معرفی انواع لیزر مورد استفاده در برش فلزات (CO2، فایبر و …)
مقدمه
فناوری برش لیزری فلزات تحولی بزرگ در صنعت تولید و ساخت ایجاد کرده است. یکی از کلیدهای موفقیت در بهره‌برداری از این فناوری، انتخاب نوع مناسب لیزر برای فلز مورد نظر است. دستگاه‌های برش لیزر با توجه به نوع لیزر، توان و کاربرد، تفاوت‌های زیادی دارند که بر کیفیت، سرعت و هزینه‌ی تولید تأثیر مستقیم می‌گذارند.
برای درک بهتر و ارتباط با مفاهیم پایه، پیشنهاد می‌کنم مقاله تاریخچه برش لیزر در صنعت فلزات و اصول کار دستگاه برش لیزر فلزات را مطالعه کنید. همچنین برای آشنایی با قابلیت برش فلزات مختلف و کاربردهای آن‌ها می‌توانید به مقاله برش استیل با لیزر و برش آهن با لیزر مراجعه کنید.
لیزر چیست و چرا در برش فلزات استفاده می‌شود؟
لیزر (Laser) پرتو نوری متمرکز با انرژی بسیار بالا تولید می‌کند که قابلیت ذوب، تبخیر یا سوختن مواد را دارد. این ویژگی‌ها، لیزر را به ابزار ایده‌آل برای برش فلزات تبدیل کرده است.
مزایای استفاده از لیزر برای برش فلزات شامل:
- دقت بالا و امکان برش قطعات پیچیده
- سرعت زیاد و کاهش زمان تولید
- کیفیت سطح عالی و کاهش نیاز به پرداخت مجدد
- انعطاف‌پذیری در برش فلزات مختلف
برای مطالعه بیشتر درباره‌ی انواع فلزات قابل برش با لیزر و کاربردهای آن‌ها، مقاله انواع فلزات قابل برش با لیزر و کاربردهای آن‌ها توصیه می‌شود.
انواع لیزر مورد استفاده در برش فلزات
۱. لیزر CO2
لیزر CO2 یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین نوع لیزر برای برش فلزات است. این لیزر از گاز CO2 به‌عنوان محیط فعال استفاده می‌کند و قادر است پرتو با طول موج ۱۰٫۶ میکرومتر تولید کند.
ویژگی‌ها و کاربردها:
- مناسب برای برش فلزات غیر ضخیم مانند استیل، آلومینیوم و گالوانیزه
- کیفیت سطح بالا و لبه‌های صاف
- سرعت برش نسبتاً زیاد
- نیاز به نگهداری منظم آینه‌ها و لنزها
لیزر CO2 به دلیل قیمت مناسب و دقت بالا هنوز هم در بسیاری از کارگاه‌ها و صنایع کوچک و متوسط کاربرد دارد.
۲. لیزر فایبر (Fiber Laser)
لیزر فایبر نسل جدیدی از لیزرها است که با استفاده از فیبر نوری تقویت‌شده، پرتو متمرکز تولید می‌کند. این فناوری تحولی در سرعت و کیفیت برش ایجاد کرده است.
ویژگی‌ها و کاربردها:
- راندمان انرژی بسیار بالا و مصرف برق کمتر
- عمر طولانی و نگهداری ساده‌تر
- سرعت برش بالا حتی در فلزات ضخیم
- مناسب برای برش استیل، آهن، مس و آلومینیوم
لیزر فایبر به دلیل قابلیت برش فلزات بازتابنده مانند مس و برنج، امروزه جایگزین بسیاری از لیزرهای CO2 شده است.
۳. لیزر Nd:YAG
لیزر Nd:YAG (نئودیمیوم: یاقوت مصنوعی) نوع دیگری از لیزرها است که بیشتر برای برش فلزات ضخیم و جوشکاری دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ویژگی‌ها و کاربردها:
- توانایی نفوذ بالا در فلزات ضخیم
- مناسب برای جوشکاری و حکاکی فلزات
- کیفیت برش قابل قبول اما سرعت پایین‌تر نسبت به لیزر فایبر
۴. لیزرهای دیگر
علاوه بر موارد فوق، انواع دیگری از لیزرها مانند لیزر دیود و لیزر سبز نیز در برخی کاربردهای صنعتی و پژوهشی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما کاربرد صنعتی گسترده ندارند.
