تعریف برش لیزر فایبر

---

برش لیزر قادر به از بین بردن فرایند ماشینکاری در تولید می باشد، بسیاری از مشتریان به منظور کم کردن هزینه های تولید خود از این روش استفاده می کنند.

کلمه لیزر در لاتین مختصر نام های ” تقویت نور توسط گسیل تابش القایی ” است .

LASER= Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

در طبقه بندی لیزرها، دو فناوری اصلی وجود دارد: لیزر گازی (CO2) و لیزر حالت جامد (YAG، دیسک و فایبر).

این مقاله بر روی لیزر فایبر حالت جامد و به ویژه لیزر فایبر(Fiber Laser) تمرکز دارد.

برش لیزر فایبر زوبین، بسیار مورد توجه قرار دارد، زیرا، سرعت و کیفیت برش لیزر CO2 را ارائه می دهد، اما هزینه عملکرد و نگهداری آن به طور قابل توجهی کمتر است.

 

تعریف برش لیزر فایبر

سیستم های برش لیزر فایبر، از نظر نحوه استفاده از نور لیزر برای برش فلزات، مشابه سیستم های لیزر CO2 هستند.

با این حال، از نظر شدت نور تولید شده و نحوه انتقال نور (انتقال پرتو) از منبع تغذیه به سر برش، با هم تفاوت دارند.

سیستم های لیزر Fiber، به چندین دیود پمپ حالت –جامد، متکی هستند و یک پرتو لیزر با طول موج بسیار کوتاه، در حدود 1 میکرون را در مقایسه با طول موج 10 میکرون برای سیستم های لیزر CO2، تولید می کنند.

سپس پرتو، از طریق یک کابل فیبر نوری انعطاف پذیر، به سر برش لیزری منتقل می شود.

از طرف دیگر، یک سیستم CO2، برای انتقال پرتوی نور، به آینه هایی که در یک فاصله مشخص از یکدیگر نصب شده اند، متکی است.

 

چگونه یک لیزر کار می کند؟

فناوری است که در آن از اشعه لیزر برای برش اجسام استفاده می‌شود؛

اشعه لیزر در واقع یک باریکه نور پرتوان بسیار متمرکز است که از روی اجسامی که می‌خواهند بریده شوند ارسال شده و قسمتی از جسم مورد نظر یا ذوب می‌شود یا می‌سوزد یا تصعید می‌شود و توسط فشار گاز از روی جسم پاک می‌شود؛ و سر انجام سطح بریده شده با کیفیت خیلی عالی ایجاد می‌شود.

لیزر صنعتی در صنایع مختلفی مانند صنایع نظامی، ساختمانی، هوافضا، پزشکی، آزمایشگاهی و پژوهشی، ارتباطاتی، فیزیک، شیمی و … کاربرد دارد.

لیزرهای فایبر از نور پمپ ساطع شده از دیودهای لیزری استفاده می کنند.

این دیودها نوری را منتشر می کنند که به کابل فیبر نوری ارسال می شود.

سپس اجزای نوری واقع در کابل برای تولید طول موج خاص و تقویت آن استفاده می شوند. در نهایت، پرتو لیزر حاصل شکل گرفته و آزاد می گردد.

 

مزایای دستگاه برش لیزر فایبر چیست؟

لیزرهای Fiber چندین مزیت اصلی دارند.

یکی اینکه در انتشار نور آنها، به خوبی از محیط محافظت می شود و این لیزرها بسیار فشرده طراحی می شوند.

آنها پهنای باند بزرگ بهره، دامنه تنظیم برای طول موج گسترده و ظرفیت تولید پالس های بسیار کوتاه را دارند.

این لیزرها، با داشتن قدرت و کارایی بالا، یکی از روش های مناسب برش می باشند.

لیزرهای Fiber می توانند مواد نازک را با سرعت بسیار بالایی برش دهند و همچنین توانایی برش مواد بازتابنده و صیقلی را نیز دارند، بدون اینکه خطر انعکاس باعث آسیب به دستگاه شود.

