ماشین برش لیزر | دستگاه لیزر فایبر | دستگاه لیزر CO2

دستگاه برش لیزر سی ان سی (CNC)

لیزر برای بسیاری از ما کلمه ای ناآشنایی نیست. این کلمات "دقت و ظرافت" را در ذهن بسیاری از ما تداعی می کند. لیزر کاربردهای گسترده ای یافته است و در صنایع مختلف از جمله پزشکی ، صنایع اندازه گیری ، صنایع دفاعی و همچنین بسیاری دیگر از جمله صنایع فلزی جایگاه ویژه ای دارد. لیزر با بیشترین کاربرد در صنعت فلزات و در دسته های برش ، جوشکاری و اندازه گیری ظاهر شده است. در بخش زیر ، متخصصان FactorNeed سعی می کنند پاسخ روشنی به برخی از سوالات در این زمینه ارائه دهند. این سوالات شامل "دستگاه برش لیزری چیست؟ دستگاه برش لیزری چگونه کار می کند؟ دستگاه برش لیزری چه چیزی را می تواند برش دهد؟ چند نوع دستگاه برش لیزری وجود دارد؟ و ....

تابش لیزر مانند تابش نوری است که طول موج های مختلفی دارد. همانطور که قبلاً می دانیم ، تابش به دلیل تفاوت در طول موج ، کاربردهای متفاوتی در زندگی ما دارد. گاما ، X ، UV ، مادون قرمز ، مایکروویو و رادیو نام هایی هستند که ما به این اشعه ها داده ایم. یکی از ویژگی های لیزر این است که هرچه طول موج آن کوتاهتر باشد ، انرژی بیشتری نیز با خود حمل می کند.

مزایای دستگاه برش لیزری

محدودیت های دستگاه های برش لیزر

کاربرد دستگاه های برش لیزر

از آنجا که دستگاه های برش لیزر از دقت ، ظرافت و سرعت بالایی برخوردار هستند ، در صنایع مختلف از جمله صنعت چرم برای برش دقیق چرم و استفاده بهینه از چرم مورد استفاده قرار می گیرند. به عبارت دیگر ، دور ریز کم چرم و سرعت زیاد برش و استفاده نکردن از الگوی برش چرم از مزایای استفاده از این ماشین ها است. همچنین در صنایع هوافضا و کشتی سازی به دلیل دقت بالا در برش ، مورد استفاده قرار می گیرند. دستگاه های برش لیزر به دلیل سرعت و دقت بالا در صنایع لاستیک سازی و قالب سازی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. سرانجام در صنایع مارک و حکاکی ، به دلیل پیچیدگی و ظرافت طرح ها ، از دستگاه های برش لیزری استفاده می شود.

دستگاه برش لیزر فایبر | دستگاه برش لیزر CO2

با ورود دستگاه های لیزر به صنعت تحول عظیمی در صنایع مختلف شکل گرفت. صنایع متال نیز از این موضوع مستثنا نبوده و توانسته در بسیاری از بخش های حیاتی خود با دستگاه های لیزر ، تعاملاتی شگرف صورت دهد. در ادامه با توجه به ظهور نیاز های متفاوت، انواع لیزر ها بوجود آمدند که از جمله ی آنها می توان از لیزر های CO2 ، لیزر های فایبر ، لیزر های گالوو و ... نام برد. در ادامه ی این مبحث با تفاوت های آنها آشنا خواهید شد.

دستگاه برش لیزر CO2:

لیزر های CO2 یکی از قدیمی ترین انواع لیزر ها به شمار می روند که در سال 1964 توسط کومار پاتل ( kumar patel ) ابداع شدند. امروزه لیزر CO2 همچنان یکی از مفید ترین و محبوب ترین انواع لیزر به حساب می آید. برای کار هایی که نیازمند دقت بالا و تولید انبوه هستند ، می توان از لیزر های CO2 استفاده کرد . در دهه گذشته پیشرفت های اقتصادی زیادی را شاهد بوده ایم. در حال حاضر لیزر ها قادر هستند انواع مختلفی از مواد مانند فلز،کاغذ ، چوب ، پارچه و پلاستیک را برش دهند. ستون اصلی تولید ، لیزر CO2 است که در برش چوب ، چرم ، لاستیک ، پلاستیک ، مقوا ، شیشه ، پی وی سی ، پلی کربنات ، کاشی ، سرامیک ، سنگ و مواد اورگانیک بسیار عالی عمل می کند.

لیزر CO2 چگونه کار می کند ؟

یکی دیگر از دستگاه های برش لیزر، دستگاه برش لیزر CO2 است که استفاده های متنوعی در صنایع مختلفی دارند. در ادامه به بررسی این دستگاه برش محبوب می پردازیم.