تفاوت انواع لیزر در برش فلزات
نوع لیزردقتسرعتمصرف انرژیفلزات قابل برشکاربرد اصلی
| CO2 | بالا | متوسط | زیاد | استیل، آلومینیوم، گالوانیزه | صنایع کوچک و متوسط |
| فایبر | بسیار بالا | زیاد | کم | استیل، آهن، مس، آلومینیوم | صنایع پیشرفته، قطعات دقیق |
| Nd:YAG | متوسط | متوسط | متوسط | فلزات ضخیم و جوشکاری | جوشکاری و برش فلزات ضخیم |
این جدول نشان می‌دهد که انتخاب لیزر مناسب بسته به نوع فلز، ضخامت، سرعت مورد نیاز و کیفیت برش انجام می‌شود.
برش فلزات با لیزر
۱. برش استیل با لیزر
استیل یکی از رایج‌ترین فلزات مورد استفاده در صنایع مختلف است. لیزر CO2 و فایبر هر دو برای برش استیل مناسب هستند، اما لیزر فایبر به دلیل سرعت بالاتر و راندمان انرژی بهتر، محبوب‌تر است. برای مطالعه جزئیات و نکات تخصصی، مقاله برش استیل با لیزر پیشنهاد می‌شود.
۲. برش آهن با لیزر
آهن نیز در صنایع ساختمانی و تولید سازه‌های فلزی کاربرد گسترده دارد. لیزر فایبر با توان بالا مناسب برش آهن است و کیفیت لبه‌ها بسیار بالا می‌باشد. جزئیات بیشتر در مقاله برش آهن با لیزر موجود است.
۳. برش گالوانیزه و آلومینیوم
فلزات پوشش‌دار مانند گالوانیزه نیازمند دقت بالا برای جلوگیری از آسیب به پوشش روی هستند. لیزر CO2 و فایبر می‌توانند این فلزات را با دقت بالا برش دهند. آلومینیوم نیز به دلیل انعکاس نور لیزر، بهتر است با لیزر فایبر برش داده شود.
۴. برش مس و برنج
فلزات بازتابنده مانند مس و برنج به دلیل انعکاس پرتو، نیازمند لیزرهای فیبر با توان بالا هستند تا کیفیت برش مناسب حاصل شود.
مزایا و معایب هر نوع لیزر
- CO2: مزایا شامل دقت بالا و قیمت مناسب؛ معایب شامل مصرف انرژی زیاد و نیاز به نگهداری آینه‌ها
- فایبر: مزایا شامل سرعت بالا، مصرف کم و عمر طولانی؛ معایب شامل هزینه بالاتر نسبت به CO2
- Nd:YAG: مزایا شامل توان نفوذ بالا؛ معایب شامل سرعت پایین و هزینه نگهداری
جمع‌بندی
انتخاب نوع لیزر مناسب برای برش فلزات، نقش مستقیم در کیفیت، سرعت و هزینه تولید دارد. لیزر CO2 برای صنایع کوچک و متوسط، لیزر فایبر برای فلزات ضخیم و کاربردهای صنعتی پیشرفته، و Nd:YAG برای برش فلزات ضخیم و جوشکاری مناسب است.
برای درک بهتر نحوه عملکرد دستگاه‌ها، مطالعه اصول کار دستگاه برش لیزر فلزات توصیه می‌شود. همچنین برای مشاهده کاربردها و قابلیت برش فلزات مختلف، مقالات برش استیل با لیزر، برش آهن با لیزر و انواع فلزات قابل برش با لیزر و کاربردهای آن‌ها مرجع مناسبی هستند.
دیدگاه خود را بنویسید