لیزرها امروزه یکی از پرکاربردترین ابزارها در تولید هستند. به ویژه اینکه تولید مواد افزودنی و صنعتی به مهندسان این امکان را می دهد تا ویژگی ها و طرح های پیچیده تری برای محصول ایجاد کنند، و همچنان قابلیت تحمل بالای آنها را حفظ نمایند. برش فلزات بوسیله لیزر می تواند ویژگی های خوبی را ایجاد کند، که ساخت آنها با استفاده از تجهیزات ماشینکاری سنتی دشوار یا غیرممکن است.
برش های لیزری فوق العاده تمیز و بدون لکه یا اثر حرارتی روی مواد هستند و در نتیجه نیازی به مراحل تکمیلی ثانویه برای برطرف کردن این عیوب ندارند. فرآیندهای لیزری در حال تبدیل شدن به فناوری های تولیدی برای تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی است، زیرا آنها محصولات کوچکتر و پیشرفته تر که مورد نیاز صنعت پزشکی است، را طراحی می کنند.
در زیر هفت برنامه کاربردی برای لیزر در تولید آورده شده است:
1- حکاکی با لیزر
لیزرها به طور فزاینده ای برای چاپ شماره های شناسایی منحصر به فرد (UID) بر روی قطعات و محصولات استفاده می شوند، که به آنها امکان می دهد در صورت فراخوانی به راحتی قابل ردیابی باشند. علامت های لیزری بسیار بادوام هستند و برای دستگاه های پزشکی می توانند بسیاری از چرخه های نابودسازی ابزار را تحمل کنند. هر نوع اطلاعات قابل خواندن برای انسان و بارکدها، از جمله کدهای دسته ای و حتی طراحی، می توانند بر روی محصولاتی با هندسه قسمت صاف یا خمیده با لیزر حکاکی شوند.
2- بافت سطحی
لیزرها می توانند بافت یا ریزساختارهای طرح دار روی سطوح اجزا یا محصولات ایجاد کنند، که عملکرد فیزیکی مانند میزان سایش، چسبندگی، ویژگی های نوری و ظرفیت بار را بهبود می بخشد. بافت ریز لیزری می تواند زبری روی ایمپلنت های پزشکی ایجاد نماید، که باعث می شود بافت یا استخوان جدید راحت تر درگیر شده و به ایمپلنت جدید تبدیل گردد. الگوهایی با ویژگی های کوچک 10 میکرومتر را می توان بوسیله لیزر با وضوح عمق بسیار بالا تولید کرد.
3- فرسایش لیزری
این روش استفاده از لیزر اساساً مواد را با دقّت زیاد با استفاده از پرتو لیزر بخار می کند. طول پالس، طول موج و شدت با توجه به مواد در حال پردازش تنظیم می شود. فرسایش مخصوصاً برای ماشینکاری مواد حساس مانند نانومواد یا مواد ابررسانا مفید است، زیرا این روش غیر تماسی ساختار مواد را تغییر نمی دهد، یا با سایش یا حرارت به سطح آن آسیب نمی رساند.
4- سوراخ کردن
لیزرها در حفر سوراخ هایی به اندازه میکرون در طیف وسیعی از مواد، از جمله فلزات، پلیمرها و سرامیک، فوق العاده دقیق عمل می کنند. مت نیپر، مدیر توسعه محصول شرکت Laser Light Technologies می گوید: “بسیاری از قطعات تولید شده امروزه نیازمند ویژگی های میکروسکوپی هستند، که تنها با حفاری لیزری قابل ایجاد هستند.” ويژگيهاي بسيار كوچك و پيچيده را مي توان در مواد مختلف، با روشهايي مانند حکاکی مستقيم، ترپانينگ و ایجاد لایه، بدون هيچگونه اثر حرارتي و آسيب مادي توليد كرد. “
5- برش لیزری
برش لیزری نیز مانند حفاری لیزری، متکی بر پرتو لیزر متمرکز است تا مواد، برش مستقیم یا الگوهای برش را تا عمق بسیار دقیق یا جزئی مواد برش دهد. لیزرهای فوق سریع معمولاً برای انواع مختلف فلزات و پلیمرها استفاده می شوند، زیرا لبه ها را تمیز برش می دهند و مناطق تحت تأثیر گرما ایجاد نمی کنند. لیزرها می توانند انواع مختلفی از مواد از جمله آلومینیوم، تیتانیوم و فولاد را با تحمل سطح میکرون برش دهند.