نور مورد نیاز برای برش ، هنگامی که الکتریسیته از میان یک تیوب پر شده از گاز با دو آینه در دو انتها ، عبور می کند ، تولید می شود. یکی از این دو آینه کاملاً بازتابنده است در حالیکه دیگری مقداری نور را عبور می دهد. این آینه ها ، باعث می شوند اشعه به طور مستقیم از تیوب خارج شود .همچنین برای هدایت پرتو به سمت متریال ، از آینه های دیگری استفاده می شود. گاز داخل تیوب معمولاً ترکیبی از دی اکسید کربن ، نیتروژن، هیدروژن و هلیم است. پرتوی نوری که توسط گاز CO2 تولید می شود در مقایسه با نور معمولی بسیار قوی تر است . آینه های داخل تیوب نور در حال گردش را بازتاب می کنند که این باعث می شود امواج نوری قوی ایجاد شود . از آنجا که این نور در واقع لیزر مادون قرمز است ، در نتیجه قابل مشاهده توسط چشم انسان نمی باشد.پرتو لیزر CO2 دارای طول موجی بسیار بلند است. این پرتو قادر است مواد مختلفی از قبیل پارچه ، چوب ، فلز شیشه و کاغذ را برش دهد. گرمای شدید حاصل از پرتو لیزر متریال مورد نظر را بخار می کند که این باعث می شود در نهایت سطح تمام شده تمیزی حاصل شود.

بسته به نوع طرحی که می خواهید روی متریال برش دهید و یا حکاکی کنید و با توجه به جنس و ضخامت متریال مورد نظر ، تنظیم سرعت و قدرت برش انجام می شود.

یک لنز با فاصله کانونی کوتاه ، عمق تمرکز Focus کوتاه ایجاد می کند. این کمک می کند که زمان برش کاهش یابد و کیفیت برش خصوصاً در برش ورق های فلزی افزایش یابد. برای برش مواد ضخیم تر به منظور دستیابی به عمق تمرکز بهینه و کنترل سرعت برش و شدت پرتوی لیزر از فاصله کانونی بلند تر استفاده می شود.

دستگاه برش لیزر فایبر

طبیعتاً شما برای برش یک متریال ضخیم تر به یک دستگاه برش لیزر قوی تر احتیاج دارید. اگر قدرت لیزر کم باشد، احتمالاً فقط قادر به برش ورق های نازک هستید و این لیزر توانایی برش ورق های ضخیم فلزی را ندارد. لیزر ها براساس توان 1000 وات یا 1کیلووات سنجیده می شوند. توان لیزر براساس نور لیزر ساطع شده در هر ثانیه محاسبه می شود. شدت لیزر بوسیله ی تقسیم نیرو بر ناحیه ای که لیزر از آن توزیع می شود ، تعیین می شود. به عنوان مثال یک پرتو لیزر 1 کیلو واتی توزیع شده روی قطر 0.1 میلی متر ، شدت تقریبی 125000 وات بر هر میلی متر مربع را بوجود می آورد.

از تعداد زیادی دیود ، جهت تولید تشعشعاتی برای ارسال ورودی به فیبر نوری استفاده می شود . طول موج پرتوی لیزر تولید شده در حدود 1070 میکرومتر می باشد . این طول موج تقریباً یک دهم ، طول موج لیزر CO2 است . طول عمر استاندارد این دیود ها بیش از 100 هزار ساعت است. پرتوی لیزر تولید شده دارای قدرت بالا با طول موج 1070 میکرومتر و واگرایی تقریبی 8 میلی متر است. هسته فیبر فعال دارای ضخامت بسیار کم تنها چند میکرومتر است . انتقال اشعه لیزر بین هد برش و تشدید کننده ( عدسی ) توسط فیبر انجام می شود. پس در لیزر های فایبر به آینه نیازی نیست ، بنابراین هزینه های تعویض مداوم آینه ها ، کاهش می یابد . همانطور که گفته شد لیزر فایبر طول موجی 10 برابر کوتاه تر از لیزر CO2 تولید می کند و به همین علت نقطه فوکس Focus بزرگتری دارد که باعث می شود قدرت نفوذپذیری کمتری داشته باشد و قادر به عبور از ورق های فلزی ضخیم نباشد. پرتوی لیزر با چنین طول موجی بهتر جذب می شود که توانایی برش انواع فلزات از قبیل آهن ، آلومینیوم ، برنج و مس را به خوبی دارند.

گازهای کمکی :

به طور کلی برش لیزر همراه با گاز کمکی اکسیژن ارزان تر از برش با نیتروژن می باشد . فولاد های نرم بدلیل اثر گرمازایی آهن در محیط های پر شده با اکسیژن ، توسط اکسیژن در فشار های نسبتاً کم بریده می شوند و به این صورت اکسیژن به عمل برش کمک می کند.

از جهتی اکثر فلزات توسط نیتروژن ( به عنوان گاز کمکی ) برش می خورند زیرا تمام عملیات ذوب فلز در مسیر برش توسط پرتوی لیزر انجام می شود و از گاز کمکی با فشار بالا جهت کنار زدن فلز ذوب شده از مسیر برش استفاده می شود.

برای برخی از عملیات مانند برش پلاستیک ، چوب و یا کاغذ ، هوای فشرده شده برای تضمین دستیابی به یک برش تمیز کافی است . گاز کمکی ممکن است فشاری در حدودkpa 30 (4.3 psi )برای برش ماده اکریلیک با ضخامت کم و فشاری تا 2000 kpa (psi 290 ) برای برش mm16 فولاد ضد زنگ داشته باشد. هم پرتوی لیزر و هم گاز کمکی از طریق یک نازل در بالای سطح برش خارج می شوند.

گاز کمکی ، لنز را خنک نگه می دارد و همچنین مقدار متریال ذوب شده ای که ممکن است به داخل نازل پیشروی کنند و روی لنز پاشیده شوند را کاهش می دهد .

