اصول پایه دستگاه برش لیزری
کارکرد دستگاه برش لیزری با پیشرفت صنعت و سرعت بالای تقاضا برای قطعات مختلف، شیوه‌های قدیمی برش و تولید کارساز نبوده و توانایی پاسخگویی به این نیاز را نداشت. به‌مرورزمان، شیوه‌های مختلفی برای تولید قطعات و اجزاء به وجود آمد که می‌توان به دو روش بسیار معروف برش لیزری و برش مکانیکی اشاره کرد. هر دو روش با استفاده از دستگاه CNC انجام می‌شوند.
در برش فیزیکی یک بخش برنده به دستگاه CNC افزوده می‌شود و طرح مورد نظر نیز به فرمت CAD به کامپیوتر داده می‌شود. در مرحله بعد دستگاه با هوش مصنوعی خود الگوی مورد نظر را خوانده و دستگاه را به حرکت درمی‌آورد. با توجه به اینکه دستگاه سی ان سی چند محور مختلف دارد، می‌تواند در جهت مختلف حرکت کند و برش‌های دوبعدی و سه‌بعدی زیبا پیاده کند.
اما در برش لیزری، دستگاه CNC و اساس کار آن به همان صورت است، با این تفاوت که در برش لیزری دستگاه برش متفاوت بوده و از قدرت لیزر استفاده می‌شود. درواقع نور لیزر پرقدرت به سطح مورد نظر تابیده و ساختار مولکولی سطح را باز می‌کند و به کمک این روش قطعه مورد نظر را برش می‌دهد.
کاربرد دستگاه برش لیزری قدرت جدیدی را برای صنعت پردازش به ارمغان آورد. در مقایسه با دستگاه‌های قدیمی و برش‌های فیزیکی، دستگاه برش لیزر دارای مزایایی چون کارایی مناسب، تمیز، آرام، مطمئن، ایمنی و صرفه‌جویی در مصرف است. اساس کار دستگاه‌های برش لیزری یکسان است و به 5 اصل کلی تقسیم می‌شوند؛ که به ترتیب به آنها پرداخته خواهد شد.
1. موادی که کار بر روی آنها صورت می‌گیرد توسط دستگاه برش لیزری
در توصیف دستگاه برش لیزری همیشه ذکر می‌شود که می‌توان توان و قدرت اشعه لیزر را تغییر داد و به کمک آن مواد مختلفی را برش داد. این دستگاه می‌تواند مواد مختلفی ازجمله فلزات آهنی و فلزات غیر آهنی، فولاد کربن دار، فولاد زنگ نزن، فولاد سیلیس دار، ورق گالوانیزه، ورق آلومینیوم و غیره را برش دهد و توانایی حکاکی بر روی آنها را داشته باشد.
البته دستگاه برش لیزری توانایی کار بر روی مواد غیرفلزی را نیز دارد. این مواد می‌توانند شامل آکریلیک، پلاستیک، چوب، پارچه و لباس، موکت و حتی فرش هم باشد. لازم به ذکر است که ضخامت ماده نیز فاکتور بسیار مهمی در استفاده از برش لیزری است و به‌عنوان‌مثال، این دستگاه توانایی برش ورق فولادی زنگ نزن با قطر 20 میلی‌متر را دارد.
2. انعطاف‌پذیری در انجام فرایند
ازلحاظ درجه انعطاف‌پذیری در انجام فرایند، دستگاه برش لیزری توانایی بالایی در برش در موقعیت‌های مختلف را دارد و می‌تواند علاوه بر برش، حفره‌هایی با اندازه و شکل‌های مختلف تولید کند. این در حالی است که سایر دستگاه‌ها این قابلیت را ندارند و استفاده از آنها با محدودیت‌های بسیاری همراه است. یکی از مشکلاتی که در مورد دستگاه‌های قدیمی و فیزیکی وجود دارد، این است که اندازه و شکل حفره تغییر می‌کند و در قالب‌گیری مشکل ایجاد می‌کند.
از طرفی، با توجه به متفاوت بودن سلیقه‌های و همچنین متنوع بودن تقاضا، دستگاه برش لیزری می‌تواند از انعطاف‌پذیری خود بیشتر بهره برده و سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهد. البته بخشی از توانایی کار دستگاه برش لیزری به مهارت اپراتور نیز برمی‌گردد.