6- جوشکاری بوسیله لیزر
این فرآیند به ویژه برای محصولاتی با هندسه های پیچیده یا مواد غیر مشابه که اتصال آنها به یکدیگر مشکل است، مؤثر می باشد. جوشکاری لیزری، بسته به نوع محصول، می تواند بهترین فرایند اتصال در مقایسه با چسباندن یا لحیم کاری باشد؛ مخصوصاً برای اتصال فلزات و پلاستیک. همچنین جوش های قوی و با دقت بالا ایجاد می کند که می توانند به اندازه 0.004 اینچ کوچک باشند و کیفیت قابل تکرار را ارائه دهند.
7- سیم کشی لیزری
در فرایند سیم کشی بخش هایی از عایق یا محافظ از سیم ها و کابل ها جدا می شوند تا نقاط تماس الکتریکی را فراهم کرده و سیم را برای ایجاد جریان آماده کنند. نیپر می گوید: “برش سیم لیزری یک فرایند سریع است که دقّت و کنترل فوق العاده ای را ارائه می دهد و تماس با سیم را از بین می برد و امکان پردازش سیم سنج های ظریف بیشتر از 32 AWG را فراهم می آورد.” “با استفاده از این روش، عایق را می توان در محدوده تحمل 0.005 اینچ حذف کرد. سیم کشی می تواند طوری برنامه ریزی شود که عایق را در هر نقطه از سیم جدا کرده و حذف میانی با فاصله بالا را ممکن می سازد. “
کاربرد های جدید فناوری لیزر
لیزرها تجهیزات اصلی در صنایع فلزات هستند. تحقیقات در مورد چگونگی استفاده مؤثرتر از آنها در فرایندهای تولید، از جمله سرعت بیشتر، در حال انجام است. به عنوان مثال، در سال 2018 مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) لیزری را ساخت که 100 بار سریعتر از لیزرهای معمولی فوق سریع پرتو می زند. این سرعت یعنی ایجاد پالس هایی که چهار چهارم صدم ثانیه زمان برای برخورد نیاز دارند. دانشمندان در آلمان در حال آزمایش ادغام لیزرهای کوچک به طور مستقیم در تراشه های سیلیکون برای افزایش سرعت پردازش هستند.
یکی دیگر از زمینه های تحقیق استفاده از هوش مصنوعی (AI) برای ایجاد لیزرهای هوشمند است. شرکت سازنده ماشین آلات STrumpf در حال توسعه یک سیستم لیزری است که از AI برای تعیین بهترین نقاط جوش برای ایجاد کویل های مسی برای صنعت خودرو استفاده می کند. از آنجا که شرکت های بیشتری در این صنایع وجود دارند، از جمله هوش مصنوعی، فناوری های حسگر و تولید افزودنی، لیزرها نقش گسترده ای در تولید مدرن خواهند داشت.
