برش لیزر یک فرآیند تولید پیشرفته و بسیار دقیق است که از انرژی متمرکز یک پرتو لیزر برای برش از طریق مواد مختلف استفاده می کند. این روش برای کاربردهای صنعتی و تجاری به یک روش ترجیحی تبدیل شده است ، از برش فلز گرفته تا مواد ساختگی مانند چوب ، پلاستیک و حتی مواد غذایی. یکی از مهمترین جنبه های فرآیند برش لیزر ، درک نقش قدرت برش لیزر و تأثیر آن بر کیفیت برش ، سرعت و سازگاری مواد است. این راهنما به آنچه قدرت برش لیزر است ، چگونگی تأثیر آن بر روند برش و ملاحظات برای تعیین سطح قدرت صحیح است.
قدرت برش لیزر به میزان انرژی که یک پرتو لیزر در طی فرآیند برش به مواد منتقل می شود ، اشاره دارد. این انرژی به طور معمول در وات (W) اندازه گیری می شود و نقش مهمی در تعیین کارایی و کیفیت برش دارد. قدرت برش لیزر را می توان با تنظیم وات لیزر کنترل کرد ، که مستقیماً بر گرمای تولید شده توسط پرتو لیزر ، توانایی ذوب شدن ، تبخیر یا سوزاندن مواد و سرعت برش تأثیر می گذارد.
قدرت برش لیزر توسط یک منبع لیزر مانند لیزر CO2 یا A ایجاد می شود لیزر فیبر ، که از انرژی الکتریکی برای تحریک متوسط (گاز یا فیبر) برای تولید پرتو لیزر استفاده می کند. نور لیزر تولید شده از طریق یک لنز متمرکز شده و بر روی مواد برای برش کارگردانی شده است. شدت پرتو لیزر با میزان انرژی الکتریکی تأمین شده به لیزر تعیین می شود و این عامل اصلی است که قدرت برش لیزر را کنترل می کند.
قدرت پرتو لیزر را می توان از طریق روش های مختلفی از جمله تنظیم تنظیمات منبع تغذیه یا تغییر لنز مورد استفاده برای تمرکز پرتو تنظیم کرد. برای مواد مختلف ، به طور کلی سطح قدرت بالاتر برای مواد ضخیم تر و متراکم تر مورد نیاز است ، در حالی که قدرت پایین تر برای مواد نازک تر یا نرم تر کافی است.
قدرت لیزر با تأثیرگذاری بر چندین عامل مانند کاهش کیفیت ، سرعت و سازگاری مواد ، بر روند برش تأثیر می گذارد. این مستقیماً در چگونگی کاهش لیزر از طریق مواد ، میزان گرما و کارایی فرآیند تأثیر می گذارد. در اینجا چگونه سطح قدرت لیزر متفاوت بر برش تأثیر می گذارد:
هنگامی که قدرت لیزر خیلی کم تنظیم شده است ، ممکن است پرتو لیزر انرژی کافی برای برش موثر مواد نداشته باشد. در نتیجه ، مواد ممکن است تا حدی برش داده شوند ، یا برش ممکن است کند ، ناهموار یا ناقص باشد. تنظیمات کم مصرف همچنین ممکن است منجر به سوزاندن بیش از حد مواد شود (سطح آن سوخته یا تاریک می شود) ، به ویژه برای موادی مانند چوب یا کاغذ. علاوه بر این ، قدرت کم می تواند باعث نفوذ مواد ضعیف شود و منجر به آسیب بیشتر گرما در اطراف لبه بریده شود که می تواند کیفیت کلی برش را کاهش دهد.
از طرف دیگر ، هنگامی که قدرت لیزر بیش از حد زیاد شده است ، ممکن است پرتو لیزر بیش از حد گرمای زیادی را روی مواد بمالد و باعث آسیب حرارتی بیش از حد مانند هجوم یا سوزش شود. تنظیمات قدرت بالا به طور معمول برای برش مواد ضخیم تر یا متراکم تر ضروری است ، اما می تواند منجر به نتایج نامطلوب در مواد نازک تر شود. به عنوان مثال ، سطح قدرت بالا ممکن است باعث بیش از حد شود ، جایی که لیزر بیش از حد عمیق به مواد نفوذ می کند و باعث برش نامنظم یا بیش از حد گسترده می شود.
