بررسی تاثیرات ضخامت و جنس متریال در کیفیت لیزر برش
فناوری لیزر برش، یکی از پیشرفته‌ترین و پرکاربردترین روش‌ها برای برشکاری دقیق و سریع انواع متریال در صنایع مختلف است. در این روش، پرتو لیزر متمرکز بر روی سطح قطعه تابیده می‌شود و با ایجاد حرارت بالا، باعث ذوب یا تبخیر ماده و ایجاد برش می‌گردد. با این حال، کیفیت نهایی برش لیزری به عوامل متعددی وابسته است که دو مورد ضخامت و جنس متریال نقش کلیدی و غیرقابل‌انکاری دارند.
در این مقاله از شرکت توسعه ایمن جویان، به طور کامل بررسی می‌کنیم که چگونه تغییرات در ضخامت و جنس متریال می‌تواند بر کیفیت برش لیزر تأثیر بگذارد و چه اقداماتی برای دستیابی به بهترین نتیجه باید انجام داد.
اهمیت ضخامت متریال در لیزر برش
۱. محدودیت‌های توان لیزر در برش ضخامت‌های مختلف
دستگاه‌های لیزر برش، بسته به توان خروجی و نوع منبع لیزر (فایبر یا CO₂)، دارای محدودیت مشخصی در برش ضخامت مواد هستند. به طور کلی:
-
توان‌های پایین (۵۰۰ تا ۱۰۰۰ وات) برای برش ورق‌های نازک تا ۳ میلی‌متر مناسب‌اند.
-
توان متوسط (۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ وات) می‌تواند ورق‌هایی تا ۱۰ میلی‌متر را با کیفیت بالا برش دهد.
-
توان‌های بالا (۴۰۰۰ وات به بالا) قادر به برش ورق‌های ضخیم‌تر تا ۲۵ میلی‌متر یا بیشتر هستند.
اگر ضخامت بیش از حد توان دستگاه باشد، کیفیت برش افت کرده و لبه‌ها دچار سوختگی یا زبری می‌شوند.
۲. تاثیر ضخامت بر سرعت برش
هر چه ضخامت متریال بیشتر باشد، سرعت برش کاهش پیدا می‌کند. دلیل این موضوع نیاز به نفوذ بیشتر پرتو لیزر و ذوب حجم بیشتری از ماده است. در برش ورق‌های ضخیم، استفاده از گاز کمکی با فشار بالا (مانند اکسیژن یا نیتروژن) ضروری است تا کیفیت برش حفظ شود.
۳. تغییر شکل حرارتی در ورق‌های نازک
در مقابل، ورق‌های بسیار نازک ممکن است در اثر حرارت زیاد لیزر دچار تاب‌برداشتن یا تغییر شکل شوند. برای جلوگیری از این مشکل، تنظیم دقیق توان و سرعت حرکت هد لیزر بسیار مهم است.
مطالب مرتبط : نقش لیزر جوش در صنعت تولید تجهیزات پزشکی
تاثیر جنس متریال بر کیفیت لیزر برش
۱. فلزات آهنی (فولاد و چدن)
-
فولاد کربنی: با استفاده از اکسیژن به عنوان گاز کمکی، برش فولاد کربنی بسیار سریع و با لبه‌های صاف انجام می‌شود.
-
چدن: به دلیل تردی و وجود گرافیت، برش آن دشوارتر است و نیاز به پارامترهای دقیق‌تری دارد.
۲. فلزات غیرآهنی (آلومینیوم، مس و برنج)
-
آلومینیوم: به دلیل ضریب بازتاب بالا، برش آن نیازمند توان لیزر بیشتری است. استفاده از لیزر فایبر معمولاً بهترین نتیجه را می‌دهد.
-
مس و برنج: بازتاب زیاد نور لیزر و رسانایی حرارتی بالا باعث چالش‌برانگیز شدن برش این فلزات می‌شود، اما با تنظیمات دقیق و استفاده از گاز نیتروژن، می‌توان کیفیت مناسبی به دست آورد.
۳. مواد غیرفلزی (چوب، پلاستیک، شیشه، اکریلیک)
-
چوب و MDF: لیزر برش با توان متوسط می‌تواند برش‌های تمیز و بدون سوختگی ایجاد کند، البته تهویه مناسب برای جلوگیری از دود ضروری است.
-
پلاستیک و اکریلیک: برش لیزری بسیار صاف و براق ایجاد می‌شود، اما باید از تنظیمات توان مناسب برای جلوگیری از ذوب بیش از حد استفاده کرد.
-
شیشه و سرامیک: به دلیل شکنندگی، معمولاً برش مستقیم با لیزر انجام نمی‌شود و بیشتر از حکاکی استفاده می‌شود.
مطالب مرتبط : کاربرد دستگاه لیزر برش در صنایع
نقش پارامترهای تنظیمی در بهبود کیفیت
حتی اگر ضخامت و جنس متریال مشخص باشد، پارامترهای زیر باید به درستی تنظیم شوند:
-
توان خروجی لیزر: باید متناسب با ضخامت و نوع ماده باشد.
-
سرعت حرکت هد: سرعت زیاد باعث ناقص ماندن برش و سرعت کم باعث سوختگی لبه‌ها می‌شود.
-
نوع و فشار گاز کمکی: اکسیژن برای برش فولاد، نیتروژن برای فلزات غیرآهنی و هوا برای برخی متریال‌های نازک استفاده می‌شود.
-
فاصله کانونی لنز: تمرکز درست پرتو لیزر روی سطح قطعه، کیفیت برش را بهبود می‌بخشد.
مشکلات رایج و راهکارها
| مشکل | علت احتمالی | راهکار پیشنهادی |
|---|---|---|
| لبه‌های سوخته | توان بیش از حد یا سرعت کم | کاهش توان یا افزایش سرعت برش |
| برش ناقص | توان کم یا فشار گاز ناکافی | افزایش توان یا فشار گاز |
| تاب برداشتن ورق | ضخامت کم و حرارت زیاد | کاهش توان و افزایش سرعت |
| خط برش زبر | فاصله کانونی نامناسب | تنظیم مجدد فاصله کانونی |
جمع‌بندی
در بررسی تاثیرات ضخامت و جنس متریال در کیفیت لیزر برش دریافتیم که این دو عامل مستقیماً بر نتیجه نهایی کار اثر می‌گذارند. انتخاب توان مناسب، تنظیم سرعت برش، استفاده از گاز کمکی متناسب و شناخت رفتار هر متریال، کلید دستیابی به برشی تمیز، سریع و با کیفیت است.
شرکت توسعه ایمن جویان با ارائه دستگاه‌های لیزر برش پیشرفته و مشاوره تخصصی در انتخاب تجهیزات، به صنایع کمک می‌کند تا با کمترین ضایعات و بیشترین کیفیت، فرایند تولید خود را بهبود بخشند.
