برش لیزری سه بعدی فلزات

برش لیزری سه بعدی فلزات

فناوری برش لیزری دو بعدی و سه بعدی که روی فولاد، فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل، آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم اعمال می شود، انعطاف پذیر، مقرون به صرفه، سریع و دقیق است. این فناوری در ایتالیا و دقیقتر در تورینو در اوایل دهه 1980 اختراع شد و یک رویکرد و روش کار جدیدی را معرفی کرد.

امروزه تقریباً در همه بخشهای صنعتی از فناوری برش لیزری سه بعدی استفاده می شود. دستگاههای برش لیزر سه بعدی عمدتاً برای تولید قطعات در بخشهای خودرو، هوافضا، روشنایی و انرژی استفاده می شوند. مزایای قابل توجه لیزر مانند تنوع گسترده، سرعت ماشینکاری و کیفیت زیاد، زنجیره تولید را به طور کلی ساده می کند.

برش لیزری سه بعدی زمان شروع تولید را بسیار کوتاه می کند، قطعات فشرده یا کشیده شده را پیرایش و تکمیل می نماید و هنگامی که استفاده از قالب های پیرایش مناسب نیست، برش لیزری سه بعدی راه حل مناسبی از نظر فنی و اقتصادی است.

شرکت سروسازه لیزر با بهره گیری از دستگاه های مدرن و متخصصین با تجربه در این زمینه، انواع برش های لیزری سه بعدی را با دقتی بی نظیر ارائه می دهد.

3d-steel-cutting3

مزایای برش لیزری سه بعدی

برش لیزری سه بعدی مزایا و کاربرد های فراوانی دارد. دستگاه های برش لیزری فایبر مواد را از 0.001 اینچ تا بیش از 0.5 اینچ (با سرعت تغذیه کندتر) جابجا می کنند و طیف وسیعی از مواد از جمله پلاستیک، شیشه، چوب و تمام فلزات را برش می دهند. برش لیزری بسیار دقیق است.

حداقل اندازه روکش می تواند به اندازه 0.006 اینچ باشد و با لیزر فایبر، پرتو را می توان به طور دقیق در سه بعد قرار داد. ناحیه کوچک تحت تأثیر حرارت لیزر باعث کاهش اعوجاج و پیچ خوردگی احتمالی ورق در حال برش می شود و لبه برش خورده معمولاً سطح با کیفیت بالا و کمترین آلودگی مواد را به نمایش می گذارد.

برش لیزری سه بعدی می تواند قطعه را قبل از برش شکل دهد، که در بسیاری از موارد منجر به سرعت تولید سریعتر و به طور کلی قطعه نهایی قوی تر می گردد. با وجود این دانسته ها، مزایای برش لیزری سه بعدی را به صورت زیر خلاصه می کنم:

1- سرعت زیاد
2- کیفیت بالا
3- تطبیق پذیری و تنوع بسیار زیاد
4- دقت بالا
5- امنیت
6- عدم نیاز به اپراتور
7- مصرف انرژی کم

دقت و توانایی برش لیزری سه بعدی

مزیت بزرگ برش لیزری سه بعدی نسبت به روشهای سنتی برش این است که در زمان و هزینه صرفه جویی می کند. شرکتی که نیاز به سفارش زیاد در یک بازه زمانی کوتاه دارد، از برش لیزری سه بعدی بیشتر از هر روش دیگری بهره می برد. دوره زمانی که یک پروژه برش معمولی حدود یک ماه به طول می انجامد، می تواند با استفاده از فناوری لیزر سه بعدی به چند روز کاهش یابد.

سازندگان معمولاً از لیزرهای سه بعدی به عنوان راه حلی برای انجام سفارش های سریع استفاده می نمایند. در نهایت، هرچه کار پیچیده تر باشد و دقت بیشتری بخواهد، استفاده از لیزر سه بعدی بهتر خواهد بود.

لازم به ذکر است که شرکت سروسازه لیزر می تواند با بهره گیری از فناوری برش لیزری سه بعدی فلزات، سفارش های شما را در کوتاه ترین زمان ممکن به انجام برساند.

لیزر های مورد استفاده

برش لیزری از یک پرتو بسیار منسجم از نور متمرکز بر روی ورق فلزی، با قدرت اعمال شده استفاده می کند، به طوری که مواد یا ذوب می شوند، یا می سوزند، یا بخار می شوند و یا توسط یک گاز دمیده می گردند. برش لیزری سه بعدی امکان تشکیل سریع قطعات پیچیده با نرخ تولید بالا را فراهم می کند، در حالی که برش های لیزری دو بعدی برای ورق های مسطح و همچنین ورق های فلزی ساختمانی و لوله کشی استفاده می گردند.

لیزرهای صنعتی برای برش فلز به طور کلی دو نوع هستند، لیزر های گاز CO2 یا فایبر حالت جامد. لیزرهای فایبر دارای مزایای بیشتری از نظر قدرت، انعطاف پذیری و دقت می باشند، اما صرف نظر از تکنولوژی مورد استفاده، برش لیزری سریع و دقیق است. اگرچه فناوری بهینه برای یک برنامه کاربردی به پارامترهای برنامه بستگی دارد، تعداد کمی از فرایندهای تولید با توجه به سرعت، دقت و هزینه برش می توانند با برش لیزری سه بعدی مقایسه شوند.

شرکت سروسازه لیزر هم در بخش خدمات برش لیزری سه بعدی خود از دو دستگاه مذکور بهره میبرد. این دستگاه ها به روز ترین نوع خود هستند و برش با کیفیتی را ارائه می دهند.

تفاوت بین برش لیزری دو بعدی و سه بعدی

در این بخش فناوری برش لیزری دو بعدی و سه بعدی در دو دستگاه CO2 و فایبر مقایسه می شود.

لیزر فایبر دو بعدی

محدوده کار لیزر فایبر دو بعدی اختیاری است: 100*100 میلیمتر، 150*150 میلیمتر، 200*200 میلیمتر و به طور کلی 300*300 میلیمتر بزرگترین محدوده کار است. حال سؤالی که پیش می آید اینست که چرا محدوده کاری اختیاری می باشد؟ همانطور که گفتم، برای قدرت یکسان پرتو، هر چه مساحت کار بزرگتر باشد، پرتو لیزر ضعیف تر خواهد بود.

کاربرد لیزر فایبر دو بعدی

لیزر دو بعدی فقط دارای محور X و Y است، و محور Z ندارد. به همین دلیل است که حداکثر توان آن قابلیت برش یا حکاکی با عمق فوکوس 1.5 میلی متر در 1.5 میلی متر دارد. در طول عمق فوکوس، قدرت پرتو لیزر تقریباً یکسان است. در اندازه فوکوس بیشتر یا کمتر، قدرت لیزر تغییر می کند. وقتی عمق فوکوس بیشتر می شود، نقطه تمرکز تغییر می نماید، به همین دلیل است که نمی تواند عمیق تر گردد.

اکنون کاربرد آن را به طور خلاصه بیان می کنم:

  • ایجاد سطحی با محدوده 300*300 میلیمتر
  • حکاکی عمیق و غیر برجسته، بهترین محدوده 100*100 میلیمتر و حداکثر محدوده 150*150 میلیمتر
  • برش ورق فلز نازک مانند نقره، طلا و برنز، با حداکثر محدوده 100*100 میلیمتر، که اساساً ورق با ضخامت 1.5 میلیمتر و کمتر از آن را برش می زند.

کاربرد لیزر سه بعدی:

لیزر سه بعدی 3 محور دارد و زیر سرپوش آن آینه ای وجود ندارد که بر طبق تغییرات نقطه فوکوس حرکت کند. در نتیجه فوکوس همیشه بر روی سطح ورق است. به همین دلیل است که می تواند عمیق تر از لیزر دو بعدی حک کند. سرپوش لیزر دو بعدی کوچک است که فقط 2 آینه دارد، یکی جهت X و دیگری جهت Y. سرپوش لیزری سه بعدی بزرگتر است، زیرا دارای 3 آینه است و آینه محور Z می تواند حرکت کند. از اینرو حداکثر محدوده کار لیزر سه بعدی 600*600 میلیمتر است.

فرآیند برش لیزری سه بعدی فلزات چگونه است؟

در ابتدای کار ، گاز سرویس هوای فشرده بود. پس از آن ، از اکسیژن برای واکنش اکسیداسیون استفاده شد که به طور قابل توجهی به گرم شدن و ذوب فلز کمک کرد و باعث ذوب مواد ضخیم تر شد. حتی اخیراً و با افزایش قدرت موجود ، نیتروژن – یک گاز بی اثر که در تولید گرما دخیل نیست – به دلیل ویژگی عدم تغییر (اکسیداسیون) سطح برش به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.( اکسیژن تا حدی باعث سوختگی سطح فلز می‌شود.) مزیت استفاده از نیتروژن این است که قطعات ماشینکاری شده را می توان مستقیماً بدون نیاز به آماده سازی بیشتر رنگ آمیزی کرد.

با توجه به کل فرایند تولید ، هزینه برش با نیتروژن بیشتر است زیرا نیتروژن گرانتر از اکسیژن است و برای حفظ حداکثر ضخامت قابل اجرا نیاز به قدرت بسیار بیشتری دارد.

بنابراین ،هزینه سرمایه گذاری اولیه بالاتر بر هزینه ساعتی سیستم و هزینه های تولید تأثیر می گذارد. مزایای هر یک از دو گزینه را می توان با استفاده از نرم افزار Protube – ابزارهای دقیق برآورد زمان و هزینه تولید -ارزیابی کرد. تولیدکنندگان از سیستم های برش لیزری Protube را یک ابزار ضروری روزمره می دانند.

این که آیا با هوای فشرده ، اکسیژن یا نیتروژن بریده شود ، در همه موارد ، کارایی و کیفیت نتیجه به نحوه دمیدن گاز کمکی در شیار برش بستگی دارد : فشار تامین شده ، اما مهمتر از همه شرایط جریان. هرچه گاز جریان خطی را با کمترین تلاطم تا حد ممکن حفظ کند ، خروج فلز مذاب از شیار برش و در نتیجه کیفیت خود برش کارآمدتر است.

در برش مواد ضخیم ، جریان گاز باید عمیقاً نفوذ کند – در یک شیار باریک – و جریان آن ناگزیر متلاطم می شود ، قبل از اینکه از طرف مقابل همراه با فلز مذاب خارج شود. در سال های اخیر ، راه حل های فنی برای بهبود روند با گسترش شیار برش برای تسهیل ورودی کمک گاز و کمک به دستیابی به بهترین جریان خطی ممکن ارائه شده است.

3d-steel-cutting4

پرتو برش سه بعدی فلزات

تا کنون مشخص نکرده ایم که پرتو لیزر از کدام جهت نسبت به سطح برش عمل می کند. بهترین جهت ممکن عمود (عمود بر سطح) است.

در این پیکربندی ، جریان گاز متمرکز شده و به بهترین شکل به شیار برش نفوذ می کند. هیچ طرف ترجیحی و یا اثرات نامتعادل فشار به دلیل تلاطم های اطراف شیار وجود ندارد ، ناشی از قسمتی از گاز است که نمی تواند وارد شود و بنابراین به ناحیه نزدیک آن برخورد می کند.

این پیکربندی تمام ماشین آلات برش ورق فلزی به استثنای موارد نادر است. لیزر روی سطحی صاف و دو بعدی (2 بعدی) حرکت می کند و همیشه عمود بر آن سطح برش می زند.

نیاز به برش ضخامت بیشتر در سرعتهای برش بیشتر در طول زمان با افزایش تدریجی قدرت و با قابلیت افزایش قطر پرتو لیزر و در نتیجه عرض شیار برطرف شده است. این امر در کنار هم عملکرد گاز کمکی و تکمیل لبه های برش را تسهیل می کند.

3d-steel-cutting5

برش لیزری سه بعدی لوله و پروفیل

حال ، بیایید از ورق به برش لوله برویم: وضعیت بطور قابل توجهی تغییر می کند. ما دیگر با خطوط برش مسطح روبرو نیستیم ، بلکه با حرکت لیزر در فضا در اطراف یک جسم- ضخامت آن ، و یک پروفیل شامل شعاع و لبه ها ، سطوح محدب و زاویه های مقعر ، که بعداً معمولاً برای بخشهای خاص استفاده می شود ، روبرو هستیم.

تنوع پیکربندی بین پرتو لیزر و سطح لوله عواقبی بر روند برش دارد و برای اطمینان از کارایی فرآیند باید در نظر گرفته شود. بنابراین ، فاصله نازل ، موقعیت فوکوس (جایی که به صورت پویا قابل تنظیم است) ، توان مورد نیاز بزرگترین ضخامت موجود ، مطابق با شعاع ها ، و در نتیجه سرعت برش نیز باید دائماً تغییر کند. همه اینها باید با هم کار کنند تا از لکه های سوخته و از دست دادن برش جلوگیری شود.

به این عوامل ، تنظیم مقدار کج شدن سر لیزر در هنگام برش را هم اضافه می کنیم ، به طوری که پرتو در جهت غیر متعامد به سطح برخورد می کند. ما این لیزرکاری را را به عنوان برش لیزری سه بعدی می‌شناسیم.

3d-steel-cutting

برش لیزری فلزات با زاویه 45 درجه

این گزینه ماشینکاری اضافی موجود در ماشینهای مجهز به سر لیزر کج ، مخصوصاً برای ماشینکاری ضخامتهای بالاتر مفید است. با برش سه بعدی امکان ایجاد برش با زاویه تا 45 درجه وجود دارد. به عنوان مثال ، برای به دست آوردن تکیه گاههای دقیق در بین چندین لوله یا برش های “چاقو” برای تسهیل مرحله بعدی جوشکاری ، زیرا که فضا را برای مواد جوش ایجاد می کنند.