بنابراین، فلزاتی مانند مس، برنج و آلومینیوم، با کمک این لیزر، بدون مشکل برش داده می شوند.

• سرعت برش بالا
• هزینه کم
• لبه های برش صاف و خوب، سطوح اعوجاج کوچک .
• انعطاف پذیری در برش انواع فلزات
• برش لیزر مزایای خاصی در مقایسه با پلاسما دارد، برش در این فرآیند ، بسیار دقیق تر و از انرژی کمتری استفاده می کند.
• سطح دقت و کیفیت لبه به دست آمده با دستگاه برش لیزری بهتر از روشهای برش سنتی می باشد ، و واقعیت این است که در برش لیزر آلودگی ناشی از دود متصاعد شده ، کاهش یافته که این مورد می تواند از مزایای خاص این دستگاه نسبت به برش های مکانیکی باشد.

 

خسارت گرمایی به اشیا وارد نمی کند

پرتویی که از دستگاه برش لیزر فایبر ساطع می شود فوق العاده قدرتمند است، به همین دلیل می تواند مواد محکم و کلفتی مانند فولاد را به راحتی برش دهد.

یکی دیگر از مزایای بزرگ این لیزرها این است که می توانند بسیار دقیق عمل کنند، به طوری که پرتو آن هیچ آسیبی به مواد اطراف جسمی که بر روی آن کار می کنند، وارد نمی کند.

بسیاری از صنایع می توانند از این مزایا بهره مند شوند.

به عنوان مثال، صنعت الکترونیک را در نظر بگیرید، جایی که پرتو باید بتواند بر روی اندازه های فوق العاده کوچک کار کند، بدون اینکه به هیچ یک از اجزای ضروری دستگاه های الکترونیکی آسیب برساند.

 

عملکرد عالی

همچنین در خواهید یافت که لیزرهای فایبر، عملکردی برتر نسبت به بسیاری از نمونه های مشابه خود دارند.

این لیزرها، سطح پرتویی با کیفیت بسیار بالاتر را ارائه می دهند که می تواند بر دستیابی به دقت بسیار زیاد و همچنین افزایش چگالی توان، تمرکز زیادی داشته باشد.

به این معنی که کارها می توانند با سرعت بالاتر و با مصرف برق بسیار کمتری انجام شوند.

عمر لیزر فایبر

اکثر منابع ادعا می کنند که لیزرهای فایبر 100000 ساعت و لیزرهای CO2 حدود 30.000 ساعت عمر مفید دارند.

این ادعا کاملاً درست نیست.

این اعداد تا حدی به نام “میانگین زمان بین خرابی” (MTBF) اشاره دارند که برای همه لیزرهای فایبر یکسان نمی باشد.

درحقیقت ، شما اعداد متفاوتی را برای انواع مختلف لیزرهای فایبر مشاهده خواهید کرد.

MTBF معیار قابلیت اطمینان لیزر را با نشان دادن اینکه دستگاه چند ساعت تا خرابی عمر مفید دارد، اندازه گیری می‌کند.

این معیار با آزمایش چند واحد لیزری و سپس تقسیم کل ساعت های عملیاتی بر تعداد کل خرابی ها بدست می آید.

اگرچه این مقدار دقیقاً به شما نمی گوید که یک لیزر فایبر چقدر می تواند دوام بیاورد، اما ایده خوبی از قابلیت اطمینان لیزر ارائه می کند.

اگر واقعاً می خواهید طول عمر دقیق لیزر فایبر را بدانید، ناامید خواهید شد، زیرا پاسخ واقعی وجود ندارد.

در حقیقت، لیزرهای فایبر در طول عمر خود دارای نقاط بحرانی هستند که می توانند خراب شوند.

در صورتی که لیزر شما در هر یک از این لحظات دچار خرابی شود، باید موارد زیر را بدانید:

1. عمر اولیه: اگر لیزر فایبر دارای خطاهای ساختی باشد، احتمالاً در مراحل اولیه دچار خرابی می شود.