برش با لیزر یک روش ایمن و سازگار با محیط زیست است . امنیت اپراتور یکی از مسائل مهم محسوب می شود که این نوع برش به طور کامل این امنیت را تأمین می سازد . برش لیزر بی سر و صداست ، استفاده های مختلف از متریال را برای ما امکان پذیر می سازد و بخار های مضر را در یک محفظه ی مشخص شده ی مجهز به کنترل از راه دور محدود می کند و به این صورت کار تهویه انجام می شود . ویژگی های دیگری نیز در مورد برش لیزر وجود دارند. برای مثال امروزه برخی از لیزر ها آنقدر کوچک هستند که می توانند به مانند یک پرینتر به لپ تاپ وصل شوند. از دیگر کاربرد های برش لیزر می توان به توانایی ایجاد وسایل بسیار متنوع از جمله برچسب های فلزی ، علائم ، صفحه ساعت و موارد دیگر اشاره کرد.

تفاوت بین دستگاه های لیزر Co2 با دستگاه های لیزر فایبر یا فیبری

دستگاه های برش لیزر از نوع Co2 ، اغلب از گاز فشرده Co2 که در تیوپ لیزر تزریق شده، برای تولید پرتوهای لیزر استفاده می کنند. یکی از ویژگی های بارز این نوع لیزر که بنام لیزر Co2 معروف است، توانایی در برش تمام مواد غیر فلزی است. این نوع از دستگاه های برش قادر هستند قطعاتی همچون چوب، چرم، لاستیک، پلاستیک، مقوا، شیشه، پی وی سی، پلی کربنات، ای بی اس، کاشی، سرامیک، سنگ و مواد اورگانیک را به راحتی برش بزنند. ماشین های لیزر Co2 اغلب در دو سایز- یک متری و سایزهای چند متری - ساخته می شوند. یکی از مزیت های مهم ماشین های برش لیزر Co2 ایجاد صافی بسیار زیاد در لبه ها و کناره های قطعات برش خورده است. البته اگر قطعه شما از ضخامت کمی برخوردار باشد، این ویژگی نسبتا قابل رویت نخواهد بود اما اگر قطعه شما از ضخامت زیاد برخوردار باشد ؛ بعد از برش - با این نوع دستگاه – لبه ها و کنارهای قسمت های برش خورده بسیار یک دست و صاف دیده خواهد شد.

دستگاه های لیزر CO2 نسبت دستگاه های فایبری، انرژی بسیار بیشتری مصرف می کنند. بنابراین مصرف برق آنها تقریبا چهار تا پنج برابر دستگاه های فایبر است. به عنوان مثال، یک دستگاه برش لیزرCo2 همراه با چیلر با قدرت بالا در هنگام کار با حداکثر توان، تقریباً 80 کیلو وات برق مصرف می کند. در صورتیکه دستگاه لیزر فایبر با همان انرژی تقریباً 23 کیلو وات برق مصرف می کند. به هر حال موادی که می خواهید برش بزنید ، تعیین کننده نوع دستگاه است.

دستگاه لیزر گالوو Galvo

نوعی دستگاه لیزر بنام دستگاه گالوو Galvo نیز وجود دارد که به دلیل سرعت و دقت بسیار بالا در حکاکی و مارک زنی مورد استفاده قرار می گیرند، به عبارتی در عملیات برش کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. مگر اینکه ضخامت آن قطعه نسبتا کم - کمتر از یک میلمتر- باشد . در این نوع دستگاه ها از چندین آینه استفاده شده است که بتواند با سرعت بالا، دقت بسیار زیادی را ایجاد کند. برای حک زنی و مارک زنی، بهترین دستگاه لیزر محسوب می شوند.

دستگاه های لیزر فیبری در مقایسه با دستگاه های لیزرCo2 برای تولید لیزر از منابع مختلفی استفاده می کنند. این نوع لیزها برای برش، طول موج های کوتاه تری تولید می کنند و بر همین اساس نقطه فوکوس بزرگتری دارند و این فوکوس بزرگتر سبب می شود آن پرتوها نتوانند از قطعات ضخیم عبور کنند و به اصطلاح جذب می شوند. اما در مقابل دستگاهای لیزر Co2 فوکوس کوچکتر دارند و توانایی نفوذ آنها نسبت به لیز های فیبری بسیار بیشتر است و با استفاده از هد گالو Galvo می توانند با سرعت و دقت بسیار زیاد عملیات مارک زنی و حکاکی را انجام دهند.

ماشین های لیزر فیبری نیازی به تعمیر و نگهداری آنچنانی ندارند وهرزمان که ماشین لیزر فایبر را روشن کنید، می توانید کار را شروع کنید؛ در صورتیکه ماشین های لیزرCo2 اینگونه نیستند و شما باید قبل از شروع به کار حداقل ده دقیقه به ماشین اجازه گرم شدن دهید. قطعات مصرفی ماشین های برش لیزرفایبرنسبت به قطعات ماشینهای برش Co2 بسیار ارزانتر هستند. تیوپ ماشین های لیزر Co2 هر یک یا دو سال (با توجه به مقدار مصرف) باید تعویض شوند.

ماشین های لیزر فیبری در ساختار خود از آینه ها استفاده نمی کنند بنابراین آن حساسیتی که در ماشین های برش لیزر برای فریم آنها وجود دارد، برای اینوع ماشین ها وجود ندارد. شایان ذکر است ماشین های برش لیزری از نوع فیبری وجود دارد که توانایی برش فلزات را دارند اما این نوع ماشین ها از ماشین های برش لیزری Co2 بسیارگران قیمت ترهستند.