وات لیزر تعیین می کند که پرتو لیزر چقدر انرژی تولید می کند. واتژهای لیزر متداول از 100W تا 5000W است که واتژهای بالاتر برای برش مواد ضخیم تر و سخت تر مانند فولاد ، تیتانیوم و آلومینیوم استفاده می شود. وات انتخاب شده به مواد و ضخامت مواد در حال برش بستگی دارد. به عنوان مثال ، لیزر 100W ممکن است برای برش ورق های پلاستیکی نازک یا پارچه کافی باشد ، در حالی که یک لیزر 2000W یا 4000W به طور معمول برای برش فلزات و سایر مواد سنگین استفاده می شود.
تمرکز پرتو لیزر یکی دیگر از عوامل مهم مهم بر روند برش است. لنز فوکوس قطر پرتو لیزر را در نقطه ای که با آن تماس می گیرد تعیین می کند. یک پرتوی بسیار متمرکز ، دقت بهتری و برش پاک کننده را فراهم می کند ، در حالی که یک پرتوی کمتر متمرکز ممکن است منجر به برش های سخت تر با مناطق تحت تأثیر گرما شود. قدرت لیزر تأثیر می گذارد که پرتو می تواند برای نتایج برش بهینه متمرکز شود.
از گازها مانند اکسیژن ، نیتروژن یا هوا استفاده می شود تا در هنگام برش مواد مذاب را از بین ببرد. نوع گاز کمک و فشار آن می تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت و سرعت برش تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، اکسیژن به طور معمول برای برش فلزات مانند فولاد استفاده می شود ، زیرا در اکسیداسیون کمک می کند و سرعت برش را افزایش می دهد. ازت برای جلوگیری از اکسیداسیون از فولاد ضد زنگ و آلومینیوم استفاده می شود. فشار گاز به اطمینان حاصل می شود که مواد مذاب به طور مؤثر از برش خارج می شوند ، که برای حفظ کیفیت و سرعت ضروری است.
کالیبراسیون دستگاه برای اطمینان از تراز کردن لیزر به درستی و اینکه روند برش پایدار است ، بسیار مهم است. سوء استفاده یا کالیبراسیون نادرست می تواند منجر به برش ناکارآمد ، سایش بیش از حد بر روی دستگاه یا کیفیت برش متناقض شود. کالیبراسیون مناسب شامل تنظیم تراز سر لیزر ، لنزهای متمرکز و بستر برش است.
کیفیت پرتو اغلب توسط فاکتور m² نشان داده می شود ، که میزان تمرکز پرتو لیزر را تعیین می کند. یک فاکتور بالاتر M² نشانگر یک پرتوی کمتر متمرکز است ، که ممکن است برای برش دقیق عملکرد خوبی نداشته باشد. یک فاکتور m² پایین نشانگر یک پرتوی با کیفیت بالاتر است و در نتیجه کیفیت و دقت بهتر حاصل می شود. کیفیت پرتو تحت تأثیر قدرت و طول موج لیزر است و انتخاب دستگاهی با کیفیت پرتو مناسب برای کار برش خاص مهم است.
الگوی برش عامل دیگری است که می تواند بر روند برش لیزر تأثیر بگذارد. الگوهای برش پیچیده با بسیاری از چرخش های تیز یا برش های کوچک ممکن است در مقایسه با برش های مستقیم خط مستقیم به تنظیمات قدرت متفاوتی نیاز داشته باشد. تنظیم سطح قدرت به طور مناسب برای الگوهای مختلف ، ضمن به حداقل رساندن زباله و بهبود کارآیی ، برش های صاف و دقیق را تضمین می کند.
یک سیستم خنک کننده خوب ، تضمین می کند که دستگاه لیزر در دماهای بهینه کار می کند و از گرمای بیش از حد جلوگیری می کند. سیستم های خنک کننده به تنظیم دمای سر لیزر و برش مواد کمک می کنند. یک سیستم خنک کننده مؤثر برای حفظ طول عمر دستگاه و دستیابی به عملکرد برش مداوم ضروری است.
