برش لیزری چیست

امروزه فناوری های نوین توانسته اند چهره صنعت را به طور کامل دگرگون کنند و یکی از مهم ترین و پرکاربردترین این فناوری ها، تکنولوژی برش با اشعه لیزر است. اگر بخواهیم به زبانی ساده اما فنی توضیح دهیم که برش لیزری چیست باید بگوییم که این فرایند یک روش جداسازی حرارتی است که در آن از یک پرتو نور بسیار متمرکز و تقویت شده برای ذوب کردن، سوزاندن یا بخار کردن مواد استفاده می شود. در این سیستم، انرژی الکتریکی به یک پرتو نوری با چگالی بالا تبدیل می شود و سپس توسط لنزها و آینه های مخصوص بر روی نقطه ای بسیار کوچک از قطعه کار متمرکز می گردد.

همچنین عدم تماس مستقیم ابزار برشی با قطعه کار در این روش، موجب می شود که تنش های مکانیکی روی قطعه ایجاد نشود و متریال اصلی دچار اعوجاج یا تغییر شکل نگردد. برای مهندسان و صنعتگرانی که به دنبال دقت میکرونی و سرعت بالا هستند، درک عمیق این که برش لیزری چیست و چگونه کار می کند، اولین قدم برای ورود به دنیای ساخت و تولید پیشرفته محسوب می شود. اگر شما به دنبال خدمات تخصصی در زمینه صنعت و مهندسی هستید، گروه صنعتی اقدم با بهره گیری از دانش روز و تجهیزات پیشرفته، می تواند راهنمای مطمئنی در این مسیر باشد. استفاده از گازهای کمکی مانند اکسیژن یا نیتروژن در کنار پرتو لیزر نیز یکی دیگر از جنبه های فنی این فرایند است که به خروج مواد مذاب از شیار برش کمک کرده و از اکسید شدن لبه ها جلوگیری می کند.

برش لیزر در صنعت خودرو

صنعت خودروسازی یکی از بزرگ ترین و پیچیده ترین صنایع جهان است که همواره به دنبال راه هایی برای افزایش سرعت تولید، کاهش هزینه ها و بهبود کیفیت نهایی محصولات خود بوده است. ورود تکنولوژی لیزر به این عرصه، انقلابی عظیم در خطوط تولید کارخانه های بزرگ خودروسازی ایجاد کرد. در گذشته، برش قطعات بدنه و شاسی خودروها با استفاده از پرس های مکانیکی سنگین و قالب های پرهزینه انجام می شد که علاوه بر زمان بر بودن فرایند ساخت قالب، انعطاف پذیری پایینی در برابر تغییرات طراحی داشتند.

اما با ورود سیستم های برش لیزر، خودروسازان توانستند با سرعتی باورنکردنی و بدون نیاز به ساخت قالب های فیزیکی جدید برای هر تغییر کوچک، قطعات پیچیده را برش دهند. این فناوری به ویژه در مرحله پروتوتایپینگ یا نمونه سازی اولیه بسیار حیاتی است، زیرا طراحان می توانند طرح های خود را به سرعت از نرم افزار به واقعیت تبدیل کنند و ایرادات احتمالی را قبل از تولید انبوه برطرف نمایند.

علاوه بر این، استفاده از ربات های بازویی مجهز به هد برش لیزر، امکان برش سه بعدی قطعات بدنه را فراهم کرده است که برای ایجاد سوراخ ها و برش های دقیق روی سطوح منحنی خودرو بسیار ضروری است.

کاربرد برش لیزر در صنعت خودرو سازی

در ساخت سیستم های ایربگ (کیسه هوا)، برش لیزری نقش حیاتی دارد. پارچه های مخصوص ایربگ باید به گونه ای برش داده شوند که لبه های آن ها کاملاً مهر و موم شده و ریش ریش نشوند تا در هنگام باز شدن انفجاری، دچار پارگی نگردند. لیزر با ذوب کردن لبه پارچه در حین برش، این مشکل را به طور کامل حل می کند. علاوه بر این، در تولید قطعات داخلی موتور مانند واشرها، چرخ دنده های ظریف و اجزای سیستم اگزوز نیز از لیزر استفاده می شود تا بالاترین میزان آب بندی و دقت ابعادی حاصل گردد.

 اگر علاقه مند به یادگیری طراحی چنین قطعات پیچیده ای هستید، استفاده از منابع معتبر مانند آموزش سالیدروک می تواند مهارت های شما را در مدلسازی دقیق برای فرایندهای لیزری ارتقا دهد.

