02155259297

در این مقاله قصد داریم فناوری برش لیزر فیبر را توضیح دهیم. لیزر‌ها در دو دسته طبقه بندی می‌شوند و در واقع، دو فناوری اصلی برای آن‌ها وجود دارد. اولین فناوری، لیزر گازی یا همان CO2 و دومین فناوری، لیزر حالت جامد می‌باشد. خود فناوری لیزر حالت جامد هم به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:

  1. فناوری لیزر YAG
  2. فناوری لیزر دیسک
  3. فناوری لیزر فیبر

در سال‌های اخیر فناوری برش لیزر فیبر مورد استقبال گسترده‌ای در صنایع مختلف قرار گرفته است. دلیل محبوبیت بالای این فناوری این است که مانند فناوری برش لیزر گازی، سرعت و کیفیت دارد ولی هزینه نگهداری آن به طرز قابل ملاحظه کمتر از فناوری برش لیزر گازی است.

 

تعریف برش لیزر فیبر

برش لیزر فلزات، یک نوع لیزر حالت جامد است که هسته آن از نوع فیبر نوری می‌باشد. در واقع از فیبر نوری در این نوع برش بهره گرفته می‌شود. فیبر نوری موجود در این نوع لیزر، به موادی مانند ایتربیم، نئودیمیم، تولیم، دیسپروزیم و … آغشته است. در واقع این مواد کار تقویت نور را در برش لیزر فیبری انجام می‌دهند؛ بدون این که نیازی به تولید پرتوی لیزر باشد. اشعه این نوع لیزرها به وسیله لیزر دانه درست می‌گردد و تقویت لیزر دانه هم به وسیله مواد فایبرگلاس و دیودهای تلمبه‌ای صورت می‌پذیرد. این را هم اضافه کنیم که برش لیزر فایبر دارای طولی برابر با 1.64 میکرومتر است.

 

مقایسه برش لیزر فیبر با برش لیزر گازی

شیوه استفاده از سیستم‌های برش لیزر فیبر، دقیقاً مانند سیستم‌های برش لیزر گازی است ولی یک سری تفاوت‌ها بین این دو نوع برش وجود دارد که در ادامه ذکر می‌کنیم.

  1. تفاوت اول بین این دو نوع برش، در شدت نور تولید شده و شیوه انتقال پرتو یا همان نور از منبع تغذیه به سر برش می‌باشد. در سیستم لیزر فیبر، پرتو به وسیله یک کابل فیبر نوری (که اتفاقاً بسیار هم انعطاف پذیر می‌باشد) به سر برش لیزر انتقال پیدا می‌کند؛ ولی در سیستم لیزر گازی، یک سری آیینه در فاصله مشخصی از هم دیگر قرار گرفته‌اند که وظیفه انتقال پرتوی نور را از منبع تغذیه به سر برش برعهده دارند.
  2. تفاوت دوم این دو نوع برش، در طول موج پرتوی لیزر تولید شده می‌باشد. سیستم لیزر فیبر، پرتوی لیزری با طول موج خیلی کم مثلاً یک میکرون تولید می‌کند؛ در صورتی که سیستم لیزر گازی، پرتوی لیزری با طول موج ده میکرون ایجاد می‌کند.

 

 کاربردهای فیبر لیزر

از فیبر لیزر برای ایجاد برش لیزر فلزات و مواد غیر فلزی استفاده می‌شود. هم برای ایجاد برش در سطوح محکم و غیر قابل نفوذ مانند برش لیزر آهن استفاده می‌شود و هم برای لیزر برش فلزات کوچک و ایجاد برش در سطوح بسیار ریز و ظریف.