بازتابی از برش مواد بر روی قدرت برش لیزر مورد نیاز تأثیر می گذارد. مواد بسیار بازتابنده ، مانند مس و آلومینیوم ، تمایل دارند که بیشتر انرژی لیزر را منعکس کنند ، به این معنی که قدرت بیشتری برای برش موثر از طریق آنها لازم است. از طرف دیگر ، مواد بازتاب کم ، مانند فولاد کربن ، انرژی لیزر بیشتری را جذب می کنند و امکان برش کارآمدتر در سطح انرژی پایین تر را فراهم می کند.
عوامل محیطی مانند دما ، رطوبت و فشار هوا نیز می توانند بر روند برش تأثیر بگذارند. به عنوان مثال ، رطوبت بالا می تواند باعث تراکم تجهیزات لیزر شود که می تواند بر کیفیت پرتو تأثیر بگذارد. به طور مشابه ، درجه حرارت بالا ممکن است برای اطمینان از عملکرد مداوم ، نیاز به تنظیم در تنظیمات برق داشته باشد.
ثبات منبع تغذیه لیزر برای حفظ عملکرد برش مداوم بسیار مهم است. نوسانات ولتاژ یا افزایش قدرت می تواند منجر به ناسازگاری در قدرت لیزر شود ، که ممکن است منجر به کاهش هایی شود که خیلی کم عمق یا خیلی عمیق باشند. منبع تغذیه پایدار تضمین می کند که لیزر در طی فرآیند برش ، تولید صحیح را حفظ می کند.
کیفیت بستر برش ، از جمله صاف بودن و پاکیزگی آن ، به طور مستقیم بر کیفیت برش تأثیر می گذارد. یک بستر برش پیچیده یا کثیف می تواند باعث شود که لیزر از تمرکز خارج شود و منجر به بریدگی های ناهموار شود. اطمینان از اینكه بستر از سطح و عاری از بقایای آن استفاده می كند ، قدرت برش لیزر و نتایج با كیفیت بالا را فراهم می كند.
سرانجام ، مهارت و تجربه اپراتور نقش مهمی در تعیین قدرت بهینه برش لیزر دارد. یک اپراتور باتجربه می تواند تنظیمات را بر اساس نوع مواد ، ضخامت و کیفیت برش مورد نیاز تنظیم کند ، در حالی که یک اپراتور با تجربه کمتر ممکن است برای یافتن تعادل بهینه تلاش کند و منجر به ناکارآمدی یا کاهش با کیفیت شود.
قدرت برش لیزر و سرعت برش از نزدیک مرتبط هستند ، زیرا هر دو بر کارایی کلی و نتیجه فرآیند برش تأثیر می گذارد. رابطه این دو به برش مواد و دستگاه خاص مورد استفاده بستگی دارد.
هنگامی که سرعت برش خیلی کم تنظیم شده است ، پرتو لیزر زمان بیشتری را برای هر نقطه از مواد می گذراند که می تواند باعث ایجاد گرمای بیش از حد شود. این منجر به آسیب حرارتی مانند تغییر رنگ ، پیچ و تاب یا حتی سوزاندن مواد می شود. همچنین می تواند به زمان برش کندتر و کاهش بهره وری کلی منجر شود.
از طرف دیگر ، تنظیم سرعت برش بیش از حد می تواند منجر به تحویل انرژی کافی به مواد شود و باعث کاهش ناقص یا کیفیت ضعیف شود. سرعت زیاد همچنین ممکن است منجر به افزایش عرض کرف شود ، که عرض برش است ، که به طور بالقوه باعث سوء استفاده یا نتایج نادرست می شود.