چیزی که بیشتر چالش برانگیز است ، اما به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد ، جوشکاری بدون مواد پرکننده است . این جوش زمانی نیاز است که فاصله بین لبه های جوش داده شده به طور معقول دقیق و ثابت باشد.

با این حال ، چنین برش هایی مشکلاتی را ایجاد می کند و به راه حل های فنی خاصی نیاز دارد. قابلیت کج شدن سر نسبت به سطحی که به صورت سه بعدی برش داده می شود ، باعث می شود ضخامت برش واقعی بیشتر از ضخامت اسمی شود ، تا حداکثر برش مورب 45 درجه ، زاویه ای که در آن باید عمق نفوذ لیزر را در نظر گرفت و حساب کرد و گاز کمکی باید در رادیکال دو ضرب شود.

برش لیزری فلزات
برش لیزری فلزات

فوکوس در برش لیزری سه بعدی فلزات

همچنین باید موقعیت فوکوس را تغییر دهید ، که این مسئله در قطعات با هندسه های مخلوط دو بعدی و سه بعدی ایجاد می شود. اگر بتوان موقعیت فوکوس را به صورت پویا تنظیم کرد ، می توان با تغییر ارتفاع فوکوس از یک هندسه به هندسه دیگر ، همه موارد را به طو موثر پوشش داد ، در غیر این صورت لازم است از قبل پیکربندی ارتفاع فوکوس را با پیامد کاهش عملکرد و کیفیت یا بهره وری انجام دهیم.

اثر بیشتر اما قابل توجه کج شدن سر ، عدم دقت هندسی قطعات است ، مگر اینکه به طور مناسب مدیریت شود. “kerf” که قطر تیر و در نتیجه عرض شیار برش است ، از نظر زاویه برخورد متفاوت است. این نتیجه مستقیم شکل لیزری است که از سر برش خارج می شود مخروطی است و استوانه ای نیست ، بنابراین اثر متفاوت را با تغییر شیب تعیین می کند.

این پارامتر باید جبران شود در غیر این صورت طول قطعه تغییر می کند و در صورت مطابقت با قسمت دیگر محکم چفت نمی‌شود ، بنابراین مانع جوشکاری بدون مواد پرکننده می شود یا در موارد حیاطی در نتیجه برش زیبایی کار را به خطر می اندازد.

فوکوس در برش لیزری سه بعدی فلزات
فوکوس در برش لیزری سه بعدی فلزات

برش فلزات در صنایع مختلف هر کدام به نحوی کاربرد دارد. از کاربرد های آن به چند مورد در ذیل اشاره می کنیم:

1- استفاده از برش لیزری فلزات در صنعت ساختمان جهت ساخت درب های آهنی، ریل آسانسور، قاب پنجره و … استفاده کرد.

2- استفاده از برش لیزری جهت ساخت المان های دکوراتیو مانند انواع پارتیشن های فلزی، تابلو های فلزی برش خورده و …

3- یکی از بزرگترین و مهم ترین کاربردهای برش لیزری فلزات استفاده از آن در صنایع مختلف مانند خودروسازی، صنعت ساخت دستگاه ها و ماشین آلات است. در این صنایع برای سخت بدنه دستگه ها و قسمت هایی از ماشین از برش لیزری فلزات استفاده می کنند.

کیفیت برش تحت تأثیر نحوه ورود گاز کمکی به شیار برش هم قرار می گیرد. با افزایش شیب برش تا حد 45 درجه نسبت به صفحه عمودی ، گاز با زاویه ای از سطح یک طرف نسبت به طرف دیگر برخورد می کند.

در یک طرف (زاویه مبهم) گاز به جای ورود به شیار بر روی سطح لوله تمایل به سر خوردن دارد ، در حالی که در طرف دیگر (زاویه حاد) باعث تلاطم بیشتر می شود. در نتیجه ، بهره وری گاز کمتر و فرایند پایداری کمتر خواهد بود.

در نهایت ، بیایید آخرین عامل مهم اما کم اهمیت را در خطاهای شکل لوله برش لیزری سه بعدی و تغییر شکل محور لوله ، که از قبل وجود داشته یا ناشی از موقعیت کنسول لوله در حین برش است ، در نظر بگیریم.

وقتی لوله را می توان در حین ماشینکاری به صورت عمودی نگه داشت و اندازه گیری کرد تا خطاهای ناشی از تغییر شکل های موجود جبران شود ، قطعات دقیق تری بدست می آید. برعکس ، بدون این اقدامات ، خطا های گسترده تر وجود دارد و انتظار می رود تعداد بیشتری از قطعات نهایی رد شود.

فهرست
×

سلام.

جهت برقراری ارتباط می توانید با شماره تلفن 02166155094 تماس حاصل فرمایید.

یا بر روی پشتیبانی کلیک فرمایید.

×