برش لیزر فایبر ورق فلزی تا قطر 3 میلی‌متر
مقدمه
در دنیای فلزکاری صنعتی، یکی از فناوری‌های کلیدی برای تولید قطعات دقیق و بدون نیاز به عملیات بعدی، برش لیزر فایبر است. وقتی صحبت از برش ورق فلزی تا ضخامت ۳ میلی‌متر می‌شود، لیزر فایبر یکی از بهترین انتخاب‌هاست به دلیل دقت بالا، سرعت مناسب و کیفیت لبه‌های برش. در این مقاله می‌خواهیم با جوانب فنی این فرایند آشنا شویم، مزایا و محدودیت‌ها را بررسی کنیم و کاربردهای عملی آن را در صنایع مختلف ببینیم.
اصول کار برش لیزر فایبر
در برش لیزر فایبر، یک پرتوی لیزر متمرکز از طریق فیبر نوری تولید می‌شود و با هدایت دقیق، به سطح ورق می‌رسد. انرژی لیزر باعث ذوب یا تبخیر موضعی فلز در مسیر برش می‌شود، در حالی که گاز کمکی (معمولاً نیتروژن یا اکسیژن) ذرات باقی‌مانده را خارج می‌کند. به این ترتیب لبه‌ای تمیز، یکنواخت و با کیفیت بالا به دست می‌آید.
این فرایند کاملاً تماس‌ناپذیر است، یعنی هیچ عاملی مکانیکی در تماس مستقیم با سطح ورق قرار نمی‌گیرد. این خصوصیت باعث می‌شود که تأثیر گرمایی کم باشد و برش، بدون آسیب به لبه‌ها یا تغییر شکل ساختاری انجام شود.
چرا ضخامت ۳ میلی‌متر مهم است؟
لیزر فایبر وقتی روی ورق‌های نازک عمل می‌کند، مزایایش بیشتر برجسته می‌شود:
-
زمان برش کم
-
لبه برش صاف و تقریباً بدون burr
-
دقت بالا با خط برش باریک
یکی از منابع معتبر در صنعت می‌گوید که برای برش ورق‌های استیل تا ضخامت ۳ میلی‌متر، توان متوسط لیزر فایبر کافی است.
همچنین در مقالات فنی، اثرات توان لیزر، سرعت برش و فشار گاز کمکی روی دقت برش بررسی شده‌اند.
مزایا و نقاط قوت برش لیزر فایبر تا ۳ میلی‌متر
۱. دقت و کیفیت لبه بالا
پرتو متمرکز لیزر باعث می‌شود برش با کمترین پهنای خط (kerf) انجام شود و لبه‌ها تمیز و دقیق باشند.
۲. سرعت بالا و بهره‌وری بیشتر
به دلیل تمرکز انرژی و عدم لمس مکانیکی، سرعت برش برای ورق‌های نازک بسیار زیاد است. در مقایسه با لیزر CO₂، لیزر فایبر در برش ورق نازک عملکرد بهتری دارد.
۳. کمترین نیاز به عملیات تکمیلی
لبه برش به قدری صاف است که معمولاً نیازی به سنباده‌زنی یا پرداخت ندارد. این موضوع باعث کاهش هزینه و زمان پس‌پرداخت برای قطعات می‌شود.
۴. کاهش مصرف انرژی و نگهداری کمتر
به دلیل طراحی ساده‌تر بدون قطعات زیاد متحرک، دستگاه لیزر فایبر نسبت به سیستم‌های دیگر نیاز کمتری به نگهداری دارد و مصرف انرژی بهینه است.
۵. انعطاف در کاربرد و مواد
فایبر لیزر توانایی برش فلزات مختلفی مانند استیل، آلومینیوم و مس را دارد، مخصوصاً وقتی ضخامت کم باشد.
محدودیت‌ها و نکات فنی
-
وقتی ضخامت از حد معینی بیشتر شود، کارایی لیزر فایبر کاهش پیدا می‌کند. مثلا برای ضخامت‌های زیاد، روش‌های دیگر ممکن است مؤثرتر باشند.
-
در فلزات بازتابنده مثل مس یا آلومینیوم، کنترل دقیق پارامترها (توان، تمرکز، سرعت) لازم است تا بازتاب لیزر به سیستم آسیب نزند.
-
کیفیت منبع لیزر، تمرکز پرتوی نوری، کیفیت لنزها، و خنک‌کنندگی دستگاه بر نتیجه نهایی تأثیر بزرگی دارند.
نکات عملی برای برش موفق تا ضخامت ۳ میلی‌متر
-
انتخاب توان مناسب لیزر
برای ورق استیل و فولاد ضدزنگ ضخامت ۳ میلی‌متر، توصیه می‌شود دستگاه لیزر حداقل توان ۱۰۰۰ وات باشد تا برش تمیز انجام شود. -
سرعت برش نرمال
بسته به جنس فلز، سرعت برش را تنظیم کن تا از سوختن لبه‌ها جلوگیری کنی. سرعت خیلی زیاد ممکن است کیفیت دچار نقص شود. -
گاز کمکی مناسب
برای فلزات آهنی معمولاً اکسیژن استفاده می‌شود، اما برای فلزات غیرآهنی استفاده از نیتروژن پیشنهاد می‌شود تا اکسید سطحی ایجاد نشود. -
تمرکز پرتوی دقیق
لنز و نقطه فوکوس باید روی سطح ورق تنظیم شوند تا برش با کمترین پهنا انجام شود. -
تنظیم فشار گاز کمکی
نباید فشار خیلی زیاد باشد که موجب لرزش برش شود و نه خیلی کم که ذرات برش باقی بمانند.
کاربردهای عملی در صنعت
-
تولید قطعات الکترونیکی کوچک و دقیق
-
ساخت صفحات پنل، پانچ در سازه‌های فلزی
-
تولید قطعات نمای فلزی یا دکوراتیو
-
ساخت لوله‌های نازک، فلاپ‌ها، پروفیل‌های سبک
-
کاربرد در خودروسازی، تجهیزات پزشکی، صنعت روشنایی و تابلوها
مقایسه کوتاه با لیزر CO₂
لیزر فایبر در برش ورق تا ضخامت ۳ میلی‌متر معمولاً عملکرد بهتری نسبت به لیزر CO₂ دارد به خاطر سرعت بیشتر، دقت بالاتر و مصرف انرژی کمتر.
اما در ضخامت‌های زیاد لیزر CO₂ ممکن است مزیت‌هایی داشته باشد خصوصاً در برش‌های عمیق‌تر و لبه‌های بزرگ.
جمع‌بندی
اگر قصد برش ورق فلزی تا ضخامت ۳ میلی‌متر رو داری، برش لیزر فایبر یکی از بهترین گزینه‌هاست؛ چون دقت بالا، سرعت زیاد و کیفیت لبه خوب فراهم می‌کنه. با اینکه محدودیت‌هایی هم داره، اما با تنظیم مناسب توان، سرعت و گاز کمکی میشه نتیجه‌ای عالی گرفت.
برای پروژه‌هایی که ضخامت بیشتر از ۳ میلی‌متر دارند، گزینه‌های دیگر مثل لیزر پرتوان، واترجت یا برش شعله‌ای هم باید بررسی بشن. ولی برای کارهای فلزکاری نازک و دقیق، لیزر فایبر انتخابی ممتاز است.