بنابراین اگر واقعا قصد برش قطعات غیر فلزی و ورق های غیر فلزی را دارید یعنی فقط پروسه و عملیات برش برای شما اهمیت دارد، روی خرید ماشین لیزرCo2 تمرکز کنید و اگر می خواهید قطعات فلزی - مخصوصا در اندازه های کوچک - را حکاکی کنید روی دستگاهای برش لیزر Galvo تمرکز کنید.

تفاوت بین دستگاه لیزر پلاتر و دستگاه لیزر گالوو

مهمترین تفاوت در روش انتقال پرتوهای لیزر از طریق آینه ها و سرعت عملکرد آنها است. در ماشین های لیزر پلاتر، پرتوهای لیزری از سه آینه که در مکان های خود فیکس شده اند (دو آینه در فریم دستگاه و یک آینه در هد دستگاه)، تشکیل می شوند. دو آینه که در فریم دستگاه قرار گرفته اند نسبت به خود حرکت موازی دارند، اما هیچ حرکت زاویه ای ندارند. به عبارتی پرتوی لیزر از منبع تیوب خارج می شود و توسط آن دو آینه در فریم که در گوشه های دستگاه قرار دارند ، به درون هد هدایت می شوند بنابراین آینه ها در مکان خود کاملا ثابت هستند. اما پرتوهای لیزر در دو محورX و Y حرکت می کنند. . دقت کنید گفتیم در محور X و محور Y نه تنها در محور X . و پرتوی لیزر نسبت به قطعه ، یک موقعیت عمودی دارد. بنا بر این هد یک حرکت خطی رفت و برگشتی دارد که از چپ به راست در حرکت است . دستگاه لیزر پلاتر در هر حرکت رفتی و برگشتی می تواند عملیات مارک زنی ، حکاکی را انجام دهد و عملیات لیزر با حرکت رفت و برگشتی قابل مشاهده است. دقیقا مانند عملکرد پرینتر های معمولی . این نوع دستگاه های لیزر پلاتر هم می تواند از نوع Co2 و یا از نوع فایبر باشد.

اما دستگاه لیزر گالوو دارای آینه های متحرک هستند این آینه ها توسط یک موتور پرسرعت می توانند – از نظر موقعیت درجه - تغییر کنند. زمانی که آن دو آینه توسط موتور پر سرعت حرکت می کنند، لیزر منعکس شده نیز حرکت می کند و از طریق لنز به قطعه برخورد می کند و عملیات مارک زنی یا حکاکی را انجام می دهند. حرکت درجه ای آن دو آینه آنقدر سریع و دقیق است که می تواند مارک زنی و حکاکی های ظریف و پیچیده را با آسانی و با دقت و ظرافت بسیار زیاد ایجاد کند. بنابراین در این سیستم حرکت سریع گاید ریل ها و حرکت هد آنچنان اهمیت ندارد. بنابراین چنانچه قطعه از نظر هندسی به هر شکل در زیر هد قرار گیرد ، این سیستم قادر است با سرعت بسیار زیاد عملیات مارک زنی و حکاکی را بخوبی و بدون هیچ ایرادی انجام دهد. شایان ذکر است سرعت حک و مارک زنی این نوع دستگاه بیش از یک یا دو متر بر ثانیه است.

دستگاه لیزر پلات

در این دستگاه طول پرتو لیزر در هر دستگاه به بزرگی و کوچکی دستگاه می تواند متفاوت باشد . در این دستگاه های لیزر گالوو یک لنز خاص نیز تعبیه شده است تا پروسه مارک زنی و حکاکی با سرعت بالا دقیقا در همان مکان مورد نظر انجام شود. اندازه و ابعاد مکان های مورد نظر برای عملیات مارک زنی و حکاکی به لنز بستگی دارد. به عبارتی اگر فقط خطوط ظریف باید حکاکی شوند و آن قسمت از ظرافت آنچنانی برخوردار نیست ، می بایست از یک نوع لنز استفاده کرد تا سرعت حکاکی بیشتر شود و به سرعت حداکثری برسد. برای توضیح بیشتر این موضوع خالی از لطف نیست مثالی آورده شود: به عنوان مثال شما قصد دارید یک نقاشی بزرگ روی دیوار ایجاد کند در این صورت باید از قلم موهای بزرگ استفاده نماید و اگر از قلم موهای کوچک و ظریف استفاده کنید، برای تکمیل آن نقاشی باید زمان بسیار بیشتری را صرف کنید. بنابراین هر چه طول کانونی بزرگتر باشد، وسعت بیشتری را می توانید حکاکی کنید. یکی از شرکت هایی که در زمینه این نوع دستگاه های مارک زنی و حکاکی لیزری مشهور است و توانایی ساخت این نوع دستگاه ها را با Co2 و هم با فایبر دارد، بنام شرکت Trotec است.

شرکت Nukon:

شرکت Nukon از بزرگترین شرکت های تولید کننده ی دستگاه های لیزر فایبر، برش پلاسما و سیستم های اتوماسیون است. این شرکت همچنین در زمینه ی تعمیر و فروش دستگاه های دست دوم نیز فعالیت می کند. فیلم زیر یکی از دستگاه های لیزر برش فایبر این شرکت را معرفی می کند.

بسیاری از صنعتگران که ارزش برش لیزر را در کارخانه خود حس می کنند و از ویژگی های این دستگاه اطلاع کسب کرده اند، به دنبال خرید آن هستند. اما دانش کم در زمینه ی این نوع از دستگاه های برش و اخذ اطلاعات موثق کار را برای آنها نسبتا دشوار می سازد. همیشه این ریسک برای آنها وجود دارد که آیا آن انتخاب بهترین انتخاب خواهد بود. سوالاتی مانند چه پارامترهایی برای خرید دستگاه لیزر باید در نظر گرفته شود؟ سوالی است که کارشناسان فکتورنید با توجه به تجارب فنی خود به آن پاسخ خواهند داد.

قیمت دستگاه برش لیزر

قبل از اینکه ویژگی های خاص یک ماشین برش لیزر خوب و با کیفیت را مورد بررسی قرار دهیم، ابتدا در رابطه با اینکه چه متریالی را می خواهید برش بزنید و اندازه و یا ابعاد قطعات شما چقدر است ویا دقت تلرانسی مورد نظر شما چقدر است ؛ به صورت بسیار خلاصه این سه مورد را روشن می سازیم و سپس به ویژگیهای خاص یک دستگاه برش لیزر می پردازیم.

متریال

از آنجائیکه موادی یا متریالی که قرار است برش زده شوند، می توانند انتخاب ما را به صورت بنیادی تحت تاثیر قرار دهند، باید اذعان کرد اگر قرار است فلز و ورقهای فولادی و آلیاژی را برش بزنید، ماشین برش لیزر فایبر پیشنهاد می شود و اما اگر قرار است شما موادی مانند چوب، چرم، لاستیک، پلاستیک ، مقوا، شیشه، پی وی سی، پلی کربنات، ای بی اس، کاشی ، سرامیک سنگ و مواد اورگانیک را برش بزنید، ماشین برش لیزر Co2 پیشنهاد می شود.

مقوله اندازه وابعاد قطعات یا ورق

مقوله اندازه و ابعاد دستگاه یک پارامتر مهم در قیمت و عملکرد دستگاه و حتی آپشن های دستگاه است. بسیاری ازسازندگان دستگاه برش لیزرمدل یا شماره مدل دستگاه را بر اساس ابعاد و نوع و یا حتی توان آن ماشین برش لیزر انتخاب می کنند. مثلا اگر شماره فنی یا مدل دستگاهی برش لیزری FLO 1530 باشد، یعنی این دستگاه قادر است قطعاتی که دارای ابعاد 15000 میلی متر و 3000 میلی متر است را برش دهد. حرف F نشان دهنده نوع لیزر دستگاه – از نوع فایبر- و حرف L نشانده دهنده لیزر و حرف O نشان دهنده نوع دستگاه که به مفهوم Open یا (بدون کابین) است. بنابراین در زمان خرید به مقوله ابعاد توجه نمایید.

توان دستگاه برش لیزر

توان دستگاه نیز پارامتر دیگری است که باید در زمان خرید به آن توجه کرد. به عبارتی هرچه توان لیزر بیشتر باشد، قدرت و نفوذ برش لیزر بیشتر است و در واقع برای آن توان بیشتر شما باید مبلغ بیشتری به سازندگان دستگاه پرداخت کنید. چنانچه قصد دارید ورقهای ضخیم و یا متریال های ضخیم را برش بزنید، باید دستگاهی سفارش دهید که از توان بالایی برخوردار باشد و اگر قصد دارید ورقها ویا متریال های نازک و کم ضخامت را برش بزنید، به خرید دستگاه برش با توان بالا نیازی نیست. در این حالت نه تنها هزینه اضافه پرداخت نکرده اید بلکه هزینه های جانبی شما نیز کاهش خواهد یافت. حال که در باره توان دستگاه صحبت شد باید مقوله جنس مواد را نیز در نظر بگیریم به عبارتی همیشه تنها ضخامت ، پارامتر تعیین کننده نیست، بلکه جنس مواد نیز مقوله ای دیگر است که باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال برای برش ورق های استنلس استیل (Stainless Steel) دستگاه های لیزر به توان بیشتری نسبت به برش ورق های معمولی نیاز دارند. اگر یک دستگاه برش لیزر قادر است ورق های معمولی (Steel) را که قطر8 میلی متر دارند را برش بزنند، یقینا این دستگاه توانایی برش ورقهای استنلس استیل به قطر بیش از 5 میلی متر را ندارند.

هد برش لیزر فوکوس اتومات Autofocus Laser Cutting Head

بدیهی است که اپراتور قبل از شروع به برش باید تنظیمات اولیه را انجام دهد. یکی از این تنظیمات ، تنظیم فوکوس دستگاه برش لیزر است. در برخی از دستگاهها این وظیفه به عهده یک اپراتور با تجربه است که بین ورق وهد دستگاه فاصله مناسب در نظر گیرد. تنظیم دقیق و یا ایجاد فوکوس صحیح می تواند در کارایی پروسه برش تاثیر بسیار زیادی ایجاد کند. همانگونه که می دانیم در هد تمام دستگاههای برش لیزر یک عدسی محدب وجود دارد که وظیفه آن تمرکز پرتوی لیزر است . زمانیکه در باره عدسی محدب صحبت می کنیم، واژه "کانون" در ذهن ما تداعی می شود. پرتویی که از این عدسی عبور کرده است دارای یک کانون است . چنانچه این کانون بالاتر و یا پایین تر از سطح قطعه قرار گیرد، راندمان برش به شدت کاهش می یابد. امروزه ماشینهای پیشرفته برش لیزر به یک سیستمی بنام سیستم هد فوکوس اتومات مجهز هستند تا هم زمان تنظیم کاهش یابد و هم تنظیم هد نسبت به سطح قطعه به بهترین شکل صورت پذیرد. جدا از وجود سخت افزار در دستگاه برش لیزر ، این نوع دستگاه ها باید از نرم افزار اتومات فوکوس نیز استفاده کنند.

