خدمات برش لیزری فلزات
در دنیای پرشتاب صنعت امروز، که دقت و سرعت حرف اول را می‌زند، خدمات برش لیزری فلزات جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. این فناوری پیشرفته، نه تنها امکان تولید قطعاتی با پیچیدگی‌های هندسی بالا را فراهم می‌آورد، بلکه با کاهش زمان تولید و بهبود کیفیت نهایی، به یکی از ابزارهای کلیدی برای تولیدکنندگان تبدیل شده است.
از صنایع بزرگ خودروسازی و هوافضا گرفته تا کارگاه‌های کوچک ساخت قطعات، برش لیزری فلزات به یک راه‌حل اساسی برای نیازهای متنوع برش تبدیل شده است. برش لیزری آهن و برش لیزر استیل ، پرکاربردترین انواع برش فلزات با لیزر هستند.
برش لیزری (برش فلز با لیزر) چیست؟
برش لیزری فلزات فرآیندی حرارتی است که در آن یک پرتو لیزر با چگالی توان بسیار بالا بر روی سطح قطعه کار متمرکز می‌شود. این تمرکز انرژی، باعث ذوب یا تبخیر آنی ماده در نقطه برخورد می‌شود و یک شکاف بسیار باریک (Kerf) ایجاد می‌کند.
همزمان، یک گاز کمکی با فشار بالا، مواد مذاب یا تبخیر شده را از مسیر برش خارج می‌کند و یک برش تمیز و دقیق را به ارمغان می‌آورد. این فرآیند، با توانایی دستیابی به چگالی توان بیش از 10 به توان 6 وات بر سانتی‌متر مربع، قابلیت ذوب و حتی تبخیر لحظه‌ای بیشتر فلزات را دارد. تفاوت عمده برش لیزری با روش‌هایی همچون برش پلاسما و برش هواگاز CNC، در قابلیت تمرکز بسیار بالای پرتو لیزر در یک نقطه کوچک است که به کنترل بی‌نظیر حرارت و دقت بسیار بالا منجر می‌شود.
در لیزر برش فلزات، تنها بخشی از انرژی لیزر برای برش مصرف می‌شود. بقیه انرژی یا توسط سطح قطعه کار منعکس شده یا از طریق هدایت حرارتی در قطعه کار پخش می‌شود. همچنین، بخشی از انرژی به صورت تابش (پلاسمای قابل مشاهده در حین برش) از بین می‌رود.
برای اطمینان از کیفیت مطلوب برش، فاصله نازل از قطعه کار و موقعیت فوکوس پرتو لیزر باید به دقت تنظیم شوند که این کار معمولاً توسط سیستم‌های سنسور ارتفاعی و محور Z در دستگاه انجام می‌شود. این قابلیت‌ها باعث می‌شوند که برش لیزری فلز به روشی ایده‌آل برای کاربردهای صنعتی با نیاز به کیفیت بالا و حداقل ضایعات تبدیل شود.
انواع برش لیزری فلزات (Metal Laser Cutting)
برش لیزری فلزات خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شود که هر کدام بر اساس نوع منبع لیزر، ویژگی‌های خاص خود را دارند. انتخاب نوع برش لیزری فلز بستگی به جنس، ضخامت ماده، دقت مورد نیاز و سرعت برش دارد. این تنوع در تکنولوژی‌های لیزر، پاسخگوی نیازهای مختلف صنعتی است و امکان انتخاب بهینه‌ترین روش را برای هر کاربرد فراهم می‌آورد.
خدمات برش لیزر فایبر (Fiber Laser Cutting)
لیزر برش فایبر از جمله پیشرفته‌ترین فناوری‌ها در زمینه برش لیزری فلزات به شمار می‌رود. در این نوع لیزر، پرتو لیزر از طریق فیبر نوری به هد برش منتقل می‌شود. لیزرهای فایبر مزایای قابل توجهی دارند؛ از جمله راندمان تبدیل فوتوالکتریک بسیار بالا (نزدیک به 100 درصد برای برخی منابع مانند RAYCUS) و قابلیت یکپارچه‌سازی آسان با سیستم‌های خودکار.
