کند؟
فناوری لیزر فایبر با استفاده از تشعشعات تحریک شده، یک پرتو لیزر متمرکز و پرقدرت تولید می کند. یک دیود لیزر نوری را ساطع می کند که برای تقویت به کابل فایبر نوری ارسال می شود. هنگامی که این لیزر قدرتمند به سطح مواد برخورد می کند، نور با شدت بالا جذب شده و به گرما تبدیل می شود که سطح را ذوب می کند.
یک جریان هوای با سرعت بالا که با پرتو لیزر موازی است برای دمیدن هر ماده مذاب استفاده می شود و به قطعه کار امکان برش می دهد.
اولین نقطه تماس لیزر فایبر با ماده باید شدیدتر از فعل و انفعالات بعدی باشد، زیرا به جای بریدن ساده از طریق ماده، این اولین تماس باید آن را سوراخ کند. این کار مستلزم استفاده از یک پرتو پالسی پرقدرت است که برای ایجاد سوراخی در مواد کار می کند که تقریباً ده ثانیه طول می کشد و برای یک ورق دوازده میلی متری فولاد ضد زنگ. به طور همزمان، جریان هوا با سرعت بالا، زباله ها را پاک می کند تا تصویر واضحی از خروجی نشان داده شود.
به طور معمول، یک دستگاه برش لیزر فایبر از فناوری کنترل دیجیتال کامپیوتری استفاده می کند، که اجازه می دهد تا داده های برش را از ایستگاه کاری طراحی به کمک رایانه دریافت کنید. این فناوری‌ها به کنترل سطح ماده یا خود لیزر برای تولید یک الگو یا طرح خاص کمک می‌کنند.
برش های لیزری فایبر همچنین دارای دو پلت فرم قابل تعویض هستند که بارگیری و تخلیه مواد را آسان می کند. این ویژگی فرآیند برش لیزری سریع را با حفظ دقت و دقت امکان پذیر می کند.
نگهداری دستگاه برش لیزر فایبر نیز آسان است. قطعات نیاز به تعویض و تنظیم کمی دارند که باعث کاهش بار و هزینه های نگهداری می شود. علاوه بر این، لیزرهای فایبر از نیتروژن در فرآیند برش خود استفاده می‌کنند که امکان برش سریع‌تر، دقیق‌تر و کمتر کثیف‌تر را فراهم می‌کند.
تفاوت بین برش لیزر CO2 و برش لیزر فایبر چیست؟
برش های لیزری CO2 و برش های لیزری فایبر در درجه اول در مکانیسم هایی که برای تولید و تمرکز لیزر استفاده می کنند متفاوت هستند. آنها همچنین در طول موج های مختلف عمل می کنند و برای مواد مختلف مناسب هستند. این باعث ایجاد تفاوت های عملی در کارایی و تناسب برای کارهای خاص می شود.
مکانیسم ها و رسانه ها
برش های لیزری CO2 و فایبر از مکانیسم های مختلفی برای برش مواد استفاده می کنند. لیزرهای CO2 از گازهایی مانند دی اکسید کربن، نیتروژن و هلیوم و گاهی اوقات زنون یا هیدروژن استفاده می کنند. دستگاه این گازها را مخلوط و تحریک می کند تا لیزر تولید کند.
لیزرهای فایبر از عناصری مانند اربیوم، ایتربیوم، نئودیمیم یا دیسپروزیم استفاده می کنند. مخلوط کردن این عناصر با هم منجر به یک جامد کریستالی به عنوان فایبر می شود و این ماده از طریق فایبر حمل و نقل به داخل سر برش دستگاه هدایت می شود.
طول موج
برش لیزر فایبر و برش لیزر CO2 نیز با استفاده از طول موج های مختلف کار می کنند. لیزر تولید شده توسط دستگاه لیزر فایبر دارای طول موج کوتاه تری نسبت به دستگاه های CO2 است. این به لیزر فایبر قدرت جذب بیشتری می دهد که سرعت برش و کیفیت برش کلی را افزایش می دهد.
مناسب بودن مواد و ضخامت
یکی دیگر از تفاوت های عمده بین دو برش لیزری، موادی است که با آن کار می کنند. برش لیزری فایبر برای برش ورق فلز که برای بسیاری از مشاغل حیاتی است، کاملاً مناسب است. دستگاه های لیزر CO2 برای برش صفحات ضخیم کارآمدتر عمل می کنند.
