انواع روش های برش فلزات

برش لیزر فلزات یکی از مهمترین مراحل در صنایع مختلف از جمله ساخت‌وساز، خودروسازی و هوافضا محسوب می‌شود که طی آن، فلزات به اشکال و اندازه‌های دلخواه تبدیل می‌شوند. انواع روش های برش فلزات از ابزارهای ساده و دستی در گذشته تا فناوری‌های پیشرفته امروزی مانند برش لیزر و پلاسما، مسیر طولانی را طی کرده‌اند.

این تکامل نه تنها دقت و سرعت را بهبود بخشیده، بلکه گزینه‌های متنوعی را برای کاربردهای مختلف فراهم کرده است. شناخت انواع روش های برش فلزات و ویژگی‌های هر یک، به شما کمک می‌کند تا با توجه به نیاز پروژه، بودجه و کیفیت مورد نظر، بهترین روش را انتخاب کنید. در این مقاله، به بررسی جامع این روش‌ها پرداخته‌ایم تا راهنمایی کامل برای تصمیم گیری در اختیارتان قرار دهیم.

انواع روش های برش فلزات

ورق فلز را می توان با استفاده از لیزر، برش داد. در این روش، از لیزر برای سوزاندن مواد و ایجاد برش دقیق استفاده می شود. از آنجا که لیزر، برش را انجام می دهد، ورق فلز نمی تواند با لمس چیز دیگری آلوده شود. برش لیزری همچنین تضمین می کند که هیچ تاب خوردگی در ورق ایجاد نمی کند، و یک برش تمیز و ثابت را تا انتها به وجود می آورد، زیرا هیچ تیغه ای برای فرسودگی وجود ندارد. لیزرها بسیار سریع نیز هستند و نسبت به سایر روشها، انرژی کمتری مصرف می کنند.

برش پلاسما

یکی دیگر از روش های برش فلزات، برش پلاسما می باشد. این روش، از یک جریان متمرکز گاز یونیزه یا پلاسما استفاده می کند. پلاسما در دمای بسیار بالا و سرعت زیاد جریان دارد و توسط یک نازل به سمت محل برش هدایت می شود. هنگامی که پلاسما با سطح زیرین مورد نظر تماس پیدا می کند، فلز به حالت مذاب در می آید. سپس فلز مذاب، با جریان گاز یونیزه نازل، از برش دور می شود. موقعیت جریان پلاسما به طور دقیق، نسبت به ورق کنترل می شود تا مسیر برش مورد نظر را طی کند.

قابلیت های برش پلاسما با برش لیزری کمی متفاوت است. در حالی که هر دو فرایند قادر به برش تقریباً هر شکلی  از ورق فلز هستند، اما برش پلاسما نمی تواند به همان سطح دقت، کار را به پایان برساند. لبه ها ممکن است ناهموار باشند، به خصوص در رابطه با ورق های ضخیم تر،  سطح مواد دارای یک لایه اکسید است که می تواند با فرایندهای ثانویه از بین برود. با این حال، برش پلاسما توانایی برش ورق های بسیار ضخیم تر از برش لیزری را دارد و اغلب برای قطعه های فراتر از ورق فلز استفاده می شود. برش پلاسما، یک روش سریع شناخته می شود، اما به سرعت برش لیزر نیست.

برش واترجت

یکی دیگر از روش های برش فلزات، برش واترجت است که از یک جت آب پرقدرت، برای برش فلز به جای گرما استفاده می کند، بنابراین هیچ منطقه ای تحت تأثیر گرمای باقیمانده قرار نمی گیرد. این برش بسیار دقیق است و مواد را کاملاً تمیز باقی می گذارد.

دو نوع برش واترجت وجود دارد، جت ساینده و واترجت خالص یا برش فقط با آب. برش جت ساینده، یک ماده ساینده به آب اضافه می کند، مانند گرانیت یا فلز، در حالی که در روش برش فقط با آب، تنها از آب و توان خالص جت برای برش مواد استفاده می شود. برای برش ورق فلز، به احتمال زیاد از روش جت ساینده استفاده می شود، زیرا روش جت فقط با آب، برای مواد نرمی مانند لاستیک استفاده می شود.

برش هواگاز

برش هواگاز، یکی از نمونه های فرایند برش حرارتی است. به عنوان مثال، در برش هواگاز سوخت اکسیژن، از ترکیب اکسیژن و سوختی مانند استیلن یا پروپیلن، برای ایجاد شعله ای که فلز را ذوب می کند، استفاده می شود.

دو نوع برش واترجت وجود دارد، جت ساینده و واترجت خالص یا برش فقط با آب

قیچی کردن

این برش، یکی از روش های برش فلزات است که از دقت پایین تری برخوردار است، یا بهتر بگوییم، این روش برای برش های جزئی و کوچک فلز نیست. با اینکه این روش، برش تمیزی را ارائه می دهد، اما به طور کلی برای برش ورق های بزرگ فلز، که اغلب به صورت رول عرضه می شوند، تا اندازه قابل کنترلی، استفاده می شود. برای انجام این برش از یک تیغه استفاده می شود و برشها به طور معمول با سایر لبه های برش موجود، موازی هستند، با این حال امکان ایجاد برش، در یک زاویه نیز وجود دارد.