این نرم افزار دستگاه را قادر می سازد تا در انجام عملیات سوراخکاری و برش بهترین فوکوس را ایجاد کنند. شایان ذکر است با استفاده از این سیستم، سرعت تنظیم 10 برابر افزایش می یابد. با بررسی که کارشناسان فکتورنید انجام داده اند دریافته اند دامنه تنظیم دراین نوع دستگاه ها از +10 میلی متر تا -10 میلی متر است و دقت تلرانسی آن 0.01 میلی متر است. این مقدار دامنه و تلرانس برای ورق هایی که دارای ضخامت بین 1 میلی متر تا 20 میلی متر هستند بهترین گزینه محسوب می شود. برخی از سازندگان دستگاه های برش لیزر که ازهد فوکوس اتومات استفاده می کنند به منظور بهینه سازی بیشتر از لنز Collimator که یک لنز موازی سازی پرتوهای لیزر است، استفاده می کنند و در این راستا گاها یک مخزن سرد کننده در هد دستگاه تعبیه می کنند که وظیفه آن خنک نگه داشتن هد دستگاه است . این ابتکار می تواند باعث طولانی شدن عمر هد گردد. شرکت Bodor و شرکت Precitec دو برند معروف در زمینه ساخت این نوع این هدها محسوب می شوند.

تعداد محورهای یک دستگاه برش لیزری فیبری

اینکه دستگاه برش لیزر دارای چند محور باشد برای عملیات برش یک پارامتر خاص مهم محسوب می شود. آیا آن دستگاه قادر است در محورهای X ، Y و Z حرکت کند. دامنه حرکت هر کدام از محورها نیز از اهمیت خاص خود برخوردار است. برخی از دستگاه های برش لیزر تنها قادرند در دو محور X و محورY حرکت کنند. این نوع دستگاه ها از نظر قیمت و کارایی خاص نسبت به سایر دستگاههای سه محور کمتر ارزانتر هستند.

دقت اولیه یا دقت موقعیت یابی دستگاه برش لیزر فیبری

زمانیکه به یک دستگاه لیزر فرمان حرکت در یک محور – مثلا محورX داده می شود و دستگاه در مسیر آن محور حرکت می کند و در مکان مورد نظر متوقف می شود، اختلاف آنچه که شما خواسته اید و فرمان داده اید با آنچه که دستگاه عمل کرده است، دارای یک اختلاف اندک است. این اختلاف را دقت اولیه یا دقت موقعیت یابی می گویند. برای روشن شدن این موضوع بهتر است مثالی ذکر شود. مثلا به دستگاه فرمان می دهید که در محور X به مقدار 20.41 میلیمتر حرکت کند، اما دستگاه در موقعیت 20.42 قرار می گیرد . یعنی 0.01 میلیمتر اختلاف در بین فرمان داده شده و اجر وجود دارد. هرچه این اختلاف کمتر باشد، دستگاه در این زمینه از دقت بیشتری برخوردار است. شایان ذکر است دقت دستگاه تنها به یک محور محدود نمی شود بلکه تمام محورها باید چک شوند. میانگین جمع اختلاف سه محور نشان دهنده دقت اولیه یا موقیعت یابی دستگاه برش لیزر است. برخی از کارشناسان معتقدند دقت اولیه واقعی دستگاه زمانی کاملا مشخص می شود که فرمان حرکت به محورها به صورت تک تک (متوالی) نباشد بلکه تمام محورها با هم حرکت داشته باشند و بعد از توقف تمام محورها اندازه گیری صورت پذیرد.میانگین آن اعداد نشان دهنده دقت واقعی موقعیت یابی دستگاه است. حال این سوال مطرح می شود چگونه می توانیم این اختلاف را اندازه گیری نماییم چرا که دستگاه تنها یک عدد را به ما نشان می دهد. پاسخ به این سوال استفاده از دستگاه اینتر فرومتر interferometer است . این نوع دستگاه ها قادر هستند از طریق ارسال اشعه مادون قرمز مسافت و فاصله را تا دقت 0.0001 اندازه گیری نمایند.

دقت تکرار پذیری دستگاه برش لیزر

تکرار پذیری یک پارامتر بسیار مهم در بسیاری از ماشینهای CNC همچون برش لیزر، تراش ، پلاسما ، واتر جت ، بورینگ و غیره است. به عنوان مثال شما به ماشین برش لیزر فرمان حرکت در محور X را به مقدار 25.22 میلیمتر می دهید و اگر این مسیر را پنج بار تکرار کنید ، مقادیر بدست آمده به احتمال زیاد به شرح ذیل خواهد بود:

25.232 - 25.233 - 25.235 - 25.236 - 25.237 mm

در این قسمت نباید میانگین آنها حساب شود بلکه باید، بزرگترین عدد را از کوچکترین عدد کسر نمائیم و آن را ملاک دقت تکرار پذیری دستگاه در نظر بگیریم:

25.237-25.232 = 0.005

این عمل را برای سایر محور ها نیز باید انجام داد تا دقت تکرار پذیری هر کدام از محورها مشخص گردد.