برای دستیابی به نتایج برش بهینه ، مواد مختلف به تنظیمات قدرت لیزر مختلف نیاز دارند. در زیر برخی از دستورالعمل های کلی برای تنظیمات برق لیزر توصیه شده برای مواد مختلف آورده شده است:
قدرت: 300W -4000W
ضخامت: حداکثر 25 میلی متر
قدرت: 500W -4000W
ضخامت: تا 20 میلی متر
قدرت: 1000W -3000W
ضخامت: حداکثر 10 میلی متر
قدرت: 1000W -2500W
ضخامت: حداکثر 8 میلی متر
قدرت: 1500W -3000W
ضخامت: حداکثر 6 میلی متر
قدرت: 1000W -3000W
ضخامت: حداکثر 10 میلی متر
قدرت: 2000w -4000W
ضخامت: حداکثر 6 میلی متر
قدرت: 1500W -4000W
ضخامت: حداکثر 8 میلی متر
قدرت: 200W -1000W
ضخامت: حداکثر 3 میلی متر
قدرت: 200W -500W
ضخامت: حداکثر 1 میلی متر
قدرت: 300W -1000W
ضخامت: حداکثر 2 میلی متر
قدرت: 1000W -3000W
ضخامت: حداکثر 5 میلی متر
قدرت: 500W -1500W
ضخامت: حداکثر 4 میلی متر
قدرت: 500W -1500W
ضخامت: حداکثر 3 میلی متر
قدرت: 1500W -5000W
ضخامت: حداکثر 12 میلی متر
قدرت: 100W -500W
ضخامت: حداکثر 10 میلی متر
قدرت: 100W -300W
ضخامت: تا 20 میلی متر
قدرت: 100W -200W
ضخامت: حداکثر 10 میلی متر
قدرت: 100W -200W
ضخامت: حداکثر 10 میلی متر
قدرت: 100W -200W
ضخامت: تا 15 میلی متر
انتخاب قدرت برش لیزر مناسب شامل در نظر گرفتن عوامل مختلف مانند ضخامت مواد ، ترکیب و کیفیت برش مورد نظر است. آزمایش تنظیمات قدرت مختلف برای تعیین ترکیب بهینه برای هر نوع و ضخامت مواد ضروری است. عواملی مانند Laser Beam Focus , به نوع گاز کمک می کند و سرعت برش در نظر گرفته شود. برای بهینه سازی روند برش نیز باید
برش لیزر چگالی قدرت به غلظت قدرت لیزر در یک منطقه خاص از مواد برش خورده اشاره دارد. با تقسیم قدرت لیزر بر اندازه نقطه پرتو تعیین می شود. چگالی قدرت بالاتر منجر به گرمایش شدیدتر می شود که برای برش مواد سخت تر و ضخیم تر ایده آل است. چگالی قدرت پایین برای مواد نازک تر یا نرم تر مناسب است.
مصرف برق یک برش لیزر به وات و زمان عملیاتی آن بستگی دارد. دستگاه های وات بالاتر به طور معمول انرژی بیشتری مصرف می کنند و هنگام کار دستگاه با ظرفیت کامل ، مصرف برق افزایش می یابد. دستگاه های برش لیزر معمولاً کارآمد عمل می کنند ، اما مصرف برق می تواند به یک عامل مهم در هزینه های عملیاتی بلند مدت تبدیل شود.
درک قدرت برش لیزر برای دستیابی به برش های با کیفیت بالا در مواد مختلف بسیار مهم است. تنظیم صحیح قدرت لیزر بر اساس نوع ، ضخامت و سرعت برش باعث می شود فرایند برش کارآمد ، مقرون به صرفه و دقیق باشد. با در نظر گرفتن عواملی مانند گازهای کمک ، کالیبراسیون دستگاه و مهارت اپراتور ، تولید کنندگان می توانند برای بهترین نتیجه ، فرآیند برش لیزر خود را بهینه کنند.
س: اگر از قدرت لیزر زیادی استفاده کنم چه اتفاقی می افتد؟
پاسخ: قدرت لیزر بیش از حد می تواند باعث گرم شدن بیش از حد شود و منجر به آسیب مادی ، لبه های بریده ضعیف و مناطق بیش از حد تحت تأثیر گرما شود.
س: آیا می توانم از همان قدرت لیزر برای مواد مختلف استفاده کنم؟
پاسخ: خیر ، مواد مختلف بر اساس ضخامت ، بازتاب و ترکیب آنها به تنظیمات قدرت لیزر مختلف نیاز دارند.
س: چگونه می توانم تنظیم برق مناسب دستگاه خود را بدانم؟
پاسخ: تنظیم برق مناسب به موادی که برش می دهید بستگی دارد. تنظیمات مختلف را روی مواد نمونه آزمایش کنید تا قدرت بهینه برای نیازهای برش خود را تعیین کنید.
