یک پرتو لیزر با چگالی بالا برای تابش مواد مورد برش استفاده می شود، به طوری که مواد به سرعت تا دمای تبخیر گرم شده و تبخیر می شوند و سوراخ هایی ایجاد می کنند. همانطور که پرتو در سراسر مواد حرکت می کند، سوراخ ها به طور مداوم یک شکاف برش با عرض بسیار باریک (به عنوان مثال، حدود 0.1 میلی متر) تشکیل می دهند.
از آنجایی که هیچ هزینه ای برای پردازش ابزار وجود ندارد، تجهیزات برش لیزری نیز برای تولید دسته های کوچکی از قطعات با اندازه های مختلف که قبلاً قابل پردازش نبودند، مناسب است. تجهیزات برش لیزری اغلب از تجهیزات CNC (فناوری کنترل عددی کامپیوتری) استفاده می کنند. این دستگاه می تواند داده های برش را از یک ایستگاه کاری طراحی به کمک رایانه (CAD) از طریق یک خط تلفن دریافت کند.
طبقه بندی
برش لیزری را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: برش لیزری با بخار، برش لیزری همجوشی، برش لیزری اکسیژن و شکستگی لیزری و کنترل شده.
1. برش بخار لیزری
از پرتو لیزر با چگالی انرژی بالا برای گرم کردن قطعه کار استفاده می شود که باعث می شود دما به سرعت بالا برود و در مدت زمان بسیار کوتاهی به نقطه جوش مواد برسد و مواد شروع به تبخیر و تشکیل بخار کنند. این بخارات با سرعت بسیار بالایی ساطع می شوند و همزمان با خروج بخارات، برش هایی روی مواد ایجاد می شود. گرمای تبخیر مواد به طور کلی بسیار زیاد است، بنابراین برش بخار لیزری به توان و چگالی توان زیادی نیاز دارد.
برش بخار لیزری عمدتاً برای برش مواد فلزی بسیار نازک و مواد غیر فلزی (مانند کاغذ، پارچه، چوب، پلاستیک و لاستیک و غیره) استفاده می شود.
2. برش فیوژن لیزری
در برش فیوژن لیزری، مواد فلزی با حرارت لیزر ذوب می شوند. سپس، گاز غیر اکسید کننده (Ar، He، N و غیره) از طریق یک نازل هم محور با پرتو پاشیده می شود و با استفاده از فشار قوی گاز، فلز مایع را بیرون می اندازد تا برش ایجاد شود. برش فیوژن لیزری نیازی به تبخیر کامل فلز ندارد و انرژی مورد نیاز تنها 1/10 برش تبخیر است.
برش همجوشی لیزری عمدتاً برای برش برخی از مواد با اکسیداسیون سخت یا فلزات فعال مانند فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، آلومینیوم و آلیاژهای آنها استفاده می شود.
3. برش لیزری اکسیژن
اصل برش لیزری اکسیژن مشابه برش اکسی استیلن است. از لیزر به عنوان منبع گرمای پیش گرمایش و از گاز فعال مانند اکسیژن به عنوان گاز برش استفاده می کند. از یک طرف، گاز تزریق شده با فلز برش تعامل می کند تا یک واکنش اکسیداسیون را القا کند و مقدار زیادی گرمای اکسیداسیون را آزاد کند. از سوی دیگر، اکسید مذاب و مذاب از ناحیه واکنش به بیرون دمیده میشوند تا یک فلز برش خورده را تشکیل دهند. از آنجایی که واکنش اکسیداسیون در طول فرآیند برش مقدار زیادی گرما تولید می کند، انرژی مورد نیاز برای برش اکسیژن لیزری تنها نصف انرژی برش فیوژن است و سرعت برش بسیار سریعتر از برش بخار لیزری و برش ذوبی است. برش لیزری اکسیژن عمدتاً برای مواد فلزی که به راحتی اکسید می شوند مانند فولاد کربنی، فولاد تیتانیوم و فولاد عملیات حرارتی استفاده می شود.
4. خط زدن لیزر و شکستگی کنترل شده
در خط نویسی لیزری، یک لیزر با چگالی انرژی بالا سطح یک ماده شکننده را اسکن می کند و باعث گرم شدن و تبخیر مواد می شود و یک شیار کوچک را تشکیل می دهد. سپس فشار خاصی وارد می شود و مواد شکننده در امتداد شیار کوچک ترک می خورند. لیزرهای مورد استفاده برای خط نویسی لیزری عموماً لیزرهای سوئیچ کیو و لیزرهای CO2 هستند.
شکست کنترلشده از توزیع دمای شیبدار ایجاد شده توسط لیزر برای ایجاد تنشهای حرارتی موضعی در مواد شکننده استفاده میکند که باعث میشود مواد در امتداد شیارهای کوچک شکسته شوند.
ویژگی ها
در مقایسه با سایر فرآیندهای برش حرارتی، برش لیزری به طور کلی با سرعت برش بالا و کیفیت بالا مشخص می شود. خلاصه خاص به شرح زیر است.
⑴ کیفیت برش خوب
با توجه به نقطه کوچک لیزر، چگالی انرژی بالا و سرعت برش سریع، برش لیزری می تواند کیفیت برش بهتری را به دست آورد.
برش برش لیزری باریک است، هر دو طرف شکاف موازی و عمود بر سطح هستند و دقت ابعادی قطعات برش را می توان