نکات مهم در برش لیزری فلزات براق

برش لیزری فلزات با استفاده از دستگاه های لیزر صنعتی جایگاه ویژه‌ ای در اکثر صنایع پردازش فلزات دارد. آلومینیم، مس، برنج، نقره، طلا، استیل فلزات محبوبی هستند که در صنایع بی ‌شماری مورد استفاده قرار می‌ گیرند. وجه اشتراک تمام فلزات بالا خاصیت بازتابنده بودن آن ‌ها است که همین امر برش لیزری فلزات براق را به یک چالش تبدیل می‌ کند. چالش ‌هایی از قبیل مشکلات مربوط به کیفیت برش، ضخامت برش و آسیب به خود دستگاه برش  لیزری فلزات .

مشکلات برش لیزری فلزات براق

قطعا برایتان جای سوال دارد که چرا فلزات براق را نمی ‌توان به‌ سادگی سایر فلزات با دستگاه لیزر برش داد؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که این مشکلات مربوط به دو وجه از پردازش لیزری است که در زیر به آن می ‌پردازیم.

• خواص پرتو لیزر

برخی مشکلات مربوط به خواص اپتیکی پرتو نور لیزر، برش فلزات براق را مشکل می‌ کند.

 اصل کار پرتو لیزر در دستگاه لیزر صنعتی این است که به سطح مواد برخورد می ‌کند و انرژی آن توسط مولکول ‌های ماده جذب ‌شده و پیوند آن‌ ها را می ‌شکند و آن‌ ها را از هم جدا می ‌کند و بخشی که لیزر با آن برخورد کرده دچار ذوب و تبخیر شده و  برش در آن قسمت اتفاق می ‌افتد. بنابراین اگر سطح دارای مقداری بازتابندگی باشد آنگاه فلز به ‌مانند یک آینه، پرتویی که به آن برخورد می‌ کند را بازتاب می ‌دهد و عملا پرتو لیزر به داخل سطح نفوذ نمی کند و یا اینکه درصد کمی از انرژی آن جذب می شود و این کاملا به مقدار بازتابندگی سطح فلز دارد.  ا

ما مشکل اینجاست که پرتو بازتاب شده دقیقاً در همان جهت که تابیده شده بازتاب می ‌شود و به سمت دستگاه برمی ‌گردد و سبب آسیب جدی به عدسی دستگاه خواهد شد. این پدیده با نام انعکاس برگشتی معروف است و سبب وقفه‌ های مکرر در فرآیند برش می‌ شود و درنتیجه نسبت به درصد بازتابندگی سطح فلز منجر به برش‌ های بی ‌کیفیت شده و درنتیجه به خود دستگاه به خصوص قسمت هد دستگاه لیزر نیز آسیب می ‌رساند.

• تکنولوژی تولید لیزر دستگاه

درحالی ‌که اغلب فلزات بازتابنده درصدهای متفاوتی از نور تابیده شده با آن را منعکس می ‌کنند و این درصد بازتابندگی در فلزاتی همچون آلومینیوم و نقره تا 95 درصد می ‌رسد؛ یک عامل اصلی دیگر علاوه ‌بر خود ماهیت پرتو نور لیزر، نحوه تولید و ارسال پرتو توسط دستگاه لیزری است. لیزرهای برش اساساً از نوع CO2 و یا فایبر هستند. تولید پرتو لیزر در دستگاه CO2 توسط سورس دستگاه و انتقال آن به آینه ‌ها است که این آینه ‌ها پرتو را به سمت عدسی فرستاده و این انرژی را در یک  نقطه متمرکز می‌ کنند. این بازتاب پرتو در آینه ‌های دستگاه سبب می ‌شود طول ‌موج لیزرهای CO2 تا 10.6 میکرومتر را ساطع کند در مقایسه با لیزرهای فایبر این طول‌ موج در فلزهای براق بیشتر بازتاب می ‌شود.

 به‌ علاوه بازتاب به سمت عدسی و آینه ‌ها برمی ‌گردد و سبب آسیب به این بخش ‌ها می ‌شود. درحالی‌ که دستگاه لیزر فایبر برای تولید و ارسال پرتو از تشدید کننده ‌ها و سپس انتقال پرتو توسط کابل فیبر نوری به هد استفاده می‌ کنند. بنابراین سیستم آینه ‌ای وجود ندارد که نگران انعکاس آسیب به لنز باشید. طول ‌موج لیزرهای فایبر 1 میکرومتر است که این ویژگی سبب می‌ شود بازتاب به ‌طرز قابل ‌توجهی نسبت ‌به لیزر CO2 کمتر باشد زیرا طول موج ‌های کوتاه ‌تر نقاط کوچک ‌تر و متمرکزتری را ایجاد می ‌کنند.