3. دقت بالا، زبری کمتر
از دیگر مزایای دستگاه برش لیزری که به لطف دستگاه CNC میسر می‌شود، عدم تماس آن با سطح نمونه است. دستگاه برش لیزری برای بهبود عملکرد خود نیاز دارد که از سطح نمونه دورتر باشد. این ویژگی باعث می‌شود اصطکاک یا درگیری بین نمونه و دستگاه برش به وجود نیاید و دستگاه برش بدون مشکل به کار خود ادامه دهد.
از طرف دیگر عدم تماس بین دستگاه برش لیزری و نمونه باعث می‌شود، برش ایجاد شده کیفیت بسیار بالایی داشته باشد و به‌اصطلاح لبه نداشته باشد. لازم به ذکر است که دستگاه برش لیزری قادر به انجام برش صاف با دقت ± 0.03 میلی‌متر است.
اگر به تولیدات شرکت‌های بزرگ توجه داشته باشید، بین قطعات مختلف کمترین فاصله ممکن وجود دارد و هیچ‌گونه فضای اضافی یا زبری ناخوشایند وجود ندارد. دقت بالا خود (در حد صدم میلی‌متر) و همچنین عدم وجود زبری زمینه استفاده از دستگاه برش لیزری در صنایع حساس مانند هوافضا و کامپیوتر را فراهم آورده است.
4. کارایی و هزینه
اگر بخواهیم ازلحاظ قیمت و کارایی دستگاه CNC را بررسی کنیم، باید تأثیر حضور دستگاه در یک کارخانه را در نظر بگیریم. زمانی که از دستگاه برش لیزری استفاده نمی‌شود به تجهیزات مختلفی احتیاج خواهید داشت و باید یک یا چند نفر ا به‌عنوان مسئول دستگاه به کار گیرید. این موضوع نه‌تنها باعث تحمیل هزینه پرسنل به کار می‌شود، بلکه احتمال خطای انسانی را نیز افزایش می‌دهد.
اما زمانی که از دستگاه برش لیزری با استفاده از دستگاه CNC بهره برده می‌شود، فقط به یک اپراتور ناظر نیاز دارید و هزینه کارگری شما کاهش می‌یابد و تنها هزینه تحمیلی به شما قیمت خرید دستگاه برش لیزری و قیمت دستگاه CNC می‌باشد. از طرفی با توجه به برنامه کامپیوتری، احتمال خطا بسیار کمتر می‌شود و ضایعات کمتری حین کار تولید می‌شود. در ضمن ازلحاظ بهره‌وری نیز دستگاه برش لیزری توانایی تولید انبوه با تعداد بیشتری را دارد و کارخانه توانایی تولید با تعداد بیشتری را دارد.
یقیناً، دستگاه برش لیزری با کنترل کامپیوتری ازلحاظ کارایی و هزینه نسبت به سایر دستگاه‌های قدیمی برتری دارد و انعطاف‌پذیری بیشتری از خود نشان می‌دهد. درواقع هزینه صورت گرفته بابت خرید این دستگاه‌ها سریعاً جبران شده و فقط هزینه تعمیر و نگهداری آنها به صاحبان صنایع تحمیل می‌شود.
5. عملکرد و محدودیت
طبیعتاً دستگاه برش لیزری نیز همانند سایر دستگاه‌های تولید شده دارای محدودیت است و این محدودیت ممکن است استفاده از آنها را در برخی موارد خاص محدود کند. به‌عنوان‌مثال، وجود نویز یا نیروهای قطبنده ممکن است سرعت و جهت نور لیزر را تغییر دهد و از دقت دستگاه کاهش دهد. یا حتی ممکن است که برش در عمق با دستگاه لیزری مشکل باشد. زیرا تعیین عمق تعریف شده برای استفاده از دستگاه لیزر بسیار مشکل است و اپراتور باید توانایی و مهارت بالایی در کار با دستگاه لیزر داشته باشد.
البته بااین‌وجود، عملکرد دستگاه برش لیزری بسیار عالی بوده و امروزه در بسیاری از صنایع به کار برده می‌شود. اگر قدرت لیزر به‌درستی و مطابق با ماده مورد نظر انتخاب شود، دقت دستگاه در برش‌های بزرگ و کوچک فوق‌العاده بوده و نیازی به کارهای اصلاحی بعدی ندارد.
کلیدواژه‌ها:
