۴ راه برای داشتن لبه های بهتر در برش لیزری

کیفیت لبه های بهتر در برش لیزری  امر بسیار مهم در انواع خدمات برش لیزر می­ باشد زیرا در ظاهر برش بسیار تاثیرگذار است البته این امر ذهنی می­ باشد زیرا ممکن است یک ماشین‌کار به یک قطعه برش لیزری نگاه ‌کند و متوجه ‌شود که کیفیت لبه آن خیلی خوب نیست. از طرف دیگر، یک جوشکار به همان قسمت نگاه کند و لبه­ای صاف، ثابت و با کیفیت بالا ببیند. صرف نظر از این، الزامات برنامه تعیین کننده کیفیت لبه می ­باشد.

 برای اطمینان از لبه برش بهتر، مجبورند پارامترهای برنامه برش مانند سرعت را تغییر دهند، اما این امر گاهی اوقات در گوشه­ های تیز، خطاهایی را ایجاد می ­نمود.

از اواخر دهه ۱۹۹۰ و اوایل دهه ۲۰۰۰ خیلی چیزها تغییر کرده است. لیزرهای برش به حدی تکامل یافته‌اند که در بسیاری از موارد، حتی قطعات ضخیم بیرون‌آمده از بستر برش بدون نیاز به تغییر دستی پارامترها می‌توانند از عملیات‌های ثانویه خلاصی رد شوند. این پیشرفت‌ها عمدتاً از پیشرفت‌ها در چهار زمینه حاصل شده است: کیفیت مواد، فناوری نازل، کنترل فرآیند و کیفیت پرتو. شکل‌های شماره (۱) و (۲)

شکل شماره (۱): پیشرفت در سیستم های کنترل، نظارت بر فرآیند، و کیفیت پرتو، لبه های برش را حتی در مواد بسیار ضخیم بهبود بخشیده است.

شکل شماره (۲): لیزرهای امروزی می‌توانند ضخامت‌های مختلفی را در بسیاری از مواد برش دهند و به کیفیت لبه‌ای بسیار خوب، صاف و یکدست دست یابند، به طوری که نیازی به اصلاح آن از طریق عملیات ثانویه‌ نمی­ باشد.

عوامل موثر در کیفیت لبه های بهتر در برش لیزری

1. مواد بهتر

در ۱۵ سال گذشته، لیزرهای پرقدرت به سازندگان اجازه داده­اند تا مواد ضخیم ­تر را برش دهند، اما گاهی اوقات کیفیت لبه ها آسیب می بیند. در اوایل به دست آوردن مواد ضخیم با سطح و لبه­ای صاف بسیار دشوار بود. تولیدکنندگان فولاد شاهد افزایش تقاضا بودند و شروع به تولید مواد با درجه لیزر بیشتری برای تولیدکنندگان کردند. امروزه یک ماده با کیفیت به راحتی برای شرکت هایی که فولاد ۰.۵ اینچی (۱۲.۷ میلیمتر) و حتی ضخیم تر را پردازش می کنند در دسترس است.

آیا به ارائه دهنده خدمات برش لیزری نیازمندید ؟؟!!! می توانید با مرکز خدمات برش لیزر فلزات ، لیزر پالس تماس بگیرید و از مشاوره رایگان با کارشناسان فنی این مجموعه استفاده نمایید.

2. نازل های بهتر

توانایی ماشین‌های لیزری پرقدرت برای برش مواد ضخیم‌تر، نازل‌های برش را نیز مجبور به پیشروی می‌­نماید. پیشرفت‌ها شامل نازل‌های جریان کواکسیال برای برش فولاد با اکسیژن بود. هنگام برش با اکسیژن، جریان گاز کمکی بسیار کم است. (۰.۵ تا ۲.۰ فوت مکعب در دقیقه (CFM)). نازل­های کواکسیال یا دوتایی جریان صاف و یکنواخت گاز را به داخل برش می­دهند و کیفیت لبه خوبی را در فولادی با ضخامت ۰.۵ تا ۱.۲۵ اینچ ایجاد می­نمایند.

این فناوری با برش اکسیژن متوقف نشد. برش گاز کمکی نیتروژن به دلیل توانایی لیزر پرقدرت برای برش با سرعت بالا در مواد نازک محبوبیت بیشتری پیدا کرد. برش نیتروژن لبه‌ای بدون اکسید باقی گذاشت که آماده جوشکاری یا رنگ‌آمیزی بود.