رفع مشکل برش لیزری فلزات براق

برای جلوگیری از بازتاب لیزر در فلزات بازتابنده برخی اقدامات لازم است که اجرا شود. سطح فلزات منعکس ‌کننده را با یک لایه مواد که پرتو را جذب می‌ کند می ‌پوشانند. این یک راهکار خوب است که بر برش و کیفیت آن تاثیر گذار نیست و همچنین از تخریب هد دستگاه جلوگیری می‌ کند.

 علاوه‌ بر راهکار فوق، اغلب دستگاه ‌های برش لیزری مدرن با یک سیستم محافظتی تجهیز شده ‌اند که این سیستم در صورت انعکاس پرتو و رسیدن به سطح خطر لیزر را خاموش کرده، تا از تخریب لنز جلوگیری شود.  اگر پارامترهای برش به‌ درستی تنظیم شود احتمال آسیب ناشی از انعکاس پرتو به ‌طرز قابل ‌توجهی در لیزرهای CO2 کاهش پیدا می‌ کند و این دستگاه را قادر به برش موادی همچون آلومینیوم و نقره و سایر فلزات براق می ‌سازد.

 بااین ‌حال پیشرفت تکنولوژی دستگاه ‌هایی را معرفی کرده که در برابر چنین اتفاقاتی مقاوم هستند و آن‌ چیزی به‌ جز دستگاه لیزر فایبر نیست.

بهترین دستگاه برای برش لیزری فلزات بازتابنده

لیزرهای جامد فایبر سری نوین تجهیزات لیزری هستند که از کابل‌ های فیبر نوری به‌ جای سیستم آینه و گازهای منشا استفاده می ‌کند این سیستم مقرون‌ به‌ صرفه و سریع است و گزینه مناسبی برای برش مواد بازتابنده در نظر گرفته می‌ شود. ازآنجایی ‌که بخش آینه و لنز در این دستگاه حذف شده ‌است، خطر انعکاس پرتو و برخورد به تجهیزات برش وجود ندارد. بنابراین برای برش ورق‌ های نازک فلزاتی همچون آلومینیوم روشی ایمن و کارآمد است و می ‌توان درک کرد که چرا به یک گزینه مناسب برای پردازش این نوع از فلزات با ضخامت کم تبدیل شده‌ است.

بهترین روش برش فلزات منعکس کننده

بااینکه با معرفی لیزرهای مبتنی بر تکنولوژی فایبر تا مقداری مشکل برش لیزری این ‌گونه فلزات برطرف شده اما یک محدودیت وجود دارد. لیزر فایبر تنها بر روی ورق‌ های بسیار نازک و تا ضخامت 5 میلی ‌متر درست عمل می‌ کند، درصورتی‌ که ضخامت ورق فلزی بیش ‌از این مقدار باشد سرعت و کیفیت برش به ‌طرز قابل ‌توجهی کاهش می‌ یابد و دیگر برش لیزری گزینه مناسب نخواهد بود.  دراین‌ صورت گزینه دیگر مانند واتر جت بهترین عملکرد را خواهد داشت که در برش موادی تا ضخامت 23 میلی‌ متر را نیز می ‌تواند به ‌راحتی انجام دهد.

 امروز برش لیزری فرایند مهم پردازش فلزات در صنایع تولیدی است که از چالش ‌های مربوط به بازتاب پرتو رنج می‌ برد که سبب یک ‌روند ناپایدار و خاموش شدن‌ های خودکار و مخرب است. تنها درصورتی قابل رفع است که از فناوری فایبر و حفاظت سخت ‌افزاری در برابر انعکاس، آن ‌هم برای ورق‌ های نازک بتوان استفاده کرد.

فاکتورهای برش لیزری فلزات براق

از آنجایی که مهمترین بخش در برش لیزری اینگونه فلزات در ابتدای فرآیند است  و نحوه سوراخ کردن فلز برای ادامه برش الزامی است، برخی راهکارها را برای این قسمت باید به کار برد. سرعت دستگاه را کم کنید و برش را با حداکثر نرخ تغذیه شروع کنید تا خاموشی های ناگهانی را به حداقل برسانید.از حداکثر توان برای ایجاد سوراخ استفاده کنید. نقطه فوکوس دستگاه را تاجایی که کیفیت برش اجازه می دهد در نزدیکی سطح قرار دهید تا سطح درگیر با پرتو کوچک باشد و خیلی زود پرتو در ورق فلزی نفوذ کند.

در آخر می توانید از گازهای برش مانند اکسیژن برای مس و نیتروژن برای برنج برای اکسید کردن سطح فلز و کاهش بازتابندگی آن استفاده کنید.

 شرکت نوین تاک لیزر برترین و بزرگ ‌ترین ارائه ‌دهنده ماشین‌آلات لیزری در ایران است. دستگاه لیزر فایبر از عمده ‌ترین دستگاه‌های برش لیزری این مجموعه است که امکان برش هر نوع ورق فلزی را فراهم می‌ کند. برای کسب اطلاعات بیشتر با بخش کارشناسی فروش مجموعه از طریق شماره 02149063 در تماس باشید.