فرزکاری

فرزکاری یک فرایند برش فلز است که در آن تراشه ها توسط یک سری لبه هایی که روی محیط برش به صورت چرخشی حرکت می کنند، از هم جدا می شوند. بخش های لبه ها در هنگام برش با قطعه کار در تماس هستند در حالی که بقیه آزادانه حرکت می کنند. بنابراین، فرزکاری یک روش ماشینکاری استاندارد، با برش منقطع است.

سنگ زنی

سنگ زنی یکی دیگر از روش های برش فلزات است که در پایان کار قطعه ای که، نیاز به عملکرد سطح بالا، دقت در شکل و اندازه دارد، استفاده می شود. سنگ زنی معمولاً روش پایانی کار است زیرا قطعه کار را قادر می سازد تا به اندازه چند میکرومتر از حد تحمل اش، ماشینکاری شود.

برش اره ای

برش اره ای، با استفاده از اره نواری در موقعیت افقی یا عمودی انجام می شود. این برش، یک فرایند نسبتاً آهسته اما بسیار مقاوم است، زیرا می توان از آن، برای برش اشکال مختلف فلزات استفاده کرد. به طور معمول، از یک خنک کننده به منظور حذف گرمای ناشی از اصطکاک تیغ اره برش دهنده فلز، استفاده می شود.

روش‌های سنتی برش فلزات

قبل از ظهور فناوری‌های مدرن، انواع روش های برش فلزات به ابزارهای سنتی و دستی محدود می‌شد که هر یک با سادگی و محدودیت‌های خود شناخته می‌شدند. این روش‌ها هنوز هم در برخی پروژه‌های کوچک یا کارگاه‌های با بودجه محدود مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فرزکاری، یکی از این روش‌ها، با استفاده از ابزارهای چرخشی، فلز را تراش می‌دهد و برای ایجاد شیارها یا سطوح صاف در فلزات نرم مانند آلومینیوم مناسب است؛ اما دقت پایین و زمان‌بر بودن آن، کاربردش را محدود کرده است. سنگ زنی، روش دیگری است که از چرخ‌های ساینده برای صاف کردن سطح فلز استفاده می‌کند و بیشتر به عنوان مرحله تکمیلی پس از برش به کار می‌رود، هرچند سرعت پایین و عدم توانایی در برش‌های عمیق، آن را به گزینه‌ای کم‌کاربرد تبدیل کرده است.

رزوه زنی نیز که برای ایجاد رزوه‌های دقیق روی فلزات استفاده می‌شود، کاربرد محدودی دارد و نمی‌تواند نیازهای عمومی برش را برآورده کند. در نهایت، سمباده‌زنی با کاغذ سمباده یا ابزارهای ساینده، روشی ساده و ارزان برای پرداخت سطح است، اما برای برش‌های صنعتی یا دقیق مناسب نیست و بیشتر برای آماده‌سازی سطوح به کار می‌رود. این انواع روش های برش فلزات سنتی، اگرچه اقتصادی هستند، اما با ظهور روش‌های مدرن، جایگاه خود را تا حد زیادی از دست داده‌اند.

روش‌های مدرن برش فلزات

امروزه، انواع روش های برش فلزات مدرن با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، دقت و کارایی بی‌نظیری را به ارمغان آورده‌اند که برای پروژه‌های صنعتی و حرفه‌ای ایده‌آل هستند. برش لیزر، یکی از محبوب‌ترین این روش‌ها، با استفاده از پرتو متمرکز لیزر، فلز را ذوب یا تبخیر می‌کند و برش‌هایی با دقت فوق‌العاده (تا 0.1 میلی‌متر) ایجاد می‌کند؛ این روش برای طرح‌های پیچیده در صنایعی مانند خودروسازی و الکترونیک بسیار مناسب است، اما هزینه بالای دستگاه‌ها و محدودیت در برش فلزات خیلی ضخیم، از نقاط ضعف آن است.

برش پلاسما، گزینه‌ای دیگر از انواع روش های برش فلزات، با تولید پلاسما از طریق جریان الکتریکی و گاز، فلزات رسانا مانند فولاد و آلومینیوم را تا ضخامت 150 میلی‌متر به‌سرعت برش می‌دهد و برای پروژه‌های سنگین مانند کشتی‌سازی کاربرد دارد، هرچند دقت کمتری نسبت به لیزر دارد و لبه‌های برش ممکن است نیاز به پرداخت داشته باشند.

برش واترجت نیز با استفاده از جریان آب پرفشار و مواد ساینده، بدون تولید حرارت، فلزات و مواد حساس را با دقت بالا برش می‌دهد و برای ضخامت‌های تا 300 میلی‌متر مناسب است، اما سرعت پایین و هزینه عملیاتی بالا، استفاده از آن را محدود می‌کند. برش CNC، که با کنترل کامپیوتری انجام می‌شود، انعطاف‌پذیری بالایی دارد و با ترکیب ابزارهایی مثل لیزر یا پلاسما، برای تولید قطعات پیچیده در صنایع مختلف به کار می‌رود، هرچند نیاز به مهارت فنی و سرمایه‌گذاری اولیه دارد.