نقطه ضعف نیتروژن این بود که برای برش مواد به جریان بسیار بالایی از گاز نیاز داشت، بنابراین برای برش در سرعت­های بالاتر و در مواد ضخیم­تر به یک نازل با قطر بزرگ و منبع نیتروژن با فشار بالا نیاز می­بود. برای رفع این مشکل، پیشرفت‌های نازل به ایجاد دینامیک جریان بهینه کمک کردند. زوایای مخروط داخل نازل جریان کواکسیال را برای برش با فشار بالا با کمترین میزان تلاطم در خود ناحیه برش ایجاد می­کند. این تحقیق و توسعه نقش بزرگی در این امکان داشت که لیزرها قطعات را با استفاده از نیتروژن برش دهند و آنها را بدون ذرات و با لبه‌ای صاف و یکدست باقی بگذارند.

3. کنترل بهتر فرآیند

همانطور که لیزرها قدرتمندتر شدند و شروع به برش مواد ضخیم­تر کردند، دستیابی به یک قطعه بدون ریزش با کیفیت لبه خوب دشوارتر شد. لیزرهای پرقدرت توانستند مواد نازک را با سرعت بالا با استفاده از نیتروژن به عنوان گاز کمکی برش دهند و لبه‌ای بدون اکسید باقی بگذارند. با این حال در اوایل، برخی از این قطعات هنوز به عملیات ثانویه نیاز داشتند تا تکه‌های کوچکی از پیلیسه­های باقی مانده در گوشه‌های تیز را از بین ببرند. برای حذف سوراخ ثانویه، برنامه نویسان باید شرایط را تغییر دهند تا از توان، و فرکانس کمتری در هر گوشه استفاده نمایند. این کار زمان زیادی را در بخش برنامه‌نویسی می‌برد،  بنابراین آنها به زودی متوجه شدند که تمیز کردن لبه‌ها پس از برش به جای صرف این زمان برای برنامه‌نویسی کارآمدتر است.

کنترلرهای امروزی همه اینها را خودکار می­ کنند. آنها میزان قدرت و فرکانس را برای پایین آمدن بر اساس سرعتی که سر در یک گوشه حرکت می‌کند محاسبه می‌کنند و با شتاب گرفتن از گوشه، سطح شیب دار را افزایش می‌دهند. انجام این کار از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می­نماید و از تشکیل دانه­ های تفاله در گوشه­ ها جلوگیری می­ نماید. شکل شماره (۳)

شکل شماره (۳): کنترل‌کننده‌ها از نظارت فرآیند برای شناسایی ویژگی‌های سوراخ‌کردن و برش در زمان واقعی استفاده می‌کنند. آنها تغییرات لازم را برای ارائه بهترین کیفیت لبه، حتی در اطراف گوشه های تیز انجام می دهند.

کیفیت پرتو لیزر با محصول پارامتر پرتو یا BPP (Beam Parameter Product) اندازه گیری می­شود. لیزرهای CO2 به طور کلی دارای BPP  ۸ تا ۹ میلی­متر هستند که به لیزر اجازه می­دهد فولاد ضد زنگ و آلومینیوم را با کیفیت لبه بسیار خوب برش دهد. لیزرهای فایبر به طور کلی دارای BPP  ۱ تا ۳ میلی­متر هستند که به لیزر اجازه می­دهد تا مواد نازک تر را خیلی سریع برش دهد. اما کیفیت لبه در مواد ضخیم­تر بدتر می­شود. به همین دلیل است که لیزر CO2 انتخاب سازندگانی بوده است که مواد ضخیم­تر را پردازش می­کنند.

با این حال، فناوری جدیدی در حال ظهور است که خواص پرتو لیزر فایبر را تغییر می‌دهد و به آن اجازه می‌دهد فولاد نرم ضخیم را با همان کیفیت CO2 و در عین حال با نصف وات برش دهد. این به سازندگان اجازه می‌دهد تا یک لیزر فایبر برای پردازش طیف وسیعی از انواع مواد و ضخامت‌های خود، بدون اپتیک خاص تغییر لنز، خریداری کنند.

لازم به ذکر است تکنولوژی لیزر همواره در حال تغییر است و سیستم‌های سریع‌تر و کارآمدتر به ظهور ادامه می‌دهند و هنوز چیزهای بیشتری در راه است.