این لیزرها به دلیل کیفیت پرتو عالی و چگالی توان بالا، برای برش مواد با بازتابندگی بالا همچون برش ورق برنج و مس با لیزر و برش لیزری آلومینیوم بسیار مناسب هستند، چرا که پرتو لیزر فایبر بر روی سطوح براق فلزات بدون بازتاب زیاد متمرکز می‌شود.
لیزر برش فلزات دستی (Handheld Laser Cutting)
در این روش از منبع لیزر پرتوان (معمولاً فایبر لیزر) به همراه یک هِد قابل‌حمل استفاده می‌شود که اپراتور می‌تواند آن را به‌طور مستقیم بر روی قطعه کار هدایت کند. این تکنولوژی به دلیل قابلیت مانور بالا و عدم محدودیت در ابعاد قطعه، برای برشکاری صفحات بزرگ، تعمیرات در محل (On-site Repair) و پروژه‌های صنعتی که نیازمند انعطاف‌پذیری هستند، کاربرد گسترده‌ای یافته است.
از نظر عملی، لیزر برش دستی می‌تواند فلزاتی مانند فولاد کربنی، استنلس استیل، آلومینیوم و حتی مس را با ضخامت‌های متنوع برش دهد. مهارت اپراتور در کنترل سرعت حرکت، فاصله فوکوس و انتخاب گاز کمکی (مانند نیتروژن یا اکسیژن) نقش کلیدی در کیفیت نهایی سطح برش خورده دارد. استفاده از لیزر برش فلزات دستی به‌ویژه در صنایع ساخت‌وساز فلزی، تعمیرات صنعتی و تولید سازه‌های سفارشی، رویکردی کارآمد و اقتصادی محسوب می‌شود.
برش لیزری ورق فلزی (Sheet Metal Laser Cutting)
برش لیزری ورق فلزی یکی از پرکاربردترین زمینه‌های استفاده از فناوری لیزر در صنعت است. این فرآیند عمدتاً با استفاده از دستگاه‌های تخت (Flatbed Machines) انجام می‌شود وابسته به مدل و ابعاد دستگاه می‌توان ورقهای فلزی در ابعاد استاندارد مانند 1 × 2 متر، 1.5 × 3 متر و 3 × 6 متر را برش داد. با روش برش لیزری می‌توان با دقت بالا انواع مختلفی از ورقهای فلزی را برش داد.
امروزه در اکثر دستگاه‌ها ، برش ورق فلزی با لیزر فایبر انجام می‌شود و استفاده از لیزر YAG و لیزر CO2 تقریبا منسوخ شده است. یکی از مزایای کلیدی برش لیزری ورق فلزی، امکان بهینه‌سازی چیدمان قطعات (Nesting) روی ورق برای کاهش ضایعات مواد و افزایش بهره‌وری است. این فرآیند، با ارائه لبه‌های تمیز و حداقل ناحیه متاثر از حرارت (HAZ)، نیاز به عملیات پرداختکاری لبه‌ها را به حداقل می‌رساند.
مزایای خدمات برش لیزر فلزات
- دقت و کیفیت بی‌نظیر: پرتو لیزر متمرکز، قادر به ایجاد برش‌هایی با دقت ابعادی بسیار بالا و لبه‌های صاف و تمیز است. این ویژگی نیاز به عملیات تمیزکاری و پرداخت را به حداقل می‌رساند، که خود به معنی صرفه‌جویی در زمان و هزینه است.
- حداقل ناحیه متاثر از حرارت (HAZ): به دلیل تمرکز بالای انرژی و سرعت برش بالا، حرارت به سرعت به خارج از ناحیه برش منتقل می‌شود، بنابراین ناحیه متاثر از حرارت بسیار باریکی ایجاد می‌شود. این امر به حفظ خواص مکانیکی و متالورژیکی ماده در نزدیکی خط برش کمک می‌کند و تغییر شکل قطعه را به حداقل می‌رساند.
