این اصول برش لیزری

لیزر برای اولین بار در دهه 1970 برای برش استفاده شد. در تولیدات صنعتی مدرن، برش لیزری بیشتر برای پردازش موادی مانند ورق فلز، پلاستیک، شیشه، سرامیک، نیمه هادی ها، منسوجات، چوب و کاغذ استفاده می شود.
هنگامی که یک پرتو لیزر متمرکز بر روی قطعه کار می تابد، ناحیه تحت تابش به طور چشمگیری گرم می شود تا مواد ذوب یا تبخیر شوند. هنگامی که پرتو لیزر به قطعه کار نفوذ می کند، فرآیند برش آغاز می شود: پرتو لیزر در امتداد یک خط کانتور حرکت می کند در حالی که مواد را ذوب می کند. مواد مذاب معمولاً توسط یک جت هوا از روی پوسته جدا می شوند و شکاف باریکی بین قسمت بریده شده و صفحه نگهدارنده باقی می ماند که تقریباً به اندازه پرتو لیزر متمرکز است.

برش شعله
برش شعله ای یک فرآیند استاندارد است که هنگام برش فولاد نرم و با استفاده از اکسیژن به عنوان گاز برش استفاده می شود. اکسیژن تا 6 بار تحت فشار قرار می گیرد و به داخل پوسته دمیده می شود. در آنجا، فلز گرم شده با اکسیژن واکنش می دهد: احتراق و اکسیداسیون شروع می شود. واکنش شیمیایی مقدار زیادی انرژی (حداکثر پنج برابر انرژی لیزر) آزاد می کند که به پرتو لیزر در برش کمک می کند.
برش ذوب
برش مذاب یکی دیگر از فرآیندهای استانداردی است که هنگام برش فلزات استفاده می شود. همچنین می توان از آن برای برش مواد قابل ذوب دیگر مانند سرامیک استفاده کرد.
گاز نیتروژن یا آرگون به عنوان گاز برش مورد استفاده قرار می گیرد و فشار گاز 2 تا 20 بار از طریق کرف دمیده می شود. آرگون و نیتروژن گازهای خنثی هستند، به این معنی که با فلز مذاب در پوسته واکنش نشان نمی دهند، بلکه آن را به سمت پایین می دمند. در عین حال، گازهای بی اثر لبه برش را از اکسیداسیون هوا محافظت می کنند.
برش هوای فشرده
همچنین می توان از هوای فشرده برای برش صفحات نازک استفاده کرد. هوای تحت فشار تا 5-6 بار برای دمیدن فلز مذاب در برش کافی است. از آنجایی که تقریبا 80 درصد هوا از نیتروژن است، برش هوای فشرده اساساً یک برش مذاب است.
برش به کمک پلاسما
اگر پارامترها به درستی انتخاب شوند، یک ابر پلاسما در صفحه برش مذاب به کمک پلاسما ظاهر می شود. ابر پلاسما از بخار فلز یونیزه شده و گاز برش یونیزه شده تشکیل شده است. ابر پلاسما انرژی لیزر CO2 را جذب می کند و آن را به قطعه کار تبدیل می کند تا انرژی بیشتری با قطعه کار جفت شود و مواد سریعتر ذوب شوند و در نتیجه سرعت برش بیشتر شود. بنابراین به این فرآیند برش، برش پلاسما با سرعت بالا نیز گفته می شود.
ابر پلاسما در واقع نسبت به لیزرهای حالت جامد شفاف است، بنابراین برش ذوب به کمک پلاسما فقط با لیزرهای CO2 امکان پذیر است.
برش گازی
برش تبخیر، مواد را تبخیر می‌کند و تأثیرات حرارتی را بر مواد اطراف به حداقل می‌رساند. این را می توان با استفاده از لیزر CO2 مداوم برای تبخیر مواد با حرارت کم و با جذب بالا، مانند فیلم های پلاستیکی نازک و مواد غیر ذوب مانند چوب، کاغذ و فوم به دست آورد.
لیزرهای پالسی اولتراکوتاه امکان استفاده از این فناوری را برای سایر مواد فراهم می کند. الکترون های آزاد در فلز لیزر را جذب کرده و به طور چشمگیری گرم می شوند. پالس لیزر با ذرات مذاب و پلاسما واکنش نشان نمی دهد، ماده مستقیما تصعید می شود و زمانی برای انتقال انرژی به مواد اطراف به صورت گرما وجود ندارد. پالس‌های پیکوثانیه مواد را بدون اثر حرارتی قابل مشاهده، بدون ذوب و بدون ایجاد سوراخ از بین می‌برند.
پارامترها: تنظیم فرآیند
پارامترهای زیادی بر فرآیند برش لیزری تأثیر می‌گذارند که برخی از آنها به ویژگی‌های فنی لیزر و ماشین ابزار بستگی دارد، در حالی که برخی دیگر متغیر هستند.
قطبی شدن
قطبش نشان می دهد که چند درصد از نور لیزر تبدیل شده است. قطبش معمولی معمولاً حدود 90٪ است. این برای برش با کیفیت بالا کافی است.
قطر فوکوس
قطر کانونی بر عرض برش تاثیر می گذارد و با تغییر فاصله کانونی لنز فوکوس قابل تغییر است. قطر کانونی کوچکتر به معنای یک خط باریکتر است.
موقعیت تمرکز
موقعیت نقطه کانونی قطر پرتو و چگالی توان را در سطح قطعه کار و همچنین شکل کرف را تعیین می کند.
قدرت لیزر
قدرت لیزر باید با نوع پردازش، نوع مواد و ضخامت مطابقت داشته باشد. توان باید به اندازه ای زیاد باشد که چگالی توان روی قطعه کار از آستانه پردازش فراتر رود.