حداکثر شتاب محور X و Y

هرچه شتاب محورX و محورY بیشتر باشد ، طبعتا سرعت دستگاه برش لیزر در عملیات برش و سرعت تولید قطعات بیشتر خواهد بود. مقوله شتاب با مقوله سرعت دو چیز کاملا متفاوت است. شتاب محورها، تغییر سرعت در مسافت است . هرچه فاصله زمانی کمتر باشد، تغییر سرعت بیشتر است و شتاب دستگاه نیز بیشتر است. معمولا برای دستگاههای برش لیزر فایبر شتاب محوری 0.8 G است که یک عدد نسبتا قابل قبول است. این مورد زمانی بیشتر محسوس می شود که قطعات برشی بزرگ باشند و لازم است هد دستگاه مسافت طولانی در دو محور طی کند. اما چنانچه قطعاتی که باید برش زده شوند کوچک باشند و نیازی نباشد هد دستگاه مسافت نسبتا طولانی طی کند ، این مزیت ملموس نخواهد بود.

بیشترین سرعت حرکت هد دستگاه

حرکت هد در محورها نسبت به مسافت طی شده درزمان نشان دهند، سرعت دستگاه است و این پارامتر را بر اساس متر بر دقیقه بیان می کند. مثلا 90 متر بر دقیقه یا 90/ min یک سرعت قابل قبول برای محورها در نظر گرفته می شود . بدیهی است هر چه سرعت محورها و قدرت برش بیشتر باشد، سرعت تولید دستگاه بیشتر خواهد بود و این یک مزیت برای دستگاهها در نظر گرفته می شود.

ضخامت برش

یکی دیگر از پارامترهای دستگاه برش لیزر قدرت و توان دستگاه است. هرچه قدرت دستگاه بیشتر باشد ، توانایی برش ورقهای ضخیم تر را دارد. مثلا ماشینهای برشی که اکنون در بازار وجود دارد و توان 2500W را روی آن دستگاه درج کرده اند، این استنباط را می توان کرد که آن دستگاه قادر است فولاد کربنی که ضخامت 25 میلیمتر را دارد ؛ برش بزند. در این قسمت باید یادآوری کنیم اگر جنس ورق تغییر کند و بجای فولاد کربنی ، ورق استنلس استیل با همان ضخامت در دستگاه گذاشته شود، آن دستگاه قادر به برش آن نخواهد بود چرا که برای برش ورق های استنلس استیل دستگاه به قدرت بیشتری نیاز دارد. بنابراین در زمان خرید دستگاههای برش لیزر مخصوصا برای برش ورق به این نکته نیز توجه نمایید.

خنک کننده های دستگاه برش لیزر

همانگونه که می دانیم دستگاههای برش لیزر در هنگام کار گرم و یا داغ می شوند و چنانچه این گرما کنترل نگردد به قسمتهایی از دستگاه آسیب وارد می کند. بنابر این دستگاههای برش لیزر نیاز به یک سیستم خنک کننده دارند. این سیستم های خنک کننده می توانند با آب و یا با سیستم های دیگر همچون یخچالی سرد شوند. بسیاری از دستگاههای برش لیزر از سیستم های خنک کننده آبی (Chiller) استفاده می کنند و قدرت این دستگاههای چیلر در خنک کنند نگه داشتن ماشینهای لیزر بسیار مهم است. به عنوان مثال چنانچه قدرت چیلر یک دستگاه معمولی کمتر از 500 CW باشد، این چیلر برای آن دستگاه مطلوب نخواهد بود. بنابر این در هنگام خرید دستگاه برش لیزر به قدرت و برند چیلر توجه کنید و قدرت چیلر را بر اساس قدرت دستگاه برش لیزر انتخاب کنید.

سیستم دمندگی هوا یا Airassist

از سازنده دستگاه نوع سیستم دمندگی هوا را سوال کنید . چنانچه دستگاه مجهز به یک سیستم دمندگی خوب باشد در عملکرد دستگاه برش می تواند تاثیر گذار باشد. عدم استفاده از سیستم دم دهندگی مناسب سبب می شود دودهای ناشی از برش لیزر و گرد وغبار به لنز دستگاه بچسبد و در پروسه برش اختلال ایجاد کند.

فیلترهای هوا در دستگاه های برش لیزر

به منظور حفاظت از محیط کار و جلوگیری از آلودگی ، بسیاری از شرکتهای معتبر از سیستم فیلتراسیون سه مرحله ای استفاده می کنند. اولین مرحله فیلتراسیون از نوع کیسه ای است که می تواند ذرات بزرگ را در خود نگه دارد . مرحله دوم ذرات بزرگتر از 0.03 میکرون را جذب می کند و مرحله سوم کربن فعال ، دود و بوی جذب می شوند.

قطعات الکترونیکی

یکی از سوالات مهم خریداران حرفه ای از سازندگان دستگاههای برش لیزر ، کشور و برند سازنده قطعات الکترونیکی آن دستگاه است. Omron ، Siemens و Bosch معتبرترین سازندگان قطعات الکترونیکی در این زمینه محسوب می شوند.

تیوپ دستگاه برش لیزر

پرتو لیزر در تیوپ لیزر ساخته می شود. پارامترهایی که برای یک تیوپ با کیفیت در نظر می گیرند عبارتند از مقدار راندمان یا همان بازده ، یکنواخت بودن نقطه تابش وعمر طولانی . در تیوپ های با کیفیت بازده تبدیل فوتو الکترون بسیار بالا است و در این نوع تیوپ ها با کیفیت است که چگالی خروجی افزایش می یابد و سبب می گردد پرتوی ایجاد شده از تمرکز بیشتری برخوردار باشد. چنانچه سازنده دستگاه های برش لیزر از تیوپ های ساخت سازندگانی همچون Yongli , RECI, SPT, EFR , Splaser استفاده کند، میزان خطا در سرعت های بالا کاهش می یابد. لازم به ذکر است در دستگاه های لیزر حکاکی برخورداری از تیوپ با کیفیت سبب وضوح تصاویر و خطوط و یکنواختی در عملکرد دستگاه خواهد بود و فونت های ریز نوشتاری از عمق مناسب و وضوح بیشتری برخوردار خواهند بود.

در بین آن سازندگان معتبر ، شرکت RECLLASER - یک برند بسیار مشهور در جهان است. تیوپ های ساخت این شرکت عمر بیشتری نسبت به سایر تیوپ ها دارند و پرتوهای لیزری تولید شده با این تیوپها از یک نواختی بیشتری نیز برخوردار هستند. این شرکت تیوپ های ساخت خود را 18 ماه گارانتی می کند.

پلت فرم میز دستگاه برش لیزر

یکی از پارامترهای نسبتا کم اهمیت اما مهم ، پلت فرم میز دستگاه برش لیزر است. نوع جنس استفاده شده ، لانه زنبوری بودن و یا نیودن آنها ، تعداد طبقات و سهولت در برداشتن و گذاردن آنها مواردی است که خریداران باید به آن توجه کنند. گانتری یا ستون دروازه ای Gantry یک بخش مهم دیگری است که باید به آن توجه کرد. چنانچه جنس آن از فولاد باشد - که در قدیم چنین بود و هنوز برخی از سازندگان نیز گانتری را از فولاد می سازند - سبب سنگینی گانتری می شود و باعث کند شدن حرکت محور می شود. امروزه برخی از سازندگان دستگاه برش لیزر گانتری را از آلومینیوم ریخته گری شده cast aluminum می سازند که بهتر از فولادی است اما از قدرت کمتری برخوردار است. سازندگان حرفه ای و معتبر امروز از آلومینیوم ریخته گری هوا فضا استفاده می کنند و سپس روی آن آلومینیوم پروسه اکسترود انجام می دهند و سختی آن از طریق عملیات حرارتی افزایش می دهند. این نوع گانتری بهترین گانتری خواهد بود. شرکت مایست لیزر Mystlaser یکی از بهترین سازندگان لیزر برش فایبر مخصوصا در زمینه گانتری است.

سیستم حرکت محورهای دستگاه برش لیزر

حرکت محور X و Y می تواند از طریق استفاده از لینر Linear و یا از طریق بلبرینگ انجام شود. شرکتهایی که از اعتبار زیادی برخوردار نیستند و تنها به دنبال عرضه دستگاههای لیزر برش ارزان قیمت هستند، بجای استفاده از لینر در دستگاه های خود از بلبرینگ استفاده می کنند. در عوض شرکتهای معتبر از راهنمای لینر ریلی rail linear guide در محصولات خود استفاده می کنند. در زمان خرید دستگاه برش، سیستم حرکتی محورهای را بررسی کنید و اینکه آن راهنماهای خطی linear guide از کدام برند است. یکی از برند های مشهور در این زمینه برندی بنام Hiwin است. این برند اصالتا تایوانی است و در تایوان ساخته می شود. استفاده از لینرهای با کیفیت می تواند تاثیر بسیار زیادی در بحث مکان یابی دقیق accurate positioning و تکرار پذیری داشته باشد. یک لینر با کیفیت گانتری دستگاه را به راحتی تحمل می کند و از عملکرد دینامیکی خوبی برخوردار است. این عملکرد که هم در مکان یابی دستگاه و تکرار پذیری و کاهش سایش می تواند، تاثیر گذار باشد.

البته سازندگان معروف دیگری نیز وجود دارند که در ذیل ذکر کرده ایم:

De-Tron Precision , Velmex, Tusk Direct , Modern linear
برای اخذ اطلاعات بیشتر فنی هر کدام می توانید به سایت های آن ها مراجعه کنید و آخرین اطلاعات را از آن سایت ها دریافت نمائید.

شرکت HSG:

این شرکت چینی، انواع دستگاه های لیزر را در قدرت های مختلف تولید و به بازارهای جهانی عرضه می کند. از محصولات این شرکت می توان به لیزرهای برش فایبر، لیزرهای برش CO2، لیزرهای برش سه بعدی و دیگر محصولاتی که می تواند بر پایه ی خواست مشتریان طراحی و عرضه شوند. فیلم زیر یکی از دستگاه های لیزر CO2 این شرکت را نمایش می دهد.

شرکت G.Wklaser:

این شرکت به صورت کاملا حرفه ای و تخصصی در زمینه ی طراحی و ساخت دستگاه های لیزر فایبر، لیزر CO2 برای حکاکی و مارک زنی و لیزر های جوشکاری فعالیت دارد. فیلم زیر یکی از دستگاه های لیزر برش فایبر این شرکت را نمایش می دهد.