loading

برش لیزری (Laser Cutting) – مزایا و معایب

برش لیزری (Laser Cutting) - مزایا و معایب

“اولین قانون هر فناوری مورد استفاده در صنعت این است كه اتوماسیون اعمال شده برای یك راهکار موثر، بهره وری را افزایش می دهد. و قانون دوم این است که اتوماسیون اعمال شده در یک عملیات ناکارآمد، ناکارآمدی را افزایش می دهد.” – جو کایزر، مدیر عامل شرکت زیمنس

لیزر روی درخت سبز نمی شود!

پرتوهای لیزر (laser beams) به طور مناسب در سال 1960 تولید شد، هنگامی که تئودور مایمن، فیزیکدان برجسته آمریکایی با استفاده از یک کریستال یاقوت مصنوعی اولین نمونه ابتدایی (prototype) را ساخت که قادر به تولید پرتوی لیزر مستقیم بود. اما تنها در سال 1963 بود که مهندس برق، کومار پاتل، تکنولوژی برش لیزر گازی (Gas Laser Cutting) را با استفاده از گاز CO2 ابداع کرد و روند برش لیزری را ارزانتر و کارآمدتر نمود.

تلاش های پاتل به صنعت معدن این امکان را داد تا در سال 1965 یک کاربرد عملی ویژه به لیزر بدهد، یعنی برش و حفاری در معادن الماس. اندکی بعد در سال 1967، به لطف پیتر هولدکرافت، اولین نازل برش لیزری (laser cutting nozzle) با کمک گاز را تولید و امکان برش یک ورق فولادی به ضخامت 1 میلی متر را ایجاد کرد.

امروزه برش های لیزری CO2 ابزاری رایج برای برش و حکاکی مواد مختلف به شمار می رود، مانند مقوا، تخته سه لا، MDF یا اکریلیک. حالا بیایید نگاهی دقیق تر به این فناوری بیندازیم!

برش لیزری (Laser Cutting) در مقایسه با حکاکی لیزری (Laser Engraving)

حکاکی لیزری (Laser Engraving)برش و حکاکی با لیزر هر دو روش ساخت کاهنده هستند. فرآیند با یک جسم جامد آغاز می شود و پرتو لیزر مواد را از بین می برد و یک تصویر نهایی را تشکیل می دهد. با این وجود تمایزی خاص بین برش لیزر و حکاکی لیزری وجود دارد.

برش لیزری فرایندی با دقت بالا (high precision) است که در آن پرتو لیزر به سطح ماده برخورد می کند و آن را گرم می کند تا کاملا ذوب یا بخار شود تا برش تمیزی ایجاد شود.

حکاکی با لیزر فرآیندی کاملاً مشابه با برش لیزری است، اما از شدت اشعه لیزر کاسته می شود تا صرفا در سطح مواد اثری باقی بماند به جای اینکه تمام آن را برش دهید.

فرآیند برش لیزری

برش لیزری چگونه عمل می کند؟لیزرهای CO2 امروزه در بین سازندگان و متخصصان بسیار متداول هستند. بنابراین ربونیک نحوه عملکرد این نوع خاص لیزر را در اینجا به اختصار توضیح داده و مشروح کاربرد عملیاتی آن به وسیله ربات صنعتی را در جای دیگر ارایه می دهد. کلمه “لیزر” مخفف “تقویت نور توسط تابش تحریک شده” (light amplification by stimulated emission of radiation) است. این بدان معنا است که لیزر یک نور شدید است که از طریق آینه ها و لنزها تقویت می شود تا انرژی کافی برای برش هر ماده ای را تولید کند. اگر آن را به روش زیر تجزیه و تحلیل کنیم، درک یک فرآیند برش لیزری آسان می شود:

  • این پرتو توسط یک رزوناتور لیزری تولید می شود که یک لوله شیشه ای ضد هوا است و دو آینه رو به روی هم دارد. این لوله پر از CO2 و گازهای دیگر مانند هلیوم، نیتروژن و هیدروژن است. مخلوط این گازها توسط تخلیه الکتریکی یا دیودهایی فعال می شود که به صورت نور انرژی ساطع می کنند و توسط آینه ها به جلو و عقب منعکس می گردد.
  • هنگامی که پرتو تولید می شود، داخل سیستم حرکت کرده و توسط آینه های دیگر که به طور مناسب و استراتژیک قرار گرفته اند، در جهات مختلف هدایت می شود تا سر برش لیزر (laser cutter head) برسد.
  • سرانجام هنگامی که پرتو به سر برش لیزر می رسد، از یک لنز منحنی عبور می کند که قدرت لیزر را افزایش داده و آن را بر روی یک نقطه متمرکز می کند. با تنظیم برخی پارامترها مانند شدت پرتو و یا سرعت می توان به برش یا حکاکی لیزری دست یافت.