شما باید اطمینان حاصل کنید که ضمانت خرید دارید که خطاهای ساخت را پوشش می دهد تا لیزر بدون هیچگونه هزینه ای تعویض گردد .

2. عمر متوسط: پس از گذراندن اولین دوره بحرانی عمر اولیه، مقدار MTBF ایده خوبی را در مورد احتمال شکست لیزر به شما ارائه می دهد.

MTBF بالا اطمینان خوبی است که همه چیز بدون مشکل پیش می رود، اما تضمینی نیست.

شما می توانید به طرق مختلف خود را برای خرابی ها در طول عمر متوسط آماده کنید.

بدین صورت که یک لیزر اضافی به راحتی در دسترس داشته باشید؛

در هنگامی که لیزر شما در حال تعمیر است یک لیزر اجاره کنید و یا یک ضمانت خرید طولانی مدت داشته باشید.

3. عمر پایانی: وقتی لیزرهای فایبری به پایان عمر خود نزدیک می شوند، احتمال خرابی به شدت افزایش می یابد.

حتی در آن صورت، یک لیزر صنعتی با کیفیت بالا اغلب می تواند از میزان MTBF خود عبور کند .

 

نکاتی در استفاده از برش لیزر فایبر

چند نکته مهم وجود دارد که باید هنگام استفاده از لیزر Fiber در نظر بگیرید.

اگر می خواهید ماده ای را برای اولین بار با این لیزر برش بزنید، با اینکه لیزر فایبر، در برش اکثر مواد عالی عمل می کند، اما به دلیل طول موج کوتاه، نمی تواند اکریلیک یا پلی کربنات را برش دهد و فقط می تواند برای چوب یا پارچه در موارد محدود استفاده شود.

مورد دیگر ضخامت ماده ای است که باید برش داده شود.

مواد سفت تر و کلفت تر، به ویژه فولاد ملایم، نیاز به انرژی بیشتری برای برش دارند و در این موارد، برش لیزر فایبر، ممکن است گزینه مناسبی برای آنها نباشد.

در این حالت، می توان از نصب هد برش لیزر فایبر، درست در کنار هد برش پلاسما استفاده کرده و نتایج خوبی را به دست آورد.

نکته دیگری که باید در مورد این لیزر بدانید، این است که طول موج کوتاه تر 1 میکرونی تولید شده توسط این لیزر، از طریق قرنیه چشم به شبکیه منتقل می شود.

محافظت چشم در برابر آن، مسئله ساده ای است که به راحتی با تجهیزات ایمنی و عینک قابل حل است.

 

امکانات دستگاه :

امکان برش کاری بر روی انواع آهن ، استیل و فلزات رنگی

برش منحنی و ایجاد شیار و سوراخکاری

سرعت بالای حرکت دستگاه

سیستم کنترل سرعت حرکت دروازه ای

تنظیم آسان نقطه شروع کار از هر نقطه میز

هماهنگی با انواع نرم افزارهای طراحی استاندارد

سه نظام و مرغک جهت برشکاری قطعات گرد (به سفارش مشتری )

 

مشخصات دستگاه :

ولتاژ کاری	Ac 380 v   50 Hz
ابعاد کارگیر ( سفارشی)	2000mm3000* mm
حداکثر توان مصرفی دستگاه	18 kw
سیستم حرکتی محور X	دنده شانه ای مورب / Servo motor
سیستم حرکتی محور Y	دنده شانه ای مورب / Servo motor
سیستم حرکتی محور Z	بال اسکرو / Servo motor
نوع گیربگس خورشیدی	با لقی مجاز   <3 arcmin
محور	X-Y-Z
حداکثر خطای سیستم کنترل	0.01 (mm)
حداکثر خطای ماشین	0.1 (mm)
کنترلر	CPYCUT 2000
کامپیوتر	PC / Monitor 20”
تابلو برق	External and Internal

