انواع خدمات لیزر فلزات
خدمات لیزر فلزات یا برش لیزری به فناوری برش فلزات یا اجسام دیگر بوسیله لیزر می گویند و اصلی ترین کاربرد برش لیزری در صنعت، و برای برش اجسام صنعتی است. عملیات برش لیزری بوسیله استفاده از اشعه لیزر انجام می گیرد. اشعه لیزر از یک خروجی قوی لیزر بر روی اجسامی که باید بریده شوند قرار می گیرد. که در این زمان بخش مورد نظر از جسم تعیین گردیده و سپس برش داده می شود.
قسمت هایی که بریده می شوند، یا می سوزند، یا به آب تبدیل می شود و یا تصعید شده و با فشار گاز از جسم حذف می شود. در هر صورت، باید گفت برش اجسام صنعتی با برش لیزر از سطح آن کیفیت بسیار بالایی دارد. لیزر انواع مختلفی دارد از جمله لیزر شیمیایی، لیزر گازی، لیزر جامد، لیزر رادیواکتیو، لیزر فیبری و… می باشد که هر کدام دارای کاربرد های متفاوتی هستند. اما عموما در صنعت تنها از لیزر جامد و لیزر گازی استفاده می شود.
خود لیزرهای جامد و لیزرهای گازی نیز به انواع مختلفی تقسیم می گردند؛ برای مثال لیزر صنعتی CO2 که یکی از محبوب ترین و پر کاربرد ترین نوع لیزر صنعتی گازی هستند، برای حکاکی و برش در موارد مختلفی از جمله پارچه، پلکسی گلاس، شیشه، چوب و… مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع لیزر
لیزرهای گازی
به حالت کلی، پهن شدن تراز های انرژی برای گازها، نسبتا کوچک می باشد. چرا که در گازها، ساز و کارهای مربوط به پهن شدگی خط، نسبت به جامدات ضعیف تر می باشد. ابزار برانگیخته شدن لیزرهای گازی معمولا ابزار الکتریکی می باشد. این به این معناست که دمش با عبور جریان به اندازۀ لازم (تپی یا dc) از گاز صورت می پذیرد.
لیزرهای گازی یونی
هنگام تخلیه در لیزرهای گاز یونی، تراز بالایی لیزر بوسیله دوبرخورد پشت سرهم و متوالی باالکترون مملو می گردد و نخستین برخورد؛ اتم خنثی را یونیزه نموده و در دومین برخورد سبب بازگشت این یون می گردد.
لیزر یاقوت
نخستین لیزر بکار گرفته شده که همچنان نیز مورد استفاده می باشد، لیزر یاقوت است. یاقوت، سال های بسیاری عنوان سنگ طبیعی پر ارزشی شناخته شده است.
لیزر حالت جامد
لیزر حالت جامد به لیزرهایی گفته می شود که در محیط فعال خود دارای بلور شیشه ای و یا عایق می باشند. البته لیزر های نیم رسانا، به صورت جداگانه مورد بررسی قرار خواهند گرفت. هم برای دمش و هم برای عمل لیزر دارای ساز و کاری کاملا متفاوت هستند. در لیزرهای حالت جامد معمولا یون های ناخالص وارد گردیده به بلور یونی به عنوان ماده فعال به کار گرفته می شوند.
انواع دستگاه برش لیزر فلزات
دستگاه برش لیزر ماشینی است که از آن برای برش دقیق هم فلز و هم غیر فلز استفاده می گردد. از این دستگاه صنعت استفاده زیادی می شود چرا که عملیات برش را با دقت و سرعت بالایی انجام می دهد. با کمک آن می توان بر روی اجسام مختلف برش و سوراخ کاری نمود و یا اشکال مختلف را بر روی مواد حک نمود.