کارایی و خروجی
از آنجایی که دستگاه لیزر فایبر می‌تواند لیزر برش را سریع‌تر و کارآمدتر تولید کند و مواد ضخیم‌تر را برش دهد، مزایای مالی برای تولیدکنندگان با حجم بالا دارد. لیزرهای CO2 همچنین به حدود ده دقیقه زمان گرم کردن نیاز دارند تا بتوانند به خوبی عمل کنند، که باعث کاهش کارایی و خروجی می شود.
لیزر فایبر چه موادی را می تواند برش دهد؟
دستگاه برش لیزر فایبر در برش ورق فلز از جمله فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، مس، برنج، آلومینیوم و تیتانیوم بسیار مفید است. لیزرهای فایبر در برش مواد بازتابنده که لیزرهای CO2 با آنها دست و پنجه نرم می کنند برتری دارند.
طبیعی است که فکر کنیم چون لیزرهای فایبر از مقداری نور مرئی استفاده می کنند، مواد بازتابنده مانند برنج، آلومینیوم و مس مشکل ایجاد می کنند. اما این مورد نیست. لیزرهای فایبر اکنون بسیار پیشرفته‌تر شده‌اند و می‌توانند به‌طور یکپارچه موادی را که زمانی برای سازندگان فلزات چالش‌برانگیز بود، برش دهند.
ورق فلزی یکی از بزرگترین کاربردها در صنایع تولیدی، ساختمانی و زیرساختی است. با این حال، برش لیزری نیز در دنیای خلاقیت، از جمله هنر فلز و مجسمه سازی، به طور فزاینده ای محبوب می شود. با کمک یک برش لیزری فایبر، فلزکاری بسیار آسان تر می شود.
لیزر فایبر چقدر می تواند ضخامت را برش دهد؟
دستگاه های برش لیزر فایبر بسته به قدرتشان قابلیت های برش متفاوتی دارند، اما تقریباً تمام دستگاه های لیزر فایبر می توانند ورق فلزی را با ضخامت 13 میلی متر برش دهند. دستگاه های لیزر فایبر توان بالاتر با توان 10 کیلووات می توانند فولاد نرم را تا 2 میلی متر و فولاد ضد زنگ و آلومینیوم را تا 30 میلی متر برش دهند.
مزایا و معایب برش لیزر فایبر
با درک بهتری که برش لیزر فایبر چیست و چگونه کار می کند، می توانیم برخی از مزایا و معایب کلیدی دستگاه های برش لیزر فایبر را شناسایی کنیم. آگاهی از مزایا و معایب این فناوری به شما نقطه مرجع بسیار بهتری را هنگام تصمیم گیری در مورد اینکه آیا یکی از آنها به نفع کارگاه یا پروژه ساخت فلز شما است، می دهد.
مزایای برش لیزر فایبر
با مزایای بسیار، به راحتی می توان فهمید که چرا سازندگان حرفه ای فلزات در استرالیا برش لیزری فایبر را به کارگاه های خود اضافه می کنند.
برخی از مزایای کلیدی برش لیزری فایبر عبارتند از:
- جدیدترین و پیشرفته ترین شکل برش لیزری
- دارای توانایی تنظیم از یک نیاز صنعتی به صنعت دیگر است
- قابل استفاده بر روی طیف وسیعی از فلزات
- می تواند با طول موج ها، دامنه ها و حتی سرعت های مختلف سازگار شود
- با سرعت بیشتری نسبت به لیزرهای CO2 کار می کند و بازده کلی را افزایش می دهد
- افزایش کارایی با کاهش زمان نصب و راه اندازی
- توان خروجی بالا و کیفیت پرتو، که لبه برش تمیزتری ایجاد می کند
- مصرف برق کمتر هزینه های جاری را پایین نگه می دارد
- دستگاه علیرغم قدرت، خطر گرمایی ندارد
برش لیزری فایبر عملکرد بی‌نظیری در ساخت فلز ارائه می‌دهد و دقت آن منجر به ارقام خروجی بهینه می‌شود. در مقایسه با سایر انواع برش لیزری موجود، لیزرهای فایبر نتایج باکیفیت بالایی را با سرعت سریع‌تر و میزان مصرف مواد کمتری به دست آوردند.
