انواع دستگاه برش لیزری: یک مطالعه جامع
بررسی فنی
۱. مقدمه
دستگاه‌های برش لیزری ابزارهای پیشرفته‌ی تولیدی هستند که از پرتوهای لیزری با توان بالا برای برش، حکاکی یا اچ‌کردن مواد با دقت بالا استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها به طور گسترده در صنایعی مانند خودرو، هوانوردی، الکترونیک و ساخت فلزات به دلیل دقت، سرعت و انعطاف‌پذیری‌شان مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سند یک دسته‌بندی دقیق از دستگاه‌های برش لیزری را بر اساس منبع لیزر، کاربرد و مکانیسم‌های عملیاتی ارائه می‌دهد.
2. دسته‌بندی دستگاه‌های برش لیزری
دستگاه‌های برش لیزری می‌توانند بر اساس موارد زیر طبقه‌بندی شوند:
منبع لیزر
پیکربندی ماشین
سازگاری مواد
2.1 بر اساس منبع لیزر
(1) دستگاه‌های برش لیزری CO₂
اصل کارکرد: از یک مخلوط گازی (CO₂، نیتروژن و هلیوم) که با تخلیه الکتریکی تحریک می‌شود، برای تولید پرتو لیزری (طول موج: 10.6 میکرومتر) استفاده می‌کند.
کاربردها:
برش مواد غیرفلزی (چوب، آکریلیک، چرم، پلاستیک‌ها).
ورق‌های فلزی نازک (تا 20 میلی‌متر، بسته به توان).
مزایا:
کارایی بالا در مواد آلی.
لبه‌های برش صاف.
محدودیت‌ها:
کارایی پایین‌تر برای فلزات بسیار بازتابنده (مس، آلومینیوم).
نگهداری بیشتر به دلیل نیاز به تکمیل مجدد گاز.
(2) دستگاه‌های برش لیزری فیبری
اصل کار: از یک منبع لیزر حالت جامد استفاده می‌کند که در آن پرتو از طریق الیاف نوری دوپ شده تولید می‌شود (طول موج: 1.06 میکرومتر).
کاربردها:
ایده‌آل برای فلزات (فولاد، آلومینیوم، برنج، مس).
برش دقیق با سرعت بالا (تا ضخامت 50 میلی‌متری).
مزایا:
بهره‌وری انرژی بالاتر (~30% در مقابل ~10% CO₂).
نگهداری کمتر (بدون نیاز به گاز یا آینه).
مناسب‌تر برای فلزات بازتابنده.
محدودیت‌ها:
کمتر مؤثر برای غیرفلزات.
(3) دستگاه‌های برش لیزری Nd:YAG/Nd:YVO₄
اصل کار: لیزرهای حالت جامد با استفاده از کریستال‌های دوپه شده با نئودیمیوم (طول موج: 1.064 میکرومتر).
کاربردها:
حکاکی ظریف و برش میکرو.
تولید تجهیزات پزشکی.
مزایا:
توان پیک بالا برای عملیات پالسی.
مناسب برای مواد بسیار نازک.
محدودیت‌ها:
راندمان پایین‌تر نسبت به لیزرهای فیبری.
هزینه‌های عملیاتی بالا.
2.2 بر اساس پیکربندی دستگاه
(1) دستگاه‌های برش لیزری گانتری (گانتری متحرک)
سر لیزری به صورت افقی و عمودی (محور X/Y) حرکت می‌کند و قطعه کار ثابت است.
مناسب برای: برش فرمت بزرگ (ورق فلزی، نمایشگاهی).
(2) دستگاه برش لیزری با اپتیک پروازی
قطعه کار ثابت می‌ماند و آینه‌ها/عدسی‌ها حرکت می‌کنند.
بهترین گزینه برای: برش سریع مواد نازک.
(3) دستگاه برش لیزری ترکیبی
ترکیبی از دستگاه متحرک گانتری و اپتیک پروازی است.
مناسب برای: تعادل بین سرعت و دقت.
(4) دستگاه برش لیزری با بازوی رباتیک
از یک بازوی رباتیک چند محوره برای برش سه‌بعدی استفاده می‌کند.
مناسب برای: قطعات خودرو و هوافضا.
۲.۳ بر اساس سازگاری با مواد
| LaserType | فلزات | پلاستیک | چوب | سرامیک | شیشه |
| CO₂Laser | متوسط | عالی | عالی | خوبه | خوبه |
| FiberLaser | عالی | فقير | فقير | فقير | خیر |
| Nd:YAGLaser | خوبه | متوسط | متوسط | متوسط | خیر |
۳. پارامترهای فنی کلیدی
| پارامتر | CO₂Laser | FiberLaser | Nd:YAGLaser |
| طول موج (میکرومتر) | 10.6 | 1.06 | 1.064 |
| دامنه توان (وات) | ۲۵–۲۰,۰۰۰ | 500–30,000 | 50–6,000 |
| سرعت بریدن | متوسط | خیلی زیاد | کم-متوسط |
| نگهداری | بالا | کم | متوسط |
| بهترین ضخامت | <20 میلی‌متر | <50 میلی‌متر | <10 میلی‌متر |
۴. کاربردهای صنعتی
خودرو: برش دقیق قطعات شاسی.
هوانوردی: پردازش تیتانیوم و مواد کامپوزیت.
الکترونیک: مدارهای چاپی برش‌کاری شده.
جواهرات: حکاکی ظریف و طرح‌های پیچیده.
5. نتیجه‌گیری
دستگاه‌های برش لیزری از نظر منبع لیزر، پیکربندی و سازگاری با مواد به‌طور قابل‌توجهی متفاوت هستند. لیزر فیبری به‌دلیل کارایی بالا در برش فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی‌که لیزر CO₂ همچنان برای مواد غیرفلزی ایده‌آل است. انتخاب نوع مناسب به نوع ماده، ضخامت، الزامات دقت و بودجه شما بستگی دارد.
برای مشخصات فنی بیشتر یا دریافت پیشنهادهای کاربردی، با تامین‌کننده سیستم برش لیزری JUGAO CNC MACHINE تماس بگیرید.
