پارامترهای مهم برای افزایش و کنترل کیفیت برش لیزری فلزات

برش لیزری فلزات یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های برش و شکل‌دهی در صنایع امروزی است که دقت بالا، سرعت مناسب و انعطاف‌پذیری بی‌نظیری را ارائه می‌دهد. با این حال، کیفیت نهایی برش تنها به نوع دستگاه لیزر فلزات بستگی ندارد، بلکه مجموعه‌ای از پارامترهای برش لیزر باید به درستی تنظیم و کنترل شوند. این پارامترها شامل توان لیزر، سرعت برش، فشار و نوع گاز کمکی، فاصله فوکوس و حتی کیفیت مواد اولیه است.

در واقع یکی از اصلی‌ترین قسمت‌های کار که شاید قبل از خرید دستگاه برش لیزر به آن توجه نشود، توانایی کار کردن با دستگاه است. شاید بسیاری از صنعتگران دچار این اشتباه می‌شوند که این دستگاه با یک دکمه خاموش روشن و تعیین ضخامت ورق طرحی که آنها مد نظر دارند را برش می‌دهد، اما در واقع چنین نیست. توانایی کار کردن با دستگاه و اپراتوری دستگاه امری است به شدت تاثیر گذار که باید مانند سایر مهارت ها یاد گرفت و بهبود بخشید تا در نهایت به خروجی مطلوب و مورد نظر خود برسیم.

هدف این مقاله بررسی پارامترهای مهم برای افزایش و کنترل کیفیت برش لیزری فلزات است تا بتوانید با درک دقیق این عوامل، از دستگاه خود بهترین خروجی را دریافت کنید و هزینه‌های تولید را کاهش دهید.

پارامترهای مهم در کنترل کیفیت برش لیزری فلزات

کنترل کیفیت در فرآیند برش لیزری به معنای دستیابی به لبه‌های صاف، بدون پلیسه و بدون اعوجاج است که رسیدن به این موارد همان مهارت اپراتوری و کارکردن با دستگاه است. اصطلاحا ابتدا باید دستگاه پارامترگیری شود تا در نهایت به خروجی مورد نظر برسیم. بهتر است همینجا به این نکته مهم اشاره کنیم که هر دستگاه به صورت اختصاصی باید با اعداد و ارقام مختص خود همان دستگاه پارامترگیری شود. اینگونه نیست که بتوان دو دستگاه با توان و قطعات سخت افزاری یکسان را با پارامترهایی شبیه به هم دیگر پارامترگیری کرد.

هر دستگاه جداگانه برای ورق‌های مختلف با جنس و ضخامت‌های متفاوت باید پارامترگیری شود و این کار نیازمند مهارت و تجربه است. حال شما می‌توانید در این مسیر یا خودتان اگر تخصصش را دارید این کار را انجام دهید یا از افراد متخصص بخواهید دستگاه‌تان را پارامترگیری کنند. البته در نظر داشته باشید که اگر دستگاهی را از شرکت معتبری خریداری کرده‌اید این وظیفه شرکت است تا نیرو متخصص خود را اعزام کند و دستگاه را برای شما نصب و راه اندازی کند. پارامترهای برش ورق‌های مختلف را تنظیم و ذخیره کند و شما به هنگام برش فقط آنها را بازخوانی کنید تا دستگاه طبق همان دستور ها اقدام به برش کند.

برخی از مهم‌ترین پارامترهای برش لیزر که در کنترل کیفیت برش لیزری روی فلزات نقش دارند عبارتند از:

توان لیزر (Laser Power)

توان لیزر مستقیماً میزان انرژی منتقل‌شده به سطح فلز را تعیین می‌کند. توان بیش از حد باعث سوختگی و ذوب ناخواسته می‌شود و توان کم موجب عدم برش کامل خواهد شد. انتخاب توان به ضخامت و نوع فلز وابسته است.

در نظر داشته باشید که دستگاه‌ها با توان‌های مختلف حداکثر ضخامت‌های برش متفاوتی می‌توانند انجام دهند. مثلا دستگاه 1.5 کیلووات می‌تواند تا نهایت 12 میل ورق آهن را برش بزند و یا دستگاه 3 کیلووات می‌تواند نهایتا تا 22 میل برای شما برش انجام دهد. این نکته را برای آن بیان نمودیم که ورق‌های ضخیم‌تر از حد توان دستگاه‌تان برش نزنید چرا که به سورس دستگاه فشار وارد می‌کنید و بعد از آن عمر مفید دستگاه کاهش میابد.

سرعت برش (Cutting Speed)

سرعت حرکت هد لیزر نسبت به سطح فلز، یکی از اصلی‌ترین پارامترهای برش لیزر است.