چه صنایعی از فناوری برش لیزر بهره می برند
دستگاه های برش لیزری به تدریج در صنایع پردازش فلز رواج یافته اند. باور بر این است که بسیاری از سرمایه گذاران دستگاه لیزر به این سؤال علاقه دارند که کدام صنایع زمینه اصلی کاربرد دستگاه برش لیزری خواهند بود، تا بتوانند تجارت لیزر خود را بهتر توسعه دهند. در زیر 8 صنعت که از فناوری برش لیزری استفاده می نمایند، معرفی شده اند:
صنعت دکوراسیون
به لطف سرعت بالا و برش انعطاف پذیر دستگاه های برش لیزری، بسیاری از گرافیک های پیچیده را می توان به سرعت با سیستم برش لیزری کارآمد پردازش کرد. بدین جهت، نتایج برش مورد پسند شرکت های دکوراسیون قرار خواهد گرفت. هنگامی که مشتریان طراحی خاصی را سفارش می دهند، مواد مربوطه را می توان مستقیماً پس از طراحی CAD برش داد، بنابراین مشکلی در سفارشی سازی وجود ندارد.
صنعت خودرو سازی
بسیاری از قطعات فلزی خودرو، مانند درهای خودرو، لوله های خروجی خودرو، ترمزها و غیره را می توان دقیقاً توسط دستگاه برش لیزری فلز پردازش کرد. فناوری های نوین برش لیزری، در مقایسه با روشهای سنتی برش فلز مانند برش پلاسما، دقّت و کارایی فوق العاده ای را تضمین می کنند، که بهره وری و ایمنی قطعات خودرو را بسیار بالا می برد.
صنعت تبلیغات
با توجه به تعداد زیاد محصولات سفارشی سازی در صنعت تبلیغات، روش پردازش سنتی فلزات و آلیاژها به وضوح ناکارآمد است. برش لیزری فلز برای این صنعت روشی کاملاً مناسب است. این فناوری، صرف نظر از نوع طراحی، می تواند محصولات فلزی با برش لیزری با کیفیت بالا را برای تبلیغات تولید نماید.
صنعت تولید ظروف آشپزخانه
امروزه تقاضای بیشتری در زمینه طراحی و کاربرد ظروف آشپزخانه وجود دارد. بنابراین محصولات مرتبط با آشپزخانه بازار امیدوار کننده ای در سراسر جهان ارائه کرده اند. دستگاه های برش لیزری برای برش فولاد ضد زنگ نازک با سرعت و دقّت بالا، جلوه خوب و سطح برش صاف بسیار مناسب هستند و می توانند توسعه محصولات سفارشی و شخصی را تحقّق بخشند.
صنعت روشنایی
در حال حاضر، لامپ های اصلی جریان اصلی از لوله های فلزی بزرگ ساخته شده اند، که با انواع روش های برش تولید می شوند. روش برش سنتی نه تنها بازده پایینی دارد، بلکه نمی تواند به خدمات سفارشی سازی شخصی نیز دست یابد. برش لیزری به درستی به عنوان یک راه حل کامل عمل می کند و با ساخت صفحات و لوله های مناسب، این مشکل را حل می نماید.
پردازش ورق فلز
دستگاه برش لیزری برای پردازش ورق ها و لوله های فلزی در صنایع مدرن پردازش فلز متولد شده است. این محدوده کاربردی جایی است که دقت و بهره وری به طور فزاینده ای مورد نیاز می باشد.
تجهیزات تناسب اندام
تجهیزات تناسب اندام عمومی و تجهیزات تناسب اندام خانگی در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته اند و تقاضای آن در آینده به ویژه زیاد خواهد بود. با تولید فناوری برش فلز لیزری، صنایع تولید تجهیزات تناسب اندام در حال پیشرفت بوده است.
صنعت لوازم خانگی
با توسعه فناوری مدرن، فناوری پردازش سنتی در صنعت تولید لوازم خانگی همچنان در حال تغییر و ارتقاء است. دستگاه برش لیزری فلزی یکی از قوی ترین روش های پردازش در صنعت پردازش فلزات کنونی می باشد. در فرایند تولید لوازم خانگی، چه برای بهبود کیفیت پردازش و چه برای بهینه سازی ظاهر محصول، برای برش لیزری دامنه کاربرد وسیعی وجود دارد.
بدون دیدگاه