عوامل موثر بر کیفیت و هزینه برش لیزری
هنگامی که صحبت از برش فلز می‌شود، تنها می‌توان چند تکنیک را، با دقتی مشابه دقت و کیفیتی که برش لیزری ارائه می‌دهد مقایسه نمود. شما با برش لیزری، می‌توانید قطعاتی را با سرعت بالاتری بسازید، ضایعات کمتری تولید کنید، نیاز به ابزار خود را کاهش دهید و محصول نهایی با کیفیت‌تری تحویل بگیرید. همچنین پارامترهای دستگاه برش لیزری بسیار حائز اهمیت هستند و به طور مستقیم بر کیفیت و تأثیر برش دستگاه نیز تأثیر می‌گذارند.
در ادامه به برخی از عوامل تاثیرگذار بر کیفیت دستگاه برش لیزری اشاره می‌کنیم.
1- تأثیر فشار هوای کمکی
در برش لیزری، فشار هوای کمکی می‌تواند سرباره را از روی قطعه جدا کند و ناحیه تحت تاثیر گرما را نیز خنک کند. گاز کمکی شامل اکسیژن، هوای فشرده، نیتروژن و گاز بی‌اثر است، در فرآیند برش لیزری، لازم است فشار هوای کمکی برای به دست آوردن بهترین کیفیت برش تنظیم گردد. هنگامی که فشار هوای کمکی بیش از حد بالا باشد، جریان‌های مخالف بر روی سطح مواد ظاهر می‌شوند. در نتیجه، توانایی مواد برای حذف مواد مذاب ضعیف می‌شود و با افزایش فشار هوا، شکاف برش، گسترده‌تر و سطح برش، ناهموار‌تر می‌شود. همچنین هنگامی که فشار هوا کاهش پیدا می‌کند، مذاب نمی‌تواند به طور کامل دمیده شود و سطح پایینی به سرباره متصل می‌شود.
2- تاثیر توان و قدرت لیزر در برش لیزری
توان و قدرت لیزر تاثیر بسیار زیادی بر سرعت برش، عرض برش، ضخامت برش و کیفیت برش لیزری دارد. همچنین قدرت مورد نیاز به ویژگی‌های مواد و مکانیسم برش نیز بستگی دارد. به عنوان مثال، مواد با رسانایی حرارتی بالا، نقطه ذوب بالا و بازتابش بالا نیاز به قدرت لیزر بیشتری دارند. به طور کلی در شرایط دیگر، برش لیزری بهترین قدرت لیزر را برای کیفیت برش دارد. کاهش یا افزایش بیش از اندازه قدرت برش، باعث آویزان شدن یا گرم شدن بیش از حد سرباره می‌شود که منجر به کاهش کیفیت فرآیند می‌گردد.
علاوه بر موارد ذکر شده، با افزایش ولتاژ تخلیه و عرض پالس، قدرت و توان لیزر نیز افزایش می‌یابد و باعث افزایش عرض شکاف می‌شود.
3- تاثیر سرعت برش
در فرآیند برش لیزری، سرعت برش تاثیر بسیار مهمی در کیفیت آن دارد. سرعت برش ایده‌آل باعث می‌شود که سطح برش، خط نسبتاً پایداری داشته باشد و هیچ سرباره‌ای در پایین مواد وجود نداشته باشد. هنگامی که فشار گاز کمکی و توان لیزر ثابت است، یک رابطه معکوس غیر خطی بین سرعت برش و عرض شکاف نیز به وجود می‌آید. وقتی سرعت برش نسبت به حالت ایده‌آل، آهسته باشد، زمان اعمال انرژی و توان لیزر در شکاف طولانی می‌شود و در نتیجه عرض شکاف افزایش می‌یابد.
همچنین هنگامی که سرعت برش بسیار آهسته است، زمان اعمال پرتو لیزر بیش از حد طولانی می‌گردد و شکاف بالا و شکاف پایین قطعه نیز بسیار متفاوت می‌گردند و کیفیت برش کاهش می‌یابد. به همین منظور راندمان تولید نیز بسیار کاهش می‌یابد. اما با افزایش سرعت برش، زمان اعمال انرژی و توان لیزر بر روی قطعه کوتاه‌تر می‌شود، اثر انتشار گرما و اثر هدایت گرما کاهش می‌یابد و عرض شکاف نیز بر این اساس کاهش می‌یابد؛ در نتیجه راندمان برش افزایش می‌یابد.
پارامتر مهم دیگری که بر هزینه برش لیزر تأثیر می‌گذارد، کل زمان صرف شده و نرخ کلی در دقیقه است. سرویسی که انتخاب می‌کنید متناسب با پیچیدگی کلی، نوع لیزر و نیروی کار، نرخ مشخصی را به شما ارائه می‌دهد. پس از تنظیم نرخ، سرویس دهنده خدمات شما به سادگی آن را در کل زمان ضرب می‌کند تا قیمت نهایی را با توجه به زمان انجام فرایند بدست آورد. به این ترتیب در مرحله طراحی یک پروژه، شما می‌توانید دید مناسبی نسبت به این که هزینه برش لیزر چقدر برایتان تمام خواهد شد، داشته باشید.