 فواید فیبر لیزر

  1. طول عمر فیبر لیزر زیاد است و می‌تواند تا چیزی نزدیک به ۲۵۰۰۰ ساعت کار کند. یعنی شما می‌توانید از یک فیبر لیزر برای ایجاد برش در قطعات بسیار زیادی استفاده کنید.
  2. فیبر نوری انعطاف پذیری بسیار بالایی دارد. همین انعطاف پذیری بالای فیبر نوری است که انتقال نور به قطعات متحرک را هم ممکن می‌کند و باعث می‌شود برش لیزر، برای خم کردن فلز‌ها و پلیمرها و هم چنین برای کاربردهای دیگر بسیار مفید باشد.
  3. قدرت خروجی برش فیبر لیزر بالا است. این نوع لیزرها،در ناحیه فعال، امکان دارد طول زیادی داشته باشند و در واقع باعث بالا بودن بهره اپتیکی می‌شود.
  4. دفع گرما در هنگام استفاده از برش فیبر لیزر، نسبت به سایر روش‌های موجود برای برش، راحت‌تر است. از آنجایی که نسبت سطح به حجم در این لیزرها بالا می‌باشد. در نتیجه گرما راحت‌تر دفع می‌گردد.
  5. کیفیت نوری برش فیبر لیزر بالا است. لیزر، خاصیت موج بری دارد که همین خاصیت باعث می‌شود اعوجاج حرارتی مسیر نوری، کم شده و یا حتی این اعوجاج به صفر برسد. این نکته را بگوییم که اعوجاج حرارتی مسیر نوری، باعث تولید پرتوی نوری با پراکندگی محدود می‌شود و طبیعتا حذف اعوجاج‌ها، باعث تولید پرتوی نور با کیفیت زیاد می‌گردد. در واقع لیزرهای فیبری دارای خاصیت ثبات ارتعاشی هستند.
  6. برش فیبر لیزر خاصیتفشرده سازی دارد. از آنجایی که فیبر به منظور صرفه جویی در فضا، قابلیت خم شدن دارد و یا حتی می‌تواند پیچ داده شود؛ بنابراین قدرت لیزرهای فیبری زیاد می‌شود؛ به نحوی که قدرت آنها حتی با لیزر میله یا لیزر گازی هم برابری می‌کند.
  7. لیزر‌های فیبری درجه حرارت بالایی دارند.
  8. تعمیر و نگهداری لیزرهای فیبری هزینه زیادی ندارد و قطعات موجود در فیبر لیزر، ارزان هستند.
  9. لیزرهای فیبری، توان ایجاد پالس‌های نانو ثانیه‌ای، آن هم با پیک بالای توان را دارند. همین توانایی باعث می‌شود، علامت گذاری و حکاکی با این نوع لیزرها دقیق‌تر و ظریف‌تر صورت پذیرد و لبه‌های سطح برش داده شده با این نوع لیزرهای فیبری، منظم و دقیق شوند.
  10. لیزرهای فیبری به منظور درست کردن دستگاه‌های با سطح بالای صوتی موج‌های آکوستیک استفاده می‌شوند.
  11. در زمان انتشار نور در لیزرهای فیبر، از محیط حفاظت می‌شود.
  12. لیزرهای فیبر، قادر به بریدن سریع مواد نازک هستند.
  13. لیزرهای فیبر، قادر به بریدن مواد بازتابنده و صیقلی هستند. در واقع لیزرهای فیبر، عمل برش را بر روی این سطوح به نحوی انجام می‌دهند که خطر انعکاس از آنها، موجب وارد شدن آسیب به دستگاه نشود. پس یک سری فلز مانند برنج، آلومینیوم، مس و غیره را می‌توان به وسیله برش لیزر فایبر و بدون اینکه مشکل و ایراد خاصی ایجاد شود، برش داد.
  14. پرتوی ساطع شده از لیزر فیبر سرعت بسیار بالایی دارد و می‌تواند مواد بسیار محکم و ضخیم مثل فولاد را هم به سادگی ببرد.
  15. دقت بالای برش لیزر فیبر باعث می‌شود که آسیب خاصی به جسمی که فیبر بر روی آن، عمل برش را انجام می‌دهد وارد نشود. همین امر باعث می‌شود در بسیاری از صنعت‌ها، مانند صنعت الکترونیک، بتوان از این نوع برش استفاده کرد. می‌دانید که در صنعت الکترونیک، برش‌ها باید بر روی اندازه‌های بسیار کوچک صورت پذیرند و دقت و ظرافت در دستگاه برش در این صنعت، فوق العاده اهمیت دارد.