- انعطاف‌پذیری طراحی: لیزر برش فلز امکان برش اشکال پیچیده، کانتورهای ظریف و سوراخ‌های کوچک را با دقت بالا فراهم می‌آورد. این قابلیت به طراحان آزادی بیشتری در خلق محصولات با طراحی‌های نوآورانه می‌دهد که با روش‌های مکانیکی سنتی قابل دستیابی نیستند.
- افزایش بهره‌وری و سرعت: با توجه به سرعت بالای برش، به ویژه در مواد نازک‌تر و با استفاده از لیزرهای پرقدرت، زمان چرخه تولید به شدت کاهش می‌یابد.
- کاهش ضایعات مواد: قابلیت برش دقیق و بهینه‌سازی چیدمان قطعات (Nesting) بر روی ورق، منجر به استفاده حداکثری از مواد و کاهش چشمگیر ضایعات می‌شود که خود یک مزیت اقتصادی بزرگ است.
- برش بدون تماس: این فرآیند بدون تماس فیزیکی ابزار با قطعه کار انجام می‌شود، بنابراین سایش ابزار وجود ندارد و نیاز به تعویض یا تیز کردن ابزار برش از بین می‌رود. این مزیت به معنای کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش زمان کارکرد دستگاه است.
- تنوع مواد قابل برش: طیف وسیعی از فلزات از جمله فولاد نرم، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، مس، برنج، تیتانیوم و آلیاژهای نیکل را می‌توان با استفاده از برش فلزات با لیزر برش داد.
معایب و چالش‌های خدمات برش لیزر فلزات
- هزینه اولیه بالا: دستگاه‌های برش لیزر، به ویژه مدل‌های پیشرفته با توان بالا، دارای هزینه سرمایه‌گذاری اولیه قابل توجهی هستند. این امر ممکن است برای کسب‌وکارهای کوچک‌تر یک مانع باشد.
- هزینه‌های عملیاتی و مصرفی: برش لیزری فلزات مستلزم مصرف گازهای کمکی (مانند نیتروژن، اکسیژن، آرگون)، برق و قطعات مصرفی مانند نازل‌ها، لنزها و آینه‌ها است که هر یک به نوبت خود به هزینه‌های عملیات می‌افزاید.
- محدودیت ضخامت و بازتابندگی مواد: با وجود پیشرفت‌ها، برش لیزری فلزات هنوز در برش فلزات بسیار ضخیم با محدودیت‌هایی مواجه است. همچنین برش لیزری فلزاتی مانند آلومینیوم، مس و طلا، به دلیل بازتابندگی بالا، می‌تواند چالش برانگیز باشد.
- ملاحظات ایمنی: پرتو لیزر نامرئی می‌تواند به چشم و پوست آسیب برساند و نیاز به استفاده از عینک‌های محافظ مخصوص و ایجاد منطقه ایمنی دارد. همچنین، در فرآیند برش، گازهای سمی و ذرات معلق (دود و گرد و غبار) تولید می‌شوند که نیاز به سیستم‌های مکش و فیلتراسیون مؤثر برای حفاظت از سلامت اپراتور و محیط زیست دارند. خطر آتش‌سوزی، به ویژه هنگام استفاده از اکسیژن به عنوان گاز کمکی، نیز وجود دارد.
- نیاز به مهارت و آموزش تخصصی: اپراتوری و نگهداری دستگاه‌های برش لیزر CNC نیازمند دانش فنی و مهارت‌های تخصصی در زمینه لیزر، فرآیندهای لیزر، اپتیک و برنامه‌نویسی CNC است. این نیاز به نیروی انسانی متخصص، می‌تواند یکی از چالش‌ها باشد.
مراحل خدمات برش لیزری فلزات
1- طراحی و مدل‌سازی: همه چیز با طراحی قطعه در نرم‌افزارهای طراحی کامپیوتری (CAD) آغاز می‌شود. در این مرحله، ابعاد، کانتورها، سوراخ‌ها و سایر ویژگی‌های هندسی قطعه به دقت تعریف می‌شوند. برای برش لیزری ورق فلزی، معمولاً فایل‌های دوبعدی مانند DXF یا DWG استفاده می‌شود.