در نهایت، برش EDM یا تخلیه الکتریکی، با استفاده از جرقه‌های الکتریکی، فلزات سخت را با دقت بی نظیر برش می‌دهد و برای قالب‌سازی و قطعات پزشکی ایده آل است، اما سرعت پایین و هزینه بالا، آن را به پروژه‌های خاص محدود می‌کند. این انواع روش های برش فلزات مدرن، با تنوع و کارایی خود، نیازهای گسترده صنایع امروزی را پوشش می‌دهند.

مقایسه روش‌های برش فلزات

برای انتخاب از میان انواع روش های برش فلزات، باید فاکتورهایی مانند دقت، سرعت، هزینه و ضخامت فلز را مقایسه کرد. برش لیزر با دقت بالا و سرعت مناسب، برای طرح‌های پیچیده و تولید انبوه بهترین گزینه است، اما برای فلزات خیلی ضخیم یا غیرفلزی محدودیت دارد.

برش پلاسما، با توانایی برش فلزات ضخیم و هزینه کم، در پروژه‌های سنگین و صنعتی کاربرد دارد، ولی دقت متوسط و لبه‌های خشن، نیاز به پرداخت اضافی را ایجاد می‌کند. برش واترجت، با امکان برش بدون حرارت و دقت خوب، برای مواد حساس مناسب است، اما سرعت پایین و هزینه بالا، آن را برای پروژه‌های خاص محدود می‌کند.

برش CNC، با انعطاف‌پذیری و دقت بالا، برای تولید قطعات سفارشی ایده‌آل است، اما هزینه اولیه و نیاز به تخصص، از چالش‌های آن است. برش EDM نیز با دقت فوق العاده، برای فلزات سخت و پروژه‌های دقیق بهترین انتخاب است، ولی سرعت کم و هزینه زیاد، استفاده عمومی آن را کاهش می‌دهد. این مقایسه نشان می‌دهد که هر یک از انواع روش های برش فلزات، بسته به نیاز پروژه، مزایا و معایب خاص خود را دارند.

راهنمای انتخاب روش مناسب

انتخاب بهترین روش از میان انواع روش های برش فلزات به نیازهای پروژه بستگی دارد. اگر با فلزات نرم مانند آلومینیوم کار می‌کنید، برش لیزر یا واترجت گزینه‌های خوبی هستند، اما برای فولاد ضخیم، پلاسما یا واترجت مناسب‌تر است. برای فلزات نازک، لیزر دقت بالایی ارائه می‌دهد، در حالی که برای ضخامت‌های بالا، پلاسما و واترجت بهتر عمل می‌کنند.

اگر دقت برایتان اولویت دارد، لیزر، CNC یا EDM را انتخاب کنید، اما اگر بودجه محدود است، روش‌های سنتی یا پلاسما اقتصادی‌تر هستند. برای تولید سریع و انبوه، لیزر و CNC سرعت بیشتری دارند، در حالی که EDM برای کارهای ظریف و کند مناسب است. با در نظر گرفتن این نکات، می‌توانید از میان انواع روش های برش فلزات، گزینه‌ای را انتخاب کنید که بهترین تعادل را بین کیفیت، هزینه و زمان ارائه دهد.

ملاحظات ایمنی

هر یک از انواع روش های برش فلزات خطرات خاص خود را دارند و رعایت ایمنی ضروری است. در برش لیزر، عینک محافظ و تهویه مناسب برای جلوگیری از آسیب به چشم و استنشاق گازها لازم است. برش پلاسما به دلیل جرقه و حرارت بالا، نیازمند لباس مقاوم و دستکش است. در برش واترجت، باید از فشار بالای آب محافظت کرد و تجهیزات ایمنی استفاده شود. برای برش CNC و EDM نیز رعایت نکات ایمنی الکتریکی و مکانیکی، به‌ویژه در دستگاه‌های اتوماتیک، اهمیت دارد. این اقدامات، محیط کار را ایمن‌تر کرده و از حوادث جلوگیری می‌کند.

نتیجه گیری

شناخت انواع روش های برش فلزات، از روش‌های سنتی ساده تا فناوری‌های مدرن پیشرفته، به شما امکان می‌دهد تا با توجه به نوع فلز، ضخامت، دقت مورد نیاز و بودجه، بهترین گزینه را انتخاب کنید. روش‌های سنتی برای پروژه‌های کوچک و اقتصادی مناسب‌اند، در حالی که روش‌های مدرن مانند لیزر، پلاسما و واترجت، نیازهای صنعتی و پیچیده را برآورده می‌کنند. با ارزیابی دقیق نیازهای خود و رعایت نکات ایمنی، می‌توانید پروژه‌هایتان را با موفقیت و کیفیت بالا به پایان برسانید.