• سرعت زیاد: ممکن است برش ناقص بماند یا پلیسه ایجاد شود.
• سرعت کم: باعث سوختگی و تغییر رنگ لبه‌ها خواهد شد.

در واقع به صورت کلی به هنگام پارامترگیری سرعت و توان دو پارامتر اصلی هستند که معمولات با هم باید هماهنگ باشند یعنی با ایجاد تغییر در توان برش جهت است سرعت نیز متناسب با آن توان تغییر کند تا کیفیت برش پائین نیاید.

گاز کمکی (Assist Gas)

گاز کمکی (مانند اکسیژن، نیتروژن یا هوا) نقش حیاتی در خنک‌کاری، دفع مواد ذوب‌شده و بهبود کیفیت سطح دارد.

• اکسیژن: برای فولاد کربنی با برش سریع‌تر ولی ایجاد لبه اکسیدی
• نیتروژن: برای استیل ضد زنگ و آلومینیوم با لبه‌ای براق و بدون اکسید
• هوا: گزینه‌ای اقتصادی برای پروژه‌های سبک

نکته: معمولا پیش می‌آید که به هنگام راه‌اندازی همه پارامترها درست است و همه چیز به درستی انجام شده است اما نهایتا کیفیت برش مورد پسند نیست. طبق تجربه گاز مورد استفاده بیش از چند ماه است که در کپسول مانده است معمولا این مورد یعنی ماندن گاز در کپسول به شدت در کیفیت برش اختلال ایجاد می‌کند. پس اگر به هنگام راه اندازی دستگاه و یا بعد از مدتی به هنگام برش ورق‌های خود به کیفیت مطلوب نرسیدید و یا شاهد افت کیفیت برش بودید، حتما یک‌بار کپسول گاز دستگاه را مجدد شارژ کنید و بعد از آن با گاز تازه برش را امتحان کنید در اغلب موارد در صورتی که گاز کپسول کهنه باشد کیفیت برش کاهش می‌ابد.

فاصله فوکوس (Focal Position)

تنظیم دقیق نقطه فوکوس لیزر باعث می‌شود انرژی به‌طور بهینه بر سطح فلز متمرکز شود. فوکوس اشتباه می‌تواند باعث ناصافی لبه‌ها یا کاهش سرعت برش شود.

فاصله فوکوس (Focal Position) چیست؟

فاصله فوکوس، فاصله بین لنز لیزر و سطح فلز است که پرتو لیزر در آن نقطه بیشترین تراکم انرژی را دارد. در این نقطه، پرتو لیزر کوچک‌ترین قطر و بیشترین توان حرارتی را دارد و باعث برش یا حکاکی دقیق و تمیز می‌شود.

به عبارت ساده، فوکوس مانند نوک یک مداد است؛ اگر درست روی نقطه مورد نظر قرار گیرد، خطوط دقیق و واضح ایجاد می‌کند، اما اگر اشتباه باشد، لبه‌ها تار و غیر دقیق خواهند شد.

چرا تنظیم دقیق فوکوس اهمیت دارد؟

1. کیفیت لبه‌ها

• وقتی فوکوس دقیق باشد، انرژی لیزر به صورت متمرکز روی سطح فلز تابیده می‌شود و لبه‌های برش صاف، بدون ذوب اضافی و پلیسه خواهند بود.
• اگر فوکوس بالاتر یا پایین‌تر از سطح فلز باشد، پرتو لیزر پراکنده می‌شود و باعث لبه‌های ناصاف و سوختگی جزئی می‌شود.

2. سرعت برش

• فوکوس درست باعث می‌شود برش با سرعت مناسب و بدون نیاز به چند پاس انجام شود.
• فوکوس اشتباه به معنای انرژی کمتر روی سطح است و مجبور می‌شوید سرعت دستگاه را کم کنید یا چند بار برش دهید، که باعث کاهش بهره‌وری می‌شود.

3. عمق و دقت برش

• با تنظیم صحیح فاصله فوکوس، لیزر می‌تواند به طور کامل از ضخامت فلز عبور کند و برشی دقیق و یکنواخت ایجاد کند.
• فوکوس اشتباه ممکن است باعث شود وسط برش ناقص باشد یا لبه‌ها بیش از حد ذوب شوند.

4. کاهش آسیب به مواد و دستگاه

• تمرکز دقیق پرتو باعث می‌شود تنها بخش مورد نظر فلز تحت حرارت شدید قرار گیرد و از آسیب حرارتی به اطراف جلوگیری شود.
• همچنین، فشار کمتر روی قطعات مکانیکی دستگاه و لنز کاهش می‌یابد و طول عمر دستگاه افزایش می‌یابد.

