איך עובד חותך לייזר?
טכנולוגיית חיתוך בלייזר מתייחסת לשימוש בקרן לייזר לחיתוך חומרים. טכנולוגיה זו הובילה להמצאה של תהליכים תעשייתיים רבים שהגדירו מחדש את מהירות הייצור בקו הייצור, ואת החוזק של יישומי ייצור תעשייתיים.
חיתוך בלייזרהיא טכנולוגיה חדשה יחסית. עוצמתו של לייזר או קרינה אלקטרומגנטית משמשת לחיתוך חומרים בעלי חוזק משתנה. טכנולוגיה זו משמשת במיוחד כדי להאיץ את תהליכי קו הייצור. השימוש בקרני לייזר ליישומי ייצור תעשייתי משמשים במיוחד ליציקה של חומר מבני ו/או צנרת. בהשוואה לחיתוך מכני, חיתוך לייזר אינו מזהם את החומר, עקב חוסר מגע פיזי. כמו כן, סילון האור העדין משפר את הדיוק, גורם חשוב מאוד ביישומים תעשייתיים. מכיוון שאין בלאי במכשיר, הסילון הממוחשב מקטין את הסיכוי שהחומר היקר יתעוות או ייחשף לחום רב.
מכונת חיתוך לייזר סיבים לפח - נירוסטה ופלדת פחמן
התהליך
זה כרוך בפליטה של קרן לייזר, על גירוי של חומר לייזר כלשהו. הגירוי מתרחש כאשר חומר זה, גז או תדר רדיו, נחשף לפריקות חשמליות בתוך מתחם. לאחר גירוי החומר הלייזר, קרן משתקפת ומקפיצה ממראה חלקית. מותר לאסוף כוח ואנרגיה מספקת, לפני שהוא בורח כסילון של אור קוהרנטי מונוכרומטי. האור הזה עובר עוד יותר דרך עדשה, וממוקד בתוך אלומה עזה שקוטרה לעולם אינו עולה על 0.0125 אינץ'. בהתאם לחומר שיש לחתוך, רוחב הקורה מותאם. זה יכול להיות קטן עד 0.004 אינץ'. נקודת המגע על חומר פני השטח מסומנת בדרך כלל בעזרת 'פירס'. קרן הלייזר הפועמת מכוונת לנקודה זו ולאחר מכן, לאורך החומר בהתאם לדרישה. השיטות השונות בהן נעשה שימוש בתהליך כוללות:
• אידוי
• להמיס ולנשוף
• להמיס, לנשוף ולשרוף
• פיצוח מתח תרמי
• כתיבה
• חיתוך קר
• שריפה
כיצד פועל חיתוך בלייזר?
חיתוך בלייזרהוא יישום תעשייתי המתקבל על ידי שימוש במכשיר לייזר כדי לפלוט את הקרינה האלקטרומגנטית הנוצרת באמצעות פליטה מגורה. ה'אור' הנוצר נפלט דרך אלומת דיברגנציה נמוכה. זה מתייחס לשימוש בפלט לייזר מכוון בעוצמה גבוהה כדי לחתוך חומר. התוצאה היא התכה והמסה מהירה יותר של החומר. במגזר התעשייתי נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיה זו לצריבה ואיידוי חומרים, כגון יריעות וסורגים של מתכות כבדות ורכיבים תעשייתיים בגודל וחוזק משתנים. היתרון בשימוש בטכנולוגיה זו הוא שהפסולת מועפת על ידי סילון גז לאחר ביצוע השינוי הרצוי, מה שמקנה לחומר גימור משטח איכותי.
ישנם מספר יישומי לייזר שונים המיועדים לשימוש תעשייתי ספציפי.
לייזרים CO2 מופעלים על מנגנון המוכתב על ידי תערובת גז DC או אנרגיית תדר רדיו. תכנון ה-DC משתמש באלקטרודות בתוך חלל, בעוד שלתהודי RF יש אלקטרודות חיצוניות. ישנן תצורות שונות המשמשות במכונות חיתוך לייזר תעשייתיות. הם בוחרים בהתאם לאופן שבו יש לעבוד על קרן הלייזר על החומר. 'לייזרי חומרים נעים' כוללים ראש חיתוך נייח, כאשר התערבות ידנית נדרשת בעיקר כדי להעביר את החומר מתחתיו. במקרה של 'לייזרים היברידיים', יש טבלה שנעה לאורך ציר ה-XY, וקובעת נתיב העברת קרן. ה'לייזרים האופטיים המעופפים' מצוידים בשולחנות נייחים, ובקרן לייזר הפועלת במידות אופקיות. הטכנולוגיה איפשרה כעת לחתוך כל חומר משטח עם מינימום השקעה בכוח אדם ובזמן.