4- تأثیر موقعیت کانونی
موقعیت کانونی فاصله‌ای است که لیزر تا سطح قطعه کار متمرکز می‌شود که مستقیماً بر زبری سطح قطعه کار، شیب و عرض شکاف و چسبندگی سرباره تاثیر می‌گذارد. اگر موقعیت کانونی خیلی زیاد باشد، گرمای جذب شده توسط بخش پایینی قطعه کار برش خورده را افزایش می‌دهد. هنگامی که سرعت برش و فشار هوای کمکی ثابت باشد، مواد برش و مواد نزدیک به جوش برش به شکل مایع در سطح زیرین جریان می‌یابند؛ در این حالت پس از خنک شدن، مواد مذاب مانند یک توپ به سطح زیرین قطعه کار می‌چسبند. اگر موقعیت کانونی جا مانده باشد، حرارت جذب شده توسط سطح زیرین قطعه را کاهش می‌دهد؛ به طوری که مواد موجود در شکاف برش کاملاً ذوب نمی‌شوند و برخی از باقی‌مانده‌های تیز و کوتاه به سطح زیرین تخته می‌چسبند. به طور کلی لازم است، موقعیت کانونی روی سطح قطعه کار یا کمی پایین‌تر از آن باشد.
5- نازل دستگاه
نازل در قسمت هد دستگاه برش لیزری قرار دارد که در کنترل هوای کمکی و محافظت از لنز دستگاه برش نقش به‌سزایی دارد.
چنانچه نازل دچار مشکل و یا خرابی شود، کیفیت برش گوشه‌های قطعه و سوراخ‌کاری قطعه دچار کاهش می‌یابد. همچنین اگر نازل نتواند به خوبی گاز کمکی را کنترل کند می‌تواند باعث از بین رفتن کل قطعه شود.
6- سنسور‌های دستگاه برش لیزری
دستگاه برش لیزری دارای سنسور‌های متعددی با کاربری متفاوت است. این سنسور‌ها معمولا حرارت بالا ناشی از گاز‌ها را کنترل می‌کنند و به آن واکنش نشان می‌دهند. چنانچه این سنسور‌ها به درستی عمل نکنند، نمی‌توانند حرارت بالا را به درستی نشان دهند و این امر سبب بروز اختلال می‌شود. در اثر حرارت بالا مواد از بین می‌روند و دستگاه صدمه می‌بیند؛ در نتیجه کیفیت برش لیزری کاهش می‌یابد.
7- ضخامت و صافی سطح قطعه
هر چه سطح قطعه مورد نظر صاف‌تر و ضخامت آن کم‌تر باشد، کیفیت برش لیزری افزایش می‌یابد. افزایش ضخامت فلز، سبب کاهش میزان دقت و صاف بود می‌شود، که این امر در کیفیت برش نهایی قطعه نیز تاثیرگذار خواهد بود. برش لیزری برای قطعاتی با ضخامت کم بسیار مناسب است.
هر چه مواد ضخیم‌تر باشند، طبیعتا زمان بیشتری طول می‌کشد تا لیزر به آن نفوذ کند و تمام آن را برش دهد. به همین دلیل است که ضخامت کلی مواد بر هزینه برش لیزر تأثیر می‌گذارد. بنابراین هر چه ضخامت قطعه‌ای که سفارش می‌دهید کم‌تر باشد، طبیعتا هزینه‌های نهایی شما نیز کم‌تر خواهد بود.
8- هزینه‌های دستگاه برش لیزری
یکی دیگر از راهکار‌هایی که لازم است جهت افزایش کیفیت برش لیزری انجام شود، سالم نگه داشتن دستگاه است. انجام سرویس‌های دوره‌ای، تعویض قطعات معیوب و رعایت تمیزی دستگاه برش لیزری از جمله فعالیت‌‌هایی است که سلامت دستگاه را تضمین می‌کند و در نهایت باعث افزایش کیفیت نهایی برش و حکاکی می‌شود.
9- تعداد سفارش
مدت زمانی که طول می‌کشد تا لیزر گرم شود نیز جزء هزینه‌های نهایی محسوب می‌گردد. لازم به ذکر است که برای سفارشات با حجم بالا، لیزر نیازی به تنظیم مجدد ندارد و می‌تواند مستقیماً به کار خود ادامه دهد. در نتیجه هزینه برش لیزری نهایی را نیز کاهش می‌دهد. بنابراین هر چه تعداد سفارشات شما بیشتر باشد، میزان هزینه‌های نهایی شما نیز کاهش می‌یابد.
نتیجه‌گیری – کیفیت و هزینه برش لیزری
مواردی که ذکر شد بر کیفیت برش لیزری محصول نهایی نیز تاثیرگذار هستند، می‌توان گفت همه‌ی این مراحل تعیین‌کننده‌ی هزینه‌ی نهایی خدمات برش لیزری محصول هستند. بدیهی است که متناسب با فرآیند برش و ویژگی‌های قطعه، میزان هزینه‌ی این خدمات نیز متفاوت خواهد بود. هزینه خدمات برش لیزری نیز به عوامل متعددی مانند نوع لیزر، نوع مواد و نیازهای کلی شما در ارائه محصول با کیفیت بستگی دارد.
