بررسی مهم ترین عوامل برش لیزری مس

بررسی مهم ترین عوامل برش لیزری مس; برش لیزری روشی کارآمد برای تولید قطعات و طرح ­های پیچیده برای کاربردهای صنعتی می ­باشد. از مواد آلی مانند چرم، چوب و کاغذ گرفته تا مواد غیر ارگانیک مانند فلزات و پلاستیک را می ­توان با استفاده از لیزر برش داد.

انعکاس و دمای ذوب و تبخیر یک ماده خاص تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی برش لیزری دارد. انعکاس بر توانایی ماده برای جذب انرژی از پرتو لیزر و دمای ذوب و تبخیر یک ماده بر توان و چگالی انرژی مورد نیاز برای تکمیل برش تأثیر می‌گذارند. مس و آلیاژهای آن موادی هستند که به دلیل تمایل به انعکاس نور مادون قرمز به سختی قابل برش با استفاده از لیزری می ­باشند. اما با نوع لیزر مناسب و تنظیمات مناسب می توان این کار را انجام داد و ما در این مقاله به بررسی مهم ترین عوامل برش لیزری مس خواهیم پرداخت.

تعریف برش لیزری مسی چیست؟

برش لیزری مس به معنی برش  یک قطعه کار مسی با استفاده از دستگاه برش لیزری می ­باشد. لیزرهای فیبر بهترین نوع برای برش مس هستند. مس به راحتی طول موج های آبی، بنفش و فرابنفش لیزرهای فیبر را جذب نماید. همچنین امکان برش لیزری مس با استفاده از لیزر CO2 وجود دارد. با این حال، مس یک کاندید طبیعی برای برش با لیزر CO2 نیست زیرا تمایل دارد طول موج های قرمز و مادون قرمز تولید شده توسط لیزر CO2 را منعکس نماید.

برای جبران جذب کمتر انرژی لیزر، ابتدا قطعه کار مسی باید با اسپری یا خمیر نشانگر فلزی پوشانده شود که قادر به جذب انرژی لیزر CO2 باشد. این فرآیند نسبت به برش مس با لیزر فیبر کارایی کمتری دارد. به همین دلیل، لیزرهای CO2 به طور کلی برای برش مس در زمینه برنامه های سرگرمی و مشاغل کوچک بهترین هستند. لیزر فیبر به دلیل کارایی و کیفیت برش برتر برای تنظیمات صنعتی مناسب تر می ­باشند. شکل شماره (۱) نمونه ای از مس برش داده شده توسط لیزر می ­باشد:

شکل شماره (۱)

چه مشکلاتی اغلب هنگام برش لیزری مس ایجاد می شود؟

در ادامه به مسائلی که بیشتر در حین برش لیزر مسی ایجاد می شود اشاره خواهیم نمود:

• مس جذب کم و بازتابش بالا در طول موج های مادون قرمز را نشان می دهد که منجر به برش لیزری ناکارآمد می­ گردد.
• بازتاب بالای مس می تواند به تجهیزات لیزر اپتیک آسیب برساند.
• مس بیش از ۹۵ درصد از تشعشعات مادون قرمز را در حالت جامد منعکس می­ نماید. این امر فرآیند برش را ناپایدار و کنترل آن را دشوار می­  گرداند. با گرم شدن و مذاب شدن انرژی بیشتری از طول موج های مادون قرمز جذب نموده و برش لیزری را آسان تر و کارآمدتر می ­نماید.

حتما مطالعه کنید : عوامل مرتبط با رسوب فلز بوسیله لیزر

برای مقابله با مشکل برش لیزر مسی، کاربران دو گزینه دارند. در مرحله اول، کاربران می توانند از لیزر فیبری استفاده نمایند که طول موج های کوتاه تری نسبت به برش لیزری مادون قرمز منتشر می­ نماید. در حالی که لیزرهای فیبر برای برش لیزری مس ترجیح داده می شوند، اما هزینه آنها بسیار بیشتر از لیزرهای CO2 می­باشد و ممکن است برای برخی از کاربران انتخاب اقتصادی نباشد. گزینه دوم این است که قطعات کار مس را با اسپری یا خمیر نشانگر فلزی بپوشانید تا بازتاب مس کمتر شود و قطعه کار مجبور به جذب انرژی از لیزر گردد.

کدام نوع برش لیزر در برش مس استفاده می شود؟

سه نوع اصلی از مواد برش لیزری وجود دارد: برش شعله، برش فیوژن و برش سابلیمیشن (همچنین به عنوان برش تبخیر شناخته می شود). بهترین نوع روش برش لیزری برای استفاده به مواد قطعه کار بستگی دارد. در ادامه به این سه نوع  با جزئیات بیشتر توضیح اشاره خواهیم نمود:

• برش شعله: از اکسیژن برای کمک به فرآیند برش لیزری استفاده می ­شود. این امر یک واکنش گرمازا برای کمک به گرم کردن قطعه کار ایجاد می­  نماید و اکسیدهایی را تشکیل داده که بازتاب مواد را کاهش می ­دهد. اکسیژن همچنین مقدار انرژی موجود در قطعه کار را افزایش می ­دهد.
• برش فیوژن: یک گاز بی اثر، مانند نیتروژن، برای بیرون راندن مواد مذاب از پوسته استفاده می­ شود. این امر به برش­ های تمیز و صاف کمک می­  نماید.
• برش تصعید (برش تبخیر): در این نوع ماده به سرعت گرم می­ شود که حداقل ذوب رخ دهد و در عوض، مواد مستقیماً تبخیر گردند. در این فرآیند برش از گاز محافظ برای جلوگیری از اکسید شدن لبه ­های قطعه کار استفاده می نماید.

برش شعله ­ای بهترین تکنیک برای برش لیزر مس است زیرا قطعه کار را گرم می ­نماید و سبب اکسیداسیون سطوح قسمت نزدیک برش می ­گردد. وجود اکسید مس باعث می ­شود که قطعه کار بازتابش کمتری داشته باشد و به آن اجازه می ­دهد انرژی لیزر را با کارایی بیشتری جذب نماید. معمولاً برای دستیابی به ابعاد و ظاهر مورد نظر نیاز به پس پردازش است زیرا برش با شعله بر روی قطعه سوراخ ایجاد می ­نماید.

منبع : سایت xometry