مزایا و معایب (Pros and Cons) برش لیزری

لیست مزایا و معایب برش لیزریفن آوری های دیگری مانند فرز CNC وجود دارد که می تواند نتایج مشابه برش لیزر یا حکاکی لیزری را بدست آورد. بنابراین ربونیک در اینجا لیست مزایای برش لیزری نسبت به سایر تکنیک ها را برای شما جمع آوری کرده است:

  • دقت بالایی که ارائه می دهد امکان حکاکی تصاویر با جزئیات بیشتر و داشتن برشهای تمیزتر را فراهم می کند.
  • سرعت تولید در این روش خیلی بیشتر است.
  • طیف گسترده ای از مواد قابل برش هستند، بدون اینکه به آنها کوچکترین صدمه ای وارد شود.
  • در مقایسه با دستگاههای CNC گزینه مقرون به صرفه تری است.
  • با هر نرم افزار برداری مانند (Autocad (DWG یا (Adobe Illustrator (AI سازگار است.
  • مانند خاک اره زباله ایجاد نمی کند.
  • استفاده از آن با تجهیزات مناسب بسیار ایمن است.

و از آنجا که همه چیز نمی تواند عالی باشد، در اینجا مواردی را به عنوان معایب در نظر گرفتیم:

  • برش مواد ضخیم تر دشوارتر است و یا به سرعت بسیار کمی نیاز دارد.
  • مواد با تراکم بالاتر (high density) مانند شیشه قابل برش با لیزر نیستند.
  • لبه های هر ماده ای را که می خواهید برش دهید می سوزاند.
  • برخی از مواد، مانند پلاستیک، می توانند هنگام برش با لیزر گازهای سمی ایجاد کنند.
  • سرعت تولید همیشه ثابت نیست و بستگی به ضخامت و تراکم مواد دارد.
  • برخی از برش های لیزری انرژی زیادی مصرف می کنند و هزینه تولید را افزایش می دهند.

نتیجه گیری

پیشرفت صنعت با اتوماسیون برش لیزریبرش به وسیله لیزر (و حکاکی با لیزر) یک فناوری بسیار جذاب و کاربردی است. از همه بهتر، این روزها چه از طریق خدمات تجاری-صنعتی و چه به عنوان دستگاه های ثابت، برای همه قابل دسترس است.

با این حال همانطور که مشاهده می شود، روند رو به پیشرفت این تکنولوژی هنوز کامل نشده است. قبل از اینکه بتوان آن را از سایر فناوری های مشابه مانند روترهای CNC برتر دانست، می بایست برخی از مسائل و چالش های آن حل شوند. هر ساله ماشین های قدرتمند و دقیق تری با ظرفیت های برش بهتر تولید می شوند، چنانکه انتظار می رود بسیاری از این معایب در آینده برطرف شود.

یکی از ماموریت های ربونیک برای تثبیت اتوماسیون صنعتی و پیشرفت در کیفیت، دقت و سرعت تولید در کارخانجات و کارگاه های سراسر کشور، بهینه سازی سلول های رباتیک برش لیزری و ارتقای خط تولید و در نتیجه افزایش بهره وری به وسیله این سلول هاست.

آموزشراهکار ها

automativehigh precisionhuman robot collaborationIndustry 4.0laser engravingproduct line optimizationrobotic manufacturingSmart FactorySmart Productionاتوماسیون برشاتوماسیون صنعتیبرش با لیزربرش لیزر گازیبرش لیزریبرشکاری لیزربهینه سازی تولیدبهینه سازی خط تولیدتکنولوژی رباتیکتولید هوشمندحکاکی با لیزرراهکارهای رباتیکربات KUKAربات برش لیزریربات صنعتیربات های صنعتیساخت رباتسلول رباتیکصنعت خودروفرآیند با دقت بالافرآیند برش لیزریفناوری رباتیککاربرد های رباتکارخانه هوشمندلیزرمزایا و معایبنوآوری رباتیک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *