دستگاه برش لیزری (Laser Cutting Machine) یک فناوری پیشرفته است که برای برش دقیق و سریع متریال مختلف با استفاده از پرتوی لیزر به کار می‌رود. این فناوری بر مبنای تمرکز نور لیزر با توان بالا بر روی سطح متریال مورد نظر عمل می‌کند و باعث ذوب، تبخیر یا سوختن متریال در نقطه تماس می‌شود. این فرایند امکان برش خطوط بسیار باریک و پیچیده را با دقت بالا فراهم می‌سازد.
انواع دستگاه برش لیزری به دو دسته حک و برش غیرفلزات و برش لیزر فلزات تقسیم می‌شود که هر کدام دارای مزایا، معایب و ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که در این مقاله با آنها آشنا می‌شویم.
فرایند برش لیزری
تولید پرتو لیزر: ابتدا منبع لیزر فعال شده و پرتو لیزری تولید می‌شود. این پرتو با استفاده از انرژی گازی تولید می‌شود که به سرعت در سطح متریال مورد نظر متمرکز می‌شود.
انتقال پرتو لیزر: پرتو لیزر از طریق سیستم اپتیکی و لنزها به محل دقیق برش هدایت می‌شود. در این مرحله، سیستم کنترلر پیشرفته لیزری مشخص می‌کند که لیزر در چه مسیرهایی باید حرکت کند تا برش‌ها بر اساس طراحی انجام شوند.
تمرکز لیزر بر روی متریال: لیزر در نقطه‌ای کوچک و دقیق روی سطح متریال متمرکز می‌شود. انرژی بالا در این نقطه باعث می‌شود که متریال به سرعت به حالت ذوب یا تبخیر درآید.
تامین گاز محافظ: در حین برش، گاز محافظ (معمولا نیتروژن یا اکسیژن) از طریق نازل هد برش به ناحیه برش وارد می‌شود. این گاز علاوه بر افزایش کارایی برش، متریال ذوب‌شده یا سوخته را از محل برش دور می‌کند و باعث می‌شود لبه‌ها تمیز و بدون نقص باقی بمانند.
حرکت کنترل‌شده لیزر: سیستم کنترل به طور خودکار حرکت هد برش لیزری را کنترل می‌کند و به این ترتیب، لیزر با دقت بالا مسیر برش را طی می‌کند. تنظیمات دقت در سیستم کنترل می‌تواند به کسری از میلی‌متر برسد که این امر امکان ایجاد برش‌های بسیار پیچیده و دقیق را فراهم می‌کند.
اتمام برش: بعد از اتمام برش، قطعه برش‌خورده از میز کار برداشته می‌شود و قطعات نهایی معمولا بدون نیاز به عملیات پس‌پردازش یا پرداخت اضافه، متریال استفاده هستند.
دستگاه حک و برش غیر فلزات
دستگاه لیزر غیر فلزات یک نوع دستگاه صنعتی است که به طور خاص برای برش و حکاکی متریال غیرفلزی مانند پلکسی، چرم/فوم، چوب، پارچه/نمد، کاغذ/مقوا، PVC و پلاستیک و حکاکی روی انواع سنگ، شیشه و آینه طراحی شده است. این دستگاه‌ها از فناوری‌های مختلفی مانند لیزر برای پردازش متریال غیرفلزی استفاده می‌کنند. برش لیزری غیر فلزات یکی از رایج‌ترین روش‌ها در این دسته است که به دلیل دقت، سرعت، و انعطاف‌پذیری بالا محبوبیت زیادی دارد.
ویژگی‌های دستگاه برش لیزر غیر فلز
دستگاه‌های برش لیزری غیر فلزات دارای ویژگی‌ها و مزایای فراوانی هستند که در ادامه به برخی از آنها می‌پردازیم:
- روش بدون تماس
- کاربری آسان
- بدون خسارت گرمایی به قسمت‌های دیگر
- برش بدون تاب و اعوجاج
- مصرف کم برق
- دقت و سرعت بالا
- بدون ضایعات
- هزینه نگهداری پایین
- ایجاد طرح‌های متنوع و پیچیده
- انعطاف‌پذیری در کار با متریال مختلف
- دارای ابعاد و اندازه‌های مختلف
- سر و صدای بسیار پایین
- قابلیت اتصال به کامپیوتر
- تکرارپذیری بالا
- ایمنی محیطی
- حفظ امنیت بالای اپراتور
- کیفیت و خروجی کار بسیار بالا
انواع دستگاه لیزر غیر فلز
دستگاه‌های لیزر غیر فلزات برای برش و حکاکی انواع متریال‌های غیرفلزی از تکنولوژی پیشرفته‌ای برخوردارند که به آنها لیزر CO2 می‌گویند. انواع دستگاه لیزر غیر فلزات عبارت‌اند از:
- دستگاه برش لیزری 1390
- دستگاه برش لیزری 1490
کاربرد دستگاه‌های برش غیر فلزات در صنایع
دستگاه برش لیزری در صنایع مختلفی کاربرد دارد و باعث افزایش سرعت کار، تولید، کیفیت بهتر محصول و صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود. در ادامه به بررسی موردی صنایع می‌پردازیم:
- صنعت خودروسازی
- صنعت چرم
- صنایع کاغذی (ماکت، مقوا و کاغذ)
- صنعت معرق‌کاری
- صنعت نساجی (چرم، پارچه، لباس، پرده)
- صنعت بسته‌بندی
- صنعت الکترونیکی
- صنعت چوب
- صنعت تبلیغات و تابلوها
- صنعت معماری و مدل‌سازی
- صنعت هنر و صنایع دستی
- صنعت دکوراسیون منزل
دستگاه برش فلزات
دستگاه‌های برش لیزری فلزات با تکنولوژی سورس لیزر فایبر، امکان برش دقیق و با کیفیتی بر روی فلزاتی مانند آهن، استیل، آلومینیوم و برنج ایجاد می‌کند که سبب کاهش هزینه‌ها و حفظ بالاترین سطح ایمنی در حین کار می‌شود. 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.