2- برنامه‌ریزی برش و چیدمان : پس از طراحی، فایل CAD به نرم‌افزار CAM منتقل می‌شود. در این مرحله، مسیر برش ابزار، سرعت برش، توان لیزر، نوع و فشار گاز کمکی، و موقعیت فوکوس تعیین می‌شود. همچنین، برای بهینه‌سازی استفاده از مواد و کاهش ضایعات، قطعات به صورت هوشمندانه بر روی ورق فلزی چیده (Nesting) می‌شوند تا کمترین فضای ممکن را اشغال کنند.
3- آماده‌سازی مواد: ورق فلزی یا پروفیل مورد نظر برای برش، روی میز کار دستگاه لیزر قرار می‌گیرد. در این مرحله، از تمیز بودن سطح ماده از هرگونه آلودگی، روغن یا زنگ‌زدگی اطمینان حاصل می‌شود، زیرا این عوامل می‌توانند بر کیفیت برش و پایداری فرآیند تاثیر بگذارند.
4- تنظیمات دستگاه لیزر: اپراتور پارامترهای برش شامل توان لیزر، فرکانس پالس (برای لیزرهای پالسی)، نوع و فشار گاز کمکی، قطر نازل و موقعیت فوکوس را بر اساس جنس و ضخامت ماده و کیفیت برش مورد نظر تنظیم می‌کند. سیستم‌های مدرن دارای پایگاه داده پارامترهای برش برای مواد مختلف هستند.
5- سوراخکاری : در اکثر موارد، فرآیند برش از سوراخکاری اولیه شروع می‌شود. این مرحله با تمرکز پرتو لیزر و گاز کمکی در یک نقطه انجام می‌شود تا یک سوراخ اولیه برای شروع مسیر برش ایجاد شود. برای مواد ضخیم‌تر، ممکن است از روش "سوراخکاری پالسی کنترل شده" یا "سوراخکاری با دمیدن" استفاده شود که به زمان بیشتری نیاز دارد.
6- عملیات برش: پس از سوراخکاری اولیه، پرتو لیزر با حرکت در طول کانتور تعیین شده، مواد را ذوب یا تبخیر کرده و گاز کمکی مواد مذاب را از شکاف برش خارج می‌کند. دستگاه CNC با کنترل دقیق حرکت هد برش، از اجرای دقیق طرح اطمینان حاصل می‌کند.
7- تخلیه قطعه : پس از اتمام برش، قطعات آماده از روی میز کار خارج می‌شوند. در صورت نیاز می‌توان لبه‌های برش را تمیزکاری و پرداختکاری کرد.
کاربردهای برش فلزات با لیزر در صنعت
برش فلزات با لیزر به دلیل دقت، سرعت و انعطاف‌پذیری بالا، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد پیدا کرده است و به یک فرآیند ضروری در تولید مدرن تبدیل شده است. برخی از مهم‌ترین کاربردهای برش لیزری فلزات در صنعت عبارتند از:
- صنعت خودروسازی: این صنعت یکی از بزرگترین مصرف‌کنندگان ورقهای فلزی است و برش لیزر فلزات نقش حیاتی در تولید بدنه خودرو، قطعات شاسی و قطعات هیدروفرمینگ شده دارد.
- صنایع لوازم خانگی: در تولید بدنه فلزی برای یخچال، لباسشویی، اجاق گاز و سایر لوازم خانگی، برش لیزر فلز برای ایجاد کانتورهای دقیق و سوراخکاری استفاده می‌شود.
- صنایع کشتی‌سازی: برش صفحات فلزی بزرگ و پیچیده برای ساخت بدنه و سازه‌های کشتی با استفاده از لیزر انجام می‌شود که سرعت و دقت فرآیند ساخت را افزایش می‌دهد.
- ساخت ماشین‌آلات صنعتی: برای تولید قطعات و اجزای ماشین‌آلات صنعتی مختلف، از جمله قالب‌ها، تجهیزات کشاورزی و راهسازی، برش لیزری فلزات به دلیل توانایی در برش اشکال پیچیده و ضخامت‌های متنوع، به کار گرفته می‌شود.
