چگونه دقت پردازش برش لیزری را بهبود بخشیم

دقت برش لیزری اغلب بر کیفیت فرآیند برش تأثیر می‌گذارد. اگر دقت دستگاه برش لیزری منحرف شود، کیفیت محصول برش خورده بی‌کیفیت خواهد بود. بنابراین، چگونگی بهبود دقت دستگاه برش لیزری، مسئله اصلی برای متخصصان برش لیزری است.

۱. برش لیزری چیست؟
برش لیزری فناوری‌ای است که از پرتو لیزر با چگالی توان بالا به عنوان منبع گرما استفاده می‌کند و برش را با حرکت نسبی با قطعه کار انجام می‌دهد. اصل اساسی آن این است: پرتو لیزر با چگالی توان بالا توسط لیزر ساطع می‌شود و پس از متمرکز شدن توسط سیستم مسیر نوری، به سطح قطعه کار تابانده می‌شود، به طوری که دمای قطعه کار فوراً به دمایی بالاتر از نقطه ذوب یا نقطه جوش بحرانی افزایش می‌یابد. در عین حال، تحت تأثیر فشار تابش لیزر، محدوده خاصی از گاز پرفشار در اطراف قطعه کار تولید می‌شود تا فلز ذوب شده یا بخار شده را از بین ببرد و پالس‌های برش می‌توانند به طور مداوم در مدت زمان مشخصی تولید شوند. با حرکت موقعیت نسبی پرتو و قطعه کار، در نهایت شکافی برای دستیابی به هدف برش تشکیل می‌شود.
برش لیزری هیچ گونه پلیسه، چین و چروک و دقت بالایی ندارد که از برش پلاسما بهتر است. برای بسیاری از صنایع تولیدی الکترومکانیکی، سیستم‌های برش لیزری مدرن با برنامه‌های میکروکامپیوتری می‌توانند به راحتی قطعات کار با اشکال و اندازه‌های مختلف را برش دهند، بنابراین اغلب نسبت به فرآیندهای پانچ و پرس قالب ترجیح داده می‌شوند. اگرچه سرعت پردازش آن کندتر از پانچ قالب است، اما قالب مصرف نمی‌کند، نیازی به تعمیر قالب ندارد و در زمان تعویض قالب‌ها صرفه‌جویی می‌کند، در نتیجه هزینه‌های پردازش را کاهش می‌دهد و هزینه‌های محصول را کاهش می‌دهد. بنابراین، به طور کلی اقتصادی‌تر است.

۲. عوامل مؤثر بر دقت برش
(1) اندازه نقطه
در طول فرآیند برش دستگاه برش لیزر، پرتو نور توسط لنز سر برش به یک کانون بسیار کوچک متمرکز می‌شود، به طوری که کانون به چگالی توان بالایی می‌رسد. پس از متمرکز شدن پرتو لیزر، یک نقطه تشکیل می‌شود: هرچه نقطه پس از متمرکز شدن پرتو لیزر کوچکتر باشد، دقت پردازش برش لیزر بالاتر است.
(2) دقت میز کار
دقت میز کار معمولاً تکرارپذیری پردازش برش لیزری را تعیین می‌کند. هرچه دقت میز کار بالاتر باشد، دقت برش نیز بالاتر است.
(3) ضخامت قطعه کار
هرچه قطعه کار مورد پردازش ضخیم‌تر باشد، دقت برش کمتر و شکاف بزرگتر است. از آنجایی که پرتو لیزر مخروطی است، شکاف نیز مخروطی است. شکاف یک ماده نازک‌تر بسیار کوچکتر از شکاف یک ماده ضخیم‌تر است.
(4) جنس قطعه کار
جنس قطعه کار تأثیر خاصی بر دقت برش لیزری دارد. در شرایط برش یکسان، دقت برش قطعات با جنس‌های مختلف کمی متفاوت است. دقت برش صفحات آهنی بسیار بیشتر از صفحات مسی است و سطح برش صاف‌تر است.

۳. فناوری کنترل موقعیت فوکوس
هرچه عمق کانونی لنز فوکوس کننده کمتر باشد، قطر نقطه کانونی کوچکتر است. بنابراین، کنترل موقعیت فوکوس نسبت به سطح ماده برش بسیار مهم است که می‌تواند دقت برش را بهبود بخشد.

۴. فناوری برش و سوراخکاری
هر فناوری برش حرارتی، به جز چند مورد که می‌تواند از لبه صفحه شروع شود، عموماً نیاز به ایجاد یک سوراخ کوچک در صفحه دارد. پیش از این، در دستگاه کامپوزیت مهرزنی لیزری، ابتدا از پانچ برای ایجاد سوراخ استفاده می‌شد و سپس از لیزر برای شروع برش از سوراخ کوچک استفاده می‌شد.

۵. طراحی نازل و فناوری کنترل جریان هوا
هنگام برش لیزری فولاد، اکسیژن و پرتو لیزر متمرکز از طریق نازل به ماده برش خورده شلیک می‌شوند و در نتیجه یک پرتو جریان هوا تشکیل می‌شود. الزامات اساسی برای جریان هوا این است که جریان هوای ورودی به برش باید بزرگ و سرعت آن بالا باشد، به طوری که اکسیداسیون کافی بتواند واکنش کاملاً گرمازا در ماده برش ایجاد کند. در عین حال، مومنتوم کافی برای بیرون راندن ماده مذاب وجود داشته باشد.