برش لیزر چگونه کار می‌ کند؟

برش لیزر یک فرایند غیرسنتی است که طی آن از یک دسته نور منسجم یا همان لیزر برای کارهای برش‌کاری استفاده می‌شود. این برش از طریق فرایندهایی مانند ذوب، تبخیر و یا فرسایش شیمیایی متناسب با جنس متریالی که قصد برش‌دادن آن را دارید انجام می‌شود. در این روش که نور لیزر با استفاده از چشمی کامپیوتری (CNC) کنترل می‌شود، شما قادر خواهید بود تا ظریف‌ترین و شکننده‌ترین نوع متریال را برش دهید.

دستگاه برش لیزر عملکردی شبیه به دستگاه CNC داشته و برای برش مواد و کنترل عملکرد دقیق از آن استفاده می‌کند؛ اما تفاوت آن با دستگاه CNC در قدرت لیزر آن است که بسیار بیش‌تر و دقیق‌تر است. عملکرد دستگاه به این صورت است که پرتو لیزر در قسمت موردنظر که قصد انجام برش‌کاری روی آن را داریم متمرکز کرده و فرایند ذوب و سپس تبخیر و یا فرسایش شیمیایی را ایجاد می‌کند.

تکنیک های فرایند برش لیزر با استفاده از دستگاه لیزر به این صورت است که در ابتدا با ایجاد سوراخ‌هایی با قطر ۰.۱ میلی‌متر فرایند برش شروع شده و پس از آن با بالابردن تعداد سوراخ‌ها به برش نهایی دست پیدا می‌کنید.

انواع روش های برش لیزر

به‌صورت کلی سه نوع برش لیزر وجود دارد که تنها تفاوت میان آن‌ها در نوع متریال پایه‌ای است که برای تولید پرتو لیزر مورداستفاده قرار می‌گیرد.

۱. لیزر فایبر

فناوری برش لیزر فایبر یا فیبر نوع جدیدی از تکنیک های فرایند برش لیزر است که از فیبر نوری به‌جای گاز دی‌اکسیدکربن و کریستال Nd-YAG استفاده می‌کند. این مدل لیزر به علت آن که حالت جامدی دارند، شبیه به لیزرهای کریستالی عمل می‌کنند.

ویژگی مشخص فیبر نوری این است که نور را با حداقل اتلاف انرژی در داخل خود نگه می‌دارد؛ بنابراین باتوجه‌به این که فیبر نوری با عناصر اربیوم و ایتربیوم آلایش پیدا کرده، نوری تا نزدیک به ۲۰۰۰ نانومتر ایجاد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند. همین موضع باعث شده تا فیبر نوری از انواع دیگر پایدارتر باشد.

۲. لیزر دی ‌اکسیدکربن

در این روش لیزر، فرایند لیزر از طریق تخلیه جریان انجام می‌شود و روش کار آن با سایر روش‌ها که از طریق تابش انجام می‌شود متفاوت است. در محفظه تخلیه لیزر دی‌اکسیدکربن، ترکیبی از انواع گازهای دی‌اکسیدکربن، نیتروژن، هیدروژن، زنون و هلیوم وجود دارد که بخش عمده آن را دی‌اکسیدکربن و نیتروژن تشکیل می‌دهد.

تکنیک های فرایند برش لیزر دی‌اکسیدکربن به این صورت است که با برانگیخته کردن مولکول‌های نیتروژن طی فرایند کنترل شده، حالت ارتعاشی انرژی آن‌ها به مولکول‌های دی‌اکسیدکربن منتقل می‌شود تا مولکول‌های دی‌اکسیدکربن در حالت قابل‌انتقال قرار بگیرند. این مولکول‌ها نور مادون‌قرمز را برای فرایند برش آزاد می‌کنند. نکته مهمی که لازم است درباره لیزر دی‌اکسیدکربن بدانید این است که این روش راندمانی در حدود ۳۰ درصد بهتر از سایر تکنیک‌های فریند برش لیزر دارد.

۳. لیزر کریستالی

لیزر کریستالی برخلاف آن چه که در مورد لیزر دی‌اکسیدکربن و حالت گازی آن گفته شد حالت جامد دارد. رایج‌ترین نوع لیزرهای کریستالی YAG است که با 1% نئودیمیم یونیزه شده است. در این مورد از تکنیک های فرایند برش لیزر یون‌های ND جایگزین Y شده و توسط میله‌های YAG به‌عنوان یک سیستم تشدیدکننده عمل می‌کند.

در این روش تشعشع کریپتون یا دیود لیزری باعث پمپاژ لیزر شده و مجموعه فرایندهایی سبب برانگیخته‌شدن یون‌ها ND می‌شود. در نهایت یون‌های ND هستند که نور مادون‌قرمز را با طول‌موج 1064 نانومتر ساطع می‌کنند و سبب ایجاد فرایند برش لیزر می‌شود.