- معماری و دکوراسیون: در طراحی و ساخت پنل‌های دکوراتیو، نرده‌ها، درب‌ها و سایر عناصر فلزی با طرح‌های پیچیده، برش لیزر فلز امکان ایجاد جزئیات هنری و دقیق را فراهم می‌آورد.
برای دیدن پروفایل های ارائه دهنده خدمات برش ورق با گیوتین کلیک کنید.
لیزرهای مورد استفاده در برش فلزات
در طول سالیانی که تکنولوژی برش لیزری فلزات تکامل پیدا کرده است ، سه نوع لیزر به طور گسترده استفاده شده است. این سه نوع لیزر شامل لیزرهای CO2، لیزرهای فیبر و لیزرهای YAG می‌باشد که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را داشته اند. در ادامه بیشتر با این سه نوع لیزر اشنا خواهیم شد:
لیزرهای CO2
لیزرهای CO2 با تولید پرتو هایی با طول موج 10.6 میکرومتر (مادون قرمز دور)، فرایند برش لیزری را انجام می‌دهند. این لیزرها از مخلوط گازی (معمولاً CO2، نیتروژن و هلیوم) به عنوان محیط لیزری استفاده می‌کنند و راندمان کلی تبدیل برق به توان لیزر آنها در حدود 10 درصد است. انتقال پرتو در لیزرهای CO2 عمدتاً از طریق سیستم‌های آینه‌ای صورت می‌گیرد.
این لیزرها می‌توانند در حالت‌های جریان گاز پیوسته (Flowing Gas) یا گاز ساکن (Sealed/Static Gas) کار کنند. سیستم‌های جریان گاز پیوسته به مصرف مداوم گاز نیاز دارند، در حالی که مدل‌های گاز ساکن مصرف گاز لیزر کمتری دارند. امروزه با پیشرفت لیزر فایبر، لیزر CO2 فقط برای برش لیزری غیرفلزات و ورقهای نازک فلزی کاربرد دارد.
لیزرهای فایبر
لیزر فایبر با طول موج کوتاه‌تر (حدود 1.07 میکرومتر)، نسل جدیدی از لیزر می‌باشد که به گزینه غالب در صنعت تبدیل شده است. مزیت اصلی آنها در کیفیت پرتو بسیار بالا، راندمان تبدیل انرژی فوق‌العاده (که به حدود 100 درصد هم می‌رسد) و قابلیت انتقال پرتو از طریق فیبر نوری است.
این فیبر نوری، نیاز به سیستم‌های آینه‌ای پیچیده را از بین می‌برد، دستگاه را فشرده‌تر و نگهداری آن را آسان‌تر می‌کند. سرعت برش بالا و مصرف انرژی پایین‌تر، لیزرهای فایبر را به گزینه‌ای اقتصادی و کارآمد برای طیف وسیعی از کاربردها، به خصوص برش لیزری ورق فلزی تبدیل کرده است.
لیزرهای YAG
لیزرهای YAG (نئودیمیم:ایتریم-آلومینیوم-گارنت) پرتویی با طول موج 1.064 میکرومتر تولید می‌کنند که از نظر ویژگی‌های جذب، بین لیزرهای CO2 و فیبر قرار می‌گیرد. این لیزرها اغلب به صورت پالسی عمل می‌کنند و قابلیت انتقال پرتو از طریق فیبر نوری را دارند. این ویژگی به آنها انعطاف‌پذیری زیادی برای استفاده در سیستم‌های روباتیک شش‌محوره و برش قطعات سه بعدی پیچیده، مانند قطعات هیدروفرمینگ شده در صنعت خودرو، می‌دهد. امروزه در حوزه برش لیزری فلزات، لیزر YAG منسوخ شده است و با لیزر فایبر جایگزین شده است.
قیمت و هزینه خدمات برش لیزری فلزات (Metal Laser Cutting)
امروزه خدمات برش لیزری در تعداد زیادی از کارگاه‌ها و کارخانه‌های صنعتی ارائه می‌شود. قیمت برش فلزات با لیزر وابسته به عوامل مختلفی است که مهم ترین آنها در زیر آورده شده است:
- فرم قطعه: برش لیزری ورق ارزان تر از برش لیزری لوله و پروفیل است.