5.کیفیت مواد اولیه

حتی بهترین دستگاه برش لیزر فلزات هم نمی‌تواند کیفیت برش عالی روی فلزات زنگ‌زده، آلوده یا با ضخامت غیریکسان ارائه دهد. انتخاب ورق‌های استاندارد با ضخامت یکنواخت و سطح تمیز، اهمیت زیادی دارد.

پس اگر شاهد کیفیت پائین برش روی مواد اولیه‌های نامرغوب، زنگ زده، ناصاف، دارای آلودگی و …. بودید، نگران نباشید دستگاه شما مشکلی ندارد و این ایراد قطعه کار و جنس متریال است.

6.نوع نازل و قطر آن

نقش نازل در برش لیزری فلزات

نازل یا سر لیزر، قطعه‌ای است که گاز کمکی را به محل تماس پرتو لیزر با فلز هدایت می‌کند و همچنین مسیر لیزر را کنترل می‌کند. جریان گاز کمکی، مواد ذوب‌شده را از محل برش خارج می‌کند و به خنک‌کاری منطقه کمک می‌کند. بنابراین نازل مستقیماً روی کیفیت لبه‌ها، سرعت برش و دقت دستگاه تأثیر دارد.

قطر نازل تعیین می‌کند جریان گاز کمکی و پرتو لیزر چگونه به سطح برسند. نازل نامناسب باعث پاشش مواد و افت کیفیت می‌شود.

چگونه انتخاب نازل مناسب کیفیت برش را افزایش می‌دهد؟

1. جلوگیری از پاشش مواد ذوب‌شده به اطراف برش
2. ایجاد لبه‌های صاف و بدون پلیسه
3. افزایش سرعت برش بدون کاهش کیفیت
4. کاهش نیاز به عملیات پس‌پرداخت (Post-Processing)
5. محافظت از لنز و هد لیزر در برابر ذرات پرتاب‌شده

7.پایداری دستگاه و مادربرد کنترلر

مادربرد و سیستم کنترل دستگاه چیست؟

مادربرد یا کنترلر دستگاه لیزر قلب و مغز دستگاه محسوب می‌شود. این قطعه مسئول دریافت دستورهای نرم‌افزاری، پردازش آن‌ها و ارسال فرمان به موتورها و هد لیزر است تا مسیر پرتو و سرعت حرکت به دقت انجام شود.

سیستم حرکتی دستگاه نیز شامل ریل‌ها، تسمه‌ها، موتورهای سروو یا پله‌ای و مکانیزم‌های هدایت هد لیزر است که اجازه حرکت دقیق در راستای X و Y و در برخی دستگاه‌ها Z را می‌دهد.

چرا مادربرد و پایداری دستگاه مهم است؟

1. دقت مسیر برش

• مادربرد پیشرفته می‌تواند داده‌های مسیر لیزر را با دقت بالا پردازش کند و حرکات موتور را بدون لرزش یا تاخیر اجرا کند.
• اگر مادربرد ضعیف باشد، هنگام اجرای خطوط پیچیده یا منحنی‌های ریز، لرزش یا تغییر مسیر جزئی رخ می‌دهد و باعث کاهش دقت برش و ایجاد لبه‌های ناهموار می‌شود.

2. کنترل سرعت و هماهنگی با توان لیزر

• مادربرد حرفه‌ای توانایی هماهنگ کردن سرعت هد لیزر با توان و تمرکز پرتو را دارد.
• این هماهنگی باعث می‌شود لیزر بیش از حد روی یک نقطه نماند یا نقاطی از فلز کم‌برش شوند.

3. پایداری در پروژه‌های طولانی

• در برش‌های طولانی یا فایل‌های پیچیده، مادربردهای ضعیف ممکن است دچار خطا یا هنگ کردن شوند.
• مادربرد پیشرفته با پردازش سریع و پایدار، اجازه اجرای بدون توقف طرح‌های سنگین را می‌دهد.

4. کاهش لرزش مکانیکی

• پایداری فریم و سیستم حرکتی دستگاه به همراه کنترل دقیق مادربرد باعث کاهش لرزش و حرکت ناخواسته هد لیزر می‌شود.
• این مسئله به خصوص در فلزات نازک یا پروژه‌های دقیق بسیار مهم است.