انواع دستگاه‌های برش لیزر فلز
- دستگاه برش لیزر فلز RT1530M
- دستگاه برش لیزر فلز RT1530G2
- دستگاه برش لیزر فلز RT1530NC
کاربردهای دستگاه‌های برش لیزری فلزات صنعتی
دستگاه‌های برش لیزری فلزات صنعتی در بسیاری از صنایع به دلیل دقت و کارایی بالا کاربرد گسترده‌ای دارند. برخی از کاربردهای اصلی این دستگاه‌ها عبارت‌اند از:
- صنعت خودروسازی
- صنعت هوافضا
- صنعت ساخت و ساز
- صنعت تابلو سازی
- صنعت دکوراسیون
- صنعت تولیدی و مهندسی
- صنعت الکترونیک
- صنعت پزشکی
- صنعت نظامی و دفاعی
- صنعت دریایی
مزایای برش لیزر فایبر
- سرعت بالا
- دقت و کیفیت بسیار بالا
- ایجاد لبه‌های صاف
- کاهش مصرف انرژی
- ایمنی بالا
- هزینه نگهداری کم
- بهره وری و راندمان بالاتر
- توانایی برش انواع فلزات و آلیاژهای فلزی
- اتومات‌سازی و یکپارچگی با کنترل پنل
- هزینه‌های عملیاتی پایین و بازده بیشتر
- کاهش ضایعات
- فرایند غیرتماسی
- حداقل تغییر شکل حرارتی
معایب دستگاه برش لیزری
دستگاه‌های برش لیزری با وجود مزایای بسیار زیادی همچون دقت بالا، سرعت قابل توجه و انعطاف‌پذیری در برش انواع متریال، معایب و محدودیت‌هایی نیز دارند که در انتخاب و استفاده از آنها باید مورد توجه قرار گیرند. این معایب به نوع لیزر، کاربردهای صنعتی و ویژگی‌های متریال مورد پردازش بستگی دارد. در ادامه به برخی از معایب و محدودیت‌های دستگاه برش لیزری اشاره می‌کنیم:
هزینه‌های بالا
خرید دستگاه برش لیزر، به‌ویژه انواع پیشرفته‌ای مانند لیزر فایبر یا CO2، نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بالایی دارد. این هزینه‌ها شامل خود دستگاه، قطعات جانبی و سیستم‌های خنک‌کننده و تهویه است.
محدودیت در برش متریال ضخیم
دستگاه‌های برش لیزری برای برش فلزات و متریال ضخیم محدودیت دارند. با افزایش ضخامت متریال، کیفیت برش و دقت کاهش می‌یابد و در برخی موارد لبه‌های برش ممکن است دچار ناهمواری و تغییر رنگ شوند. برای برش متریال بسیار ضخیم، روش‌های دیگری مانند برش پلاسما یا واترجت مناسب‌تر هستند.
محدودیت در برخی متریال
هرچند دستگاه‌های برش لیزری برای طیف وسیعی از متریال مناسب هستند، اما برخی متریال مانند فلزات بازتابنده (مانند مس و آلومینیوم) ممکن است مشکلاتی در جذب انرژی لیزر ایجاد کنند. این متریال به دلیل بازتابش بالای لیزر می‌توانند باعث کاهش کارایی برش و حتی آسیب به منبع لیزر شوند. همچنین متریال شفاف مانند شیشه و برخی پلاستیک‌های خاص نیز ممکن است به دلیل عبور نور لیزر به خوبی برش نخورند.
محدودیت‌های برش سه‌بعدی
دستگاه‌های برش لیزری معمولاً برای برش قطعات دوبعدی و صفحات تخت طراحی شده‌اند و در برش سه‌بعدی محدودیت دارند. برای برش قطعات پیچیده سه‌بعدی، دستگاه‌های CNC یا ماشین‌آلات چندمحوره ممکن است گزینه بهتری باشند.