- جنس قطعه: برش لیزری فلزات رنگین که بازتابندگی بالایی دارند در مقایسه با برش لیزری آهن گران قیمت تر است.
- ضخامت ورق: با افزایش ضخامت برش ، قیمت خدمات برش لیزر نیز افزایش می‌یابد.
- طول مسیر برش: هرچقدر طرح پیچیده تر باشد و طول مسیر برش بیشتر باشد ، هزینه برش با لیزر افزایش می‌یابد.
بهترین شرکت ارائه کننده خدمات برش لیزری فلزات
هر کارفرما وابسته به نیاز‌ها و شرایط از ارائه دهنده خدمات برش لیزر فلزات انتظاراتی دارد. شما می‌توانید با جست و جو در آرشیو صنعت، بهترین مجموعه برش لیزری فلزات را با توجه به نیاز‌ها و شرایط کاریتان بیابید.
مزایای دریافت خدمات برش لیزری فلزات از آرشیو صنعت
در مقایسه با روش‌های سنتی، همچون مراجعه حضوری و پرس و جو از دوستان، استفاده از آرشیو صنعت دارای مزایای زیر می‌باشد:
- دسترسی سریع به اطلاعات کامل خدمات دهندگان
- قابلیت فیلتر مجموعه‌ها بر اساس خدمات و سایز مجموعه
- صرفه جویی در هزینه جست و جو
- دستیابی به بالاترین کیفیت ارائه شده در بازار ایران
- دستیابی به خدمات با پایین ترین قیمت
نحوه ثبت سفارش آنلاین برش لیزری فلزات در آرشیو صنعت
برای ثبت سفارش برش لیزری فلزات کافی است از طریق اطلاعات تماس پروفایل مورد نظر با صاحب پروفایل بطور مستقیم در ارتباط باشید. در آرشیو صنعت مجموعه‌ها و متخصصین اطلاعات خود را در اشتراک عموم قرار می‌دهند و مسئولیت صحت اطلاعات هر پروفایل بر عهده صاحب پروفایل می‌باشد.
سوالات متداول در مورد خدمات برش لیزری فلزات
لیزر برش فلز چگونه عمل می‌کند؟
لیزر برش فلز از یک پرتو نور بسیار متمرکز و پرقدرت برای ذوب یا تبخیر ماده در یک نقطه بسیار کوچک استفاده می‌کند. با حرکت پرتو لیزر در امتداد مسیر برنامه‌ریزی شده، برش انجام می‌گیرد و یک لبه تمیز و دقیق باقی می‌ماند.
قیمت برش لیزری فلزات به چه عواملی بستگی دارد؟
به طول مسیر برش ، ابعاد ، ضخامت و جنس ورق وابسته است.
خدمات برش لیزر سه بعدی چیست؟
خدمات برش لیزر سه بعدی به توانایی برش قطعاتی با هندسه پیچیده و غیرمسطح اشاره دارد. این کار معمولاً با استفاده از روبات‌های مفصلی شش‌محوره انجام می‌شود.
کدام فلزات را می‌توان بروش برش لیزری برش داد؟
تقریباً تمام فلزات را می‌توان با روش برش لیزری فلزات برش داد. به عنوان مثال فولاد ، آهن ، استیل ، مس ، برنج و آلومینیوم را می‌توان به روش برش لیزری برش داد.
حداکثر ضخامت برش لیزر فلزات چقدر است؟
لیزرهای بسیار قدرتمند با توان 20KW می‌تواند فولاد ، استیل ، آلومینیوم و مس را تا ضخامت به ترتیب 70 و 50 و 40 و 20 میلی متر را برش دهد.
آیا می‌توان لوله و پروفیل را بروش برش لیزری ، برش داد؟
بله، به این فرایند ، برش لیزری لوله و پروفیل گفته می‌شود که توسط دستگاه‌های مخصوص قابل انجام است.