در جدول زیر می‌توانید برخی از قطعات کلیدی خودرو که توسط برش لیزری تولید می‌شوند را مشاهده کنید:

مضرات دستگاه برش لیزر

هر تکنولوژی پیشرفته ای در کنار مزایای بی شماری که ارائه می دهد، خطرات و مضراتی نیز دارد که شناخت آن ها برای اپراتورها و مدیران صنایع حیاتی است. دستگاه های برش لیزر اگرچه ابزارهایی بسیار کارآمد هستند، اما در صورت عدم رعایت نکات ایمنی می توانند خطرات جدی برای سلامت انسان و محیط کار ایجاد کنند. یکی از بارزترین مضرات دستگاه برش لیزر، خطرات ناشی از پرتو مستقیم یا بازتاب شده آن است. اشعه لیزر، به ویژه در توان های بالا که برای برش فلزات استفاده می شود، برای چشم انسان بسیار خطرناک است.

نگاه کردن مستقیم به پرتو لیزر یا حتی بازتاب آن از روی سطوح براق، می تواند در کسری از ثانیه باعث سوختگی شبکیه چشم و نابینایی دائمی شود. متاسفانه بسیاری از پرتوهای لیزر صنعتی (مانند لیزر CO2) در محدوده مادون قرمز هستند و با چشم غیرمسلح دیده نمی شوند، بنابراین اپراتور ممکن است بدون اینکه متوجه شود در معرض تابش خطرناک قرار بگیرد. به همین دلیل استفاده از عینک های محافظ مخصوص که طول موج خاص لیزر را فیلتر می کنند، یک الزام قطعی و غیرقابل مذاکره در کارگاه های برش لیزر است.

مضرات برش لیزر فلزات

زمانی که تمرکز ما به طور خاص بر روی برش فلزات است، نوع خطرات و مضرات تغییر ماهیت داده و پیچیده تر می شود. یکی از جدی ترین مضرات برش لیزر فلزات، تولید بخارات، گازها و ذرات معلق سمی است. وقتی فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ، آلومینیوم یا آلیاژهای روکش دار (مانند گالوانیزه) تحت حرارت شدید لیزر ذوب و بخار می شوند، ترکیبات شیمیایی خطرناکی آزاد می کنند.

برای مثال، برش فولاد ضد زنگ باعث آزاد شدن کروم شش ظرفیتی (Hexavalent Chromium) می شود که یک ماده به شدت سرطان زا است و می تواند باعث آسیب های جدی به ریه و سیستم تنفسی اپراتور شود. همچنین برش فلزات گالوانیزه منجر به تولید بخارات اکسید روی می شود که استنشاق آن باعث بیماری موسوم به “تب دود فلز” با علائمی شبیه به آنفولانزا می گردد. این ذرات نانو متری به راحتی از ماسک های معمولی عبور کرده و وارد جریان خون می شوند. بنابراین وجود سیستم های تهویه مطبوع صنعتی و فیلتراسیون قوی در کنار دستگاه لیزر فلزات یک انتخاب نیست، بلکه یک ضرورت حیاتی است.

شاید برایتان جالب باشد: آراز لیزر

دقت برش لیزر چقدر است؟

یکی از اصلی ترین دلایلی که صنایع مختلف به سمت استفاده از تکنولوژی لیزر روی آورده اند، دقت خیره کننده آن است. اما واقعاً دقت برش لیزر چقدر است و چه عواملی بر آن تاثیر می گذارند؟ به طور کلی، دستگاه های برش لیزر مدرن قادرند به دقتی در حدود ۱۰ تا ۲۰ میکرون (۰.۰۱ تا ۰.۰۲ میلی متر) دست پیدا کنند. برای درک بهتر این عدد، باید بدانید که ضخامت یک تار موی انسان حدود ۷۰ تا ۱۰۰ میکرون است؛ یعنی دقت برش لیزر چندین برابر نازک تر از یک تار مو است.

این سطح از دقت باعث می شود که قطعات برش خورده با لیزر کاملاً با نقشه های طراحی شده در نرم افزار مطابقت داشته باشند و تلرانس های ابعادی بسیار بسته ای را پاس کنند. این ویژگی به خصوص در صنایعی مانند هوافضا، تجهیزات پزشکی و الکترونیک که حتی کوچکترین انحراف ابعادی می تواند منجر به شکست پروژه یا فاجعه شود، اهمیت حیاتی دارد. درک کامل اینکه برش لیزری چیست بدون شناخت این سطح از دقت و تکرارپذیری، ناقص خواهد بود. تکرارپذیری (Repeatability) به این معناست که اگر دستگاه هزاران قطعه مشابه را برش دهد، تمام آن ها با همان دقت میکرونی و کاملاً یکسان تولید خواهند شد.