איך עובד חותך לייזר?

טכנולוגיית חיתוך לייזר מתייחסת לשימוש בקרן לייזר לחיתוך חומרים. טכנולוגיה זו הובילה להמצאת תהליכים תעשייתיים רבים שהגדירו מחדש את מהירות ייצור קווי הייצור ואת עוצמתם של יישומי ייצור תעשייתיים.

חיתוך בלייזרזוהי טכנולוגיה חדשה יחסית. עוצמת הלייזר או קרינה אלקטרומגנטית משמשת לחיתוך חומרים בעלי חוזק משתנה. טכנולוגיה זו משמשת במיוחד להאצת תהליכים בקו הייצור. השימוש בקרני לייזר עבור יישומי ייצור תעשייתיים משמש במיוחד ביציקה של חומרים מבניים ו/או צנרת. בהשוואה לחיתוך מכני, חיתוך בלייזר 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 מפחית את הסיכוי שהחומר היקר יתעוות או ייחשף לחום רב.

מכונת חיתוך לייזר סיב לפח - נירוסטה ופלדת פחמן

התהליך

זה כרוך בפליטת קרן לייזר, על ידי גירוי של חומר לייזר כלשהו. הגירוי מתרחש כאשר חומר זה, בין אם גז או תדר רדיו, נחשף לפריקות חשמליות בתוך מארז. לאחר גירוי חומר הלייזר, קרן מוחזרת ומוחזרת ממראה חלקית. היא מקבלת את הזמן לצבור כוח ואנרגיה מספקת, לפני שהיא בורחת כסילון של אור קוהרנטי מונוכרומטי. אור זה עובר דרך עדשה, וממוקד בתוך קרן עוצמתית שקוטרה לעולם לא עולה על 0.0125 אינץ'. בהתאם לחומר שיש לחתוך, רוחב הקרן מותאם. ניתן להפוך אותה קטנה עד 0.004 אינץ'. נקודת המגע על פני החומר מסומנת בדרך כלל בעזרת 'נקב'. קרן הלייזר הפועם מכוונת לנקודה זו ולאחר מכן, לאורך החומר בהתאם לדרישה. השיטות השונות בהן נעשה שימוש בתהליך כוללות:

• אידוי
• להמיס ולנשוף
• להמיס, לנשוף ולשרוף
• סדקים במאמץ תרמי
• כתיבה
• חיתוך קר
• שריפה

כיצד פועל חיתוך בלייזר?

חיתוך בלייזרהוא יישום תעשייתי המתקבל באמצעות שימוש במכשיר לייזר לפליטת קרינה אלקטרומגנטית שנוצרת באמצעות פליטה מגורה. ה"אור" שנוצר נפלט דרך קרן בעלת דיברגנציה נמוכה. הכוונה היא לשימוש בפלט לייזר ממוקד בעל עוצמה גבוהה לחיתוך חומר. התוצאה היא התכה והתכה מהירים יותר של החומר. במגזר התעשייתי, טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב לשריפה ואידוי חומרים, כגון יריעות ומוטות של מתכות כבדות ורכיבים תעשייתיים בגדלים וחוזק משתנים. היתרון בשימוש בטכנולוגיה זו הוא שהפסולת מוסרת על ידי סילון גז לאחר ביצוע השינוי הרצוי, מה שנותן לחומר גימור פני שטח איכותי.

ציוד חיתוך לייזר CO2 

ישנם מספר יישומי לייזר שונים המיועדים לשימוש תעשייתי ספציפי.

לייזרי CO2 מופעלים על מנגנון המוכתב על ידי תערובת גז DC או אנרגיית גלי רדיו. עיצוב ה-DC משתמש באלקטרודות בתוך חלל, בעוד שלמהודים של RF יש אלקטרודות חיצוניות. ישנן תצורות שונות המשמשות במכונות חיתוך לייזר תעשייתיות. הן נבחרות בהתאם לאופן שבו קרן הלייזר אמורה להיות מעובדת על החומר. 'לייזרי חומר נעים' כוללים ראש חיתוך נייח, כאשר התערבות ידנית נדרשת בעיקר כדי להזיז את החומר שמתחתיו. במקרה של 'לייזרים היברידיים', יש שולחן שנע לאורך ציר XY, וקובע נתיב אספקת קרן. 'לייזרי האופטיקה המעופפת' מצוידים בשולחנות נייחים ובקרן לייזר שעובדת לאורך ממדים אופקיים. הטכנולוגיה מאפשרת כעת לחתוך דרך כל חומר משטח עם ההשקעה המינימלית בכוח אדם ובזמן.