 

امکانات نرم افزاری:

قابلیت نمایش اولیه طرح

اصلاح طرح و تصحیح دلخواه  G code

 

مشخصات فنی قطعات :

 

• موتورهای حرکتی :

نوع موتور	ولتاژکاری	جریان	سرعت چرخش	توان	مارک تجاری	کشور سازنده
Ac servo motor	220 v Ac	4A	3000 R.P.M	750w	Delta	تایوان

 

• گیربکس:

محل مصرف	نوع گیربکس	نام برند	کشور سازنده	نسبت گیربکس	نوع کوپل
ریلهای طولی و عرضی	خورشیدی	JCM	چین	1: 5	مستقیم

 

• انتقال نیرو:

نام قطعه	کشورسازنده	مارک تجاری	سایر مشخصات
ریلها	چین	HQ motion	LM Guide 30
انتقال نیرو در محور Z	چین	HQ motion	Ball screw
انتقال نیرو در محور x و y	چین	HQ motion	دنده شانه مورب

 

• مشخصات مکانیکی:

نام قطعه	جنس مواد اولیه و یا مارک
تابلوی برق	ورق کاری
سایر قابها	ورق کاری
پایه های نگهدارنده	سازهSt37
میز زیر دستگاه	سازهST37
سازه اصلی دستگاه	سازه یکپارچه آنیلینگ شده و ماشین کاری شده

 

قطعات کامپیوتر:

 

نام قطعه	مارک تجاری	مشخصات
Mainboard	MSI	H310
CPU	Intel	5400 Box Original
SSD	Western Digital	120 Gb
RAM	Gskil	4Gb
مانیتور	venzo	19″
Keyboard	Beyond	Mini keyboard

 

جدول مشخصات پاور سورس و ملحقات لیزر:

 

ردیف	توان لیزر	برند پاورس	کاتینگ هد	برند و نام چیلر	مدل کنترلر	حداکثر ضخامت برش آهن	حداکثر ضخامت برش استیل	حداکثر ضخامت برش فلزات رنگی
1	1kw	Raycus	Raytoos BM110 دارای هد اتوفوکوس	HL-1500-QG2/2	Cypcut 2000C	8	4	3
2	1.5kw	Raycus	Raytoos BM110 دارای هد اتوفوکوس	HL-1500-QG2/2	Cypcut 2000C	12	5	3
3	2kw	Raycus	Raytoos BM110 دارای هد اتوفوکوس	HL-2000-QG2/2	Cypcut 2000C	16	6	4
4	3kw	Raycus	Raytoos BM111 دارای هد اتوفوکوس	HL-3000-QG2/2	Cypcut 2000C	20	8	6
5	6.6kw	Raycus	Raytoos BM115 دارای هد اتوفوکوس	HL-6000-QG2/2	Cypcut 2000S	22	16	12
6	8kw	Raycus	Ospril  LC1208 دارای هد اتوفوکوس	HL-12000-QG2/2	Cypcut 2000S	25	25	25
7	12kw	Raycus	Ospril  LC1208 دارای هد اتوفوکوس	HL-12000-QG2/2	Cypcut 2000S	25	25	25

 

 

اطاعات فرکانس و طول موج لیزر در توانها مختلف

 

Model	RFL-C300L	RFL-C500	RFL-C750	RFL-C1000	RFL-C1500X	RFL-C2000X	RFL-C3000S
Optical Properties
Average Output Power(W)	250	500	750	1000	1500	2000	3000
Central Wavelength(nm)	1080±5
Operation Mode	CW/Modulate
Max. Modulation Frequency(kHz)	20			5
Output Power Stability (%)	±1.5
Red Laser	Yes

 

چگونه توان لیزر مورد نیاز را انتخاب کنیم ؟

برای اینکار شما باید بدانید ، چه ضخامت فلزی را می خواهید برش بزنید . جدواول زیر به شما در این مورد کمک می نماید .

 

تصاویر دستگاه :

 

نمونه کار :