انواع دستگاه برش لیزری
انواع دستگاه خدمات لیزر فلزات در نوع خاص CO2 و فایبر ساخته می شوند که هر یک مزایای خاص خود را دارند. در لیزر فایبر برخلاف CO2 هیچ کدام از قطعات و یا آینه های به کار رفته در آن حرکتی نداشته و ثابت اند و به همین دلیل از نظر هزینه کلی بسیار مفید تر خواهند بود. دستگاه فایبر 3 کیلو واتی یک سوم میزان مصرف دستگاه لیزر CO2 4 کیلو واتی نیرو مصرف می کند.
به لیزر صنعتی جامد نیز اکثرا لیزر یاگ می باشد، که از آن برای برش و حکاکی فلزات استفاده می گردد. به علاوه دستگاه لیزر CNC از این تکنولوژی استفاده می نماید. لیزر صنعتی جامد را می توان به دو قسمت دستگاه لیزر غیر فلزات و دستگاه لیزر فلزات تقسیم کرد که به توسط هدایت کامپیوتری به همراه لیزر ساطع شده از آن حک لیزری، برش لیزری و… را انجام می دهد.
از مهم ترین مزیت های این دستگاه می توان به سرعت بسیار بالا و خروجی کاملا یکسان به جهت بکارگیری هدایت کامپیوتری، اشاره نمود. از لیزر صنعتی در صنایع مختلفی از جمله صنایع ساختمانی، پژوهشی و آزمایشگاهی، هوافضا، ارتباطاتی، نظامی، پزشکی، شیمی، فیزیک و… استفاده می شود.
لیزرهای CO2
در خدمات لیزر فلزات بوسیله CO2، جریان الکتریسیته از یک لوله با مخلوط گاز عبور می کند و باعث تولید پرتوهای نور می شود. لولههای گاز در هر انتها دارای آینه هستند. یکی از این آینه ها به شکل بازتابنده عمل می کند و آینه دیگر این کار را به شکل جزئی انجام می دهد. گاز درون لوله ترکیبی از گازهای مختلف هیدروژن، دی اکسید کربن، هلیوم و نیتروژن است. این لیزرها در محدوده مادون قرمز، نور نامرئی تولید می کنند.
بیشترین قدرت لیزرهای CO2 تا چندین کیلو وات برای ماشین های صنعتی تخمین زده می شود. البته این موضوع استثا می باشد. بیشتر لیزرهای معمولی CO2 قدرتی برابر با 25 تا 100 وات با طول موجی معادل 10.6 میکرومتر دارند. این لیزرها برای موادی همچون کاغذ، چوب، پلاستیکهای آکریلیک، پارچه، چرم و… گزینه مناسبی هستند. به کمک این لیزرها می توان برش لیزری ورق آلومینیوم و برخی از فلزات را نیز انجام داد. البته لیزر CO2 برای برش لیزری فلزات مناسب نیست. به طور کلی این دستگاه ها قابلیت برش فلزات غیرآهنی را نیز دارند. همچنین قدرت این دستگاه نیز به کمک افزایش اکسیژن اعمال می شود.
لیزر فیبر
لیزر فیبر طول موجی برابر با 1.064 میکرومتر دارد و کار خود را با قطر کانونی بسیار کوچک انجام می دهد. حداقل عمر طولانی این دستگاه ها حدود 25000 ساعت بوده و قیمت بالایی دارند. لیزر فیبر نسبت به دو نمونه دستگاه برش لیزری عمر بهینه و طولانی تری دارد. ضمن اینکه امکان تولید پرتوهای پایدار و قدرتمندی را دارد.
این نوع لیزر ها از مدیریت بهتری نسبت به CO2 برخوردار هستند و می توانند برای برش لیزری استیل، آهن، علامت گذاری فلزات، پلاستیک، چوب، حکاکی فلز و… مورد استفاده باشند.
لیزرهای Nd:YAG/Nd:YVO
این دستگاه ها قدرت بالایی دارند و با قیمت بالایی نیز عرضه می شوند. عمر آنها بین 8000 تا 15000 تخمین زده می شود. بنابراین گزینه مقرون به صرفه ای برای برش لیزری نمی باشند.