5. کیفیت لبه‌ها و کاهش پلیسه

• مادربرد پایدار و سیستم حرکتی دقیق باعث می‌شود لبه‌ها صاف و بدون پلیسه باشند، حتی در سرعت بالا.
• در مقابل، مادربرد ضعیف یا سیستم حرکتی ناپایدار باعث لبه‌های سوخته، ناهموار و نا دقیق می‌شود

کیفیت مادربرد و سیستم حرکتی دستگاه در کاهش لرزش و اجرای دقیق مسیر نقش کلیدی دارد. دستگاه‌هایی با مادربرد پیشرفته و پایدار، دقت بالاتری در برش فلزات ارائه می‌دهند.

پارامترهای مهم در افزایش کیفیت برش لیزری فلزات

افزایش کیفیت برش نه تنها به کنترل صحیح پارامترها بستگی دارد، بلکه نیازمند بهینه‌سازی مستمر و شناخت دقیق فرآیند است. برخی اقدامات برای افزایش کیفیت:

1. تنظیم بهینه توان و سرعت متناسب با ضخامت فلز

برای فلزات نازک‌تر، توان پایین‌تر و سرعت بالاتر باعث کاهش پلیسه می‌شود؛ در حالی که برای فلزات ضخیم، توان بالا و سرعت کم به برش کامل کمک می‌کند.

2. استفاده از گاز مناسب با فشار کنترل‌شده

مثلاً استفاده از نیتروژن با فشار بالا در برش استیل ضد زنگ، لبه‌ای بدون اکسید و تمیز ایجاد می‌کند.

3. تنظیم دقیق فوکوس با کمک سیستم اتوفوکوس

برخی اجزای دستگاه برش لیزر دارای سیستم فوکوس خودکار هستند که این فرآیند را بسیار دقیق‌تر می‌کنند.

4. نگهداری منظم دستگاه لیزر

کالیبراسیون، تعویض به‌موقع لنزها و تمیزکاری دوره‌ای می‌تواند کیفیت برش را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

5. استفاده از نرم‌افزارهای بهینه

برنامه‌هایی مانند CypCut یا RDWorks امکان تعیین مسیر برش بهینه و کاهش زمان تولید را فراهم می‌کنند.

6. آموزش اپراتور

هیچ دستگاهی بدون اپراتور ماهر نمی‌تواند خروجی بی‌نقص بدهد. آموزش مداوم اپراتورها در زمینه لیزر پارامتر و تکنیک‌های حرفه‌ای برش، کیفیت را تضمین می‌کند.

انتخاب نهایی پارامترهای برش لیزر

برای دستیابی به برش دقیق و باکیفیت، تنها خرید دستگاه برش لیزر فلزات کافی نیست. شما باید تمامی پارامترهای برش لیزر را به درستی بشناسید و متناسب با نوع پروژه آن‌ها را تنظیم کنید. عواملی مانند توان لیزر، سرعت برش، نوع گاز کمکی، فاصله فوکوس و کیفیت مواد اولیه بیشترین تأثیر را بر نتیجه نهایی دارند.

اگر قصد خرید دستگاه برش لیزر برای پروژه‌های صنعتی دارید، به کیفیت قطعات کلیدی مانند تیوب لیزر، مادربرد، هد و نازل توجه ویژه داشته باشید و از برندهایی استفاده کنید که امکان پشتیبانی و خدمات پس از فروش مطمئن دارند. شرکت نوین کات با سال‌ها تجربه در زمینه تولید و عرضه انواع دستگاه‌های لیزر فلزات و دستگاه برش لیزر غیر فلزات می‌تواند انتخابی مناسب برای شما باشد.

سوالات متداول

1. مهم‌ترین پارامتر برش لیزر برای فلزات ضخیم چیست؟

توان لیزر و نوع گاز کمکی بیشترین اهمیت را دارند. توان بالاتر و اکسیژن یا نیتروژن با فشار مناسب، برش تمیزتری ایجاد می‌کنند.

2. آیا فاصله فوکوس در کیفیت برش تأثیر دارد؟

بله، تنظیم اشتباه فوکوس باعث سوختگی یا برش ناقص می‌شود. استفاده از سیستم اتوفوکوس توصیه می‌شود.

3. چه عواملی باعث پلیسه در برش لیزری می‌شوند؟

سرعت پایین، توان بیش از حد، استفاده از گاز نامناسب یا نازل معیوب از مهم‌ترین دلایل پلیسه هستند.

4. چگونه می‌توان کیفیت برش لیزری را بهبود داد؟

با تنظیم دقیق پارامترها، نگهداری منظم دستگاه و استفاده از گاز و نرم‌افزار مناسب.

5. آیا همه دستگاه‌های لیزر توانایی برش فلزات ضخیم را دارند؟

خیر، این موضوع به قدرت تیوب لیزر، کیفیت مادربرد و طراحی سیستم حرکتی دستگاه بستگی دارد.