معایب برش لیزر فایبر
همانطور که برش های لیزری فایبر پیشرفته شده اند، هنوز هم کامل نیستند و دارای معایب خاص خود هستند. استفاده از این لیست از معایب به عنوان نقطه مرجع می تواند به شما کمک کند تعیین کنید که آیا برش لیزر فایبر برای کارگاه شما مناسب است یا خیر.
- خرید دستگاه های برش لیزر فایبر و اجزای آنها گران تر است
- دستگاه‌های لیزر فایبر کم‌توان هنگام پردازش فلزات ضخیم‌تر در مقایسه با لیزرهای CO2، کیفیت برش را کاهش می‌دهند.
- دستگاه های برش فایبر به اندازه لیزرهای CO2 صاف و صافی از خود باقی نمی گذارند
همانطور که تصور می کنید، به دلیل عملکرد پیچیده و کاربردهای متنوع، دستگاه های برش لیزر فایبر بسیار گران هستند. اما با وجود این و چند معایب اضافی، هنوز آشکار است که برش لیزر فایبر مزایای بیشتری دارد. با توسعه فناوری، احتمالاً تمام معایب برش لیزر فایبر به آرامی برطرف شده و بهبود می یابد.
کاربرد دستگاه های برش لیزر فایبر چیست؟
دستگاه برش لیزر فایبر در صنایع تولیدی و زیرساختی بسیار مفید است. در اینجا شش کاربرد برتر دستگاه های برش لیزر فایبر آورده شده است:
صنعت خودرو – یک دستگاه برش لیزری فایبر بخش‌های زیادی از خودرو از جمله درها، ترمزها و لوله‌های اگزوز را پردازش می‌کند.
صنعت ظروف آشپزخانه – بسیاری از وسایل موجود در آشپزخانه ها از قطعات نازک فولاد ضد زنگ ساخته شده اند که توسط دستگاه برش لیزری فایبر پردازش شده اند.
تولید لوازم خانگی – برش های لیزری فایبر بیشتر در این صنعت برای بهبود کیفیت لوازم و بهینه سازی ظاهر آنها استفاده می شود.
تولید دستگاه تناسب اندام – حتی تجهیزات باشگاه محلی شما تا حدی توسط یک برش لیزری فایبر پردازش شده است.
تولید روشنایی – اکثر لامپ های اصلی در فضای باز دارای لوله هایی هستند که با کمک این ماشین آلات شکل گرفته اند.
تولید هنر دکور و فلز – برش لیزری فایبر را می توان با کنترل عددی کامپیوتری برای ایجاد طرح ها و الگوهای گرافیکی در ورق های فلزی استفاده کرد. این بدان معنی است که می توان قطعات سفارشی برای تزئین و تابلوهای فلزی ساخت.
فقط با نگاه کردن به اطراف خانه خود، کاربردهای دستگاه های برش لیزر فایبر فوراً خودنمایی می کند. تقاضای مداوم برای این دستگاه های لیزر فایبر دلیلی است که فناوری برش لیزر فایبر به سرعت پیشرفت کرده است.
بسیاری از چیزهای ضروری دیگر مانند ماشین آلات حمل و نقل و تجهیزات پزشکی بدون برش لیزر فایبر نمی توانند به طور کارآمد و در مقیاس ایجاد شوند.
سوالات مرتبط
چه نوع لیزری برای برش از طریق فلز بهترین است؟
بهترین نوع لیزر برای برش فلز، برش لیزری فایبر است. اینها نتایج بهتری را برای فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ در مقایسه با لیزرهای CO2 ایجاد می کنند. از آنجایی که پرتو جذب می شود، برش های لیزری فایبر می توانند فلزات بازتابنده مانند مس، برنج و آلومینیوم را به مراتب موثرتر برش دهند.
چرا از لیزر برای برش مواد استفاده می شود؟
لیزرها به دلیل کارایی در مقیاس برای برش بسیاری از مواد ترجیح داده می شوند. برش لیزری انرژی و زمان کمتری برای برش فلزات سخت مانند آلومینیوم و فولاد در مقایسه با برش فلز سنتی مصرف می کند. بدون قطعات سایش، برش لیزری به تعمیر و نگهداری بسیار کمتری نیاز دارد و برای طراحی های پیچیده دقیق باقی می ماند.