מהו חיתוך בלייזר וכיצד זה עובד?

חיתוך בלייזר היא טכנולוגיה המשתמשת בלייזר כדי לחתוך או לקדוח חומר. ניתן להשתמש בתהליך לחיתוך חומרים שונים, כולל מתכת, עץ, פלסטיק וטקסטיל. חיתוך לייזר מועיל ביישומי ייצור בהם נדרשת רמה גבוהה של דיוק. לדוגמה, זה יכול ליצור דפוסים או צורות מורכבות בחלקי מתכת שיהיה קשה לייצר בשיטות מסורתיות. אז איך עובד חיתוך לייזר?

כיצד פועל חיתוך בלייזר

תהליך חיתוך הלייזר מתחיל מהרעיון שלך. לאחר שפיתחת את זה, אתה יכול השתמש ב- CorelDRAW להכין את הגרפיקה או כל תוכנת 2D אחרת ולשלוח את הנתונים ללייזר. חותך הלייזר מייצר קרן לייזר בעלת עוצמה גבוהה המכוונת אל החומר באמצעות ראש הלייזר. לאחר מכן הקרן נמסה, מתאדה או נשרפת דרך החומר, בהתאם לעוצמת הלייזר ולתכונות החומר.

הלייזר משתמש בדרך כלל במערכת בקרת תנועה או מערכת תכנות ייחודית הנקראת G-code כדי לשלוט בתנועות הלייזר. קוד ה-G נותן ללייזר, למשל, לאן לעבור וכמה כוח להשתמש, מה שמאפשר לו לחתוך חומר בצורה מדויקת מאוד. לדוגמה, קובץ קוד G עשוי לומר ללייזר לנוע על פני פיסת עץ בקו ישר, ולבצע אלפי חתכים זעירים לאורך הדרך. תגלה כיצד להכין קובץ G-code.

התהליך ייצור חיתוך מדויק ונקי ללא כוויות או סימני חריכה. המוצר המוגמר מוסר מהמכונה לאחר השלמת החיתוך וקירור החומר, ללא צורך בעיבוד מחדש של החומר. חיתוך בלייזר הוא שיטה מדויקת ורב-תכליתית ליצירת הכל, החל מחלקים קטנים ועד רכיבים מורכבים.

יישומים של חיתוך בלייזר

בעולם המודרני, חותכי לייזר הם טכנולוגיה שימושית ביותר. להלן שמונה דוגמאות לתעשיות בהן ניתן להשתמש בחיתוך לייזר:

• ייצור רכב: זה עוזר ליצור חלקים ורכיבים לרכב עם דיוק גבוה.
• ייצור תעופה וחלל: משמש לעתים קרובות ליצירת חלקי מטוסים בשל דיוקם ויעילותם.
• מכשירים רפואיים: משמש לעתים קרובות בתחום הרפואי עבור מכשירים כגון קוצבי לב ותומכנים.
• ייצור אלקטרוניקה: חותכי לייזר יוצרים מעגלים ורכיבים אלקטרוניים אחרים.
• עיבוד מזון: מכונות אלו משמשות יותר ויותר בתעשיית המזון למשימות כמו חיתוך וחתך לקוביות.
• ייצור טקסטיל: משמש לעתים קרובות ליצירת דוגמאות וצורות בבד.
• חיתוך זכוכית: זה יכול לשמש ליצירת עיצובים מורכבים בזכוכית.
• עיבוד עץ: אתה יכול להשתמש בחותכי לייזר כדי ליצור דוגמאות וצורות מפורטים בעץ.

הקטגוריות העיקריות של לייזרים

להלן שלושת סוגי הלייזרים הפופולריים ביותר המשמשים כיום בתעשיות שונות:

1. לייזרים CO₂

לייזרים C0₂ משתמשים בפחמן דו חמצני ובמידה מסוימת בחנקן כדי לשפר את היעילות של לייזרים קלים. לייזרים אלו משתמשים בצינור עם גז בתוכו שבו חשמל גבוה מפעיל לחץ על חלקיקי הגז, ומייצר קרן אור אינפרא אדום בעל הספק גבוה (קרן לייזר). הצינור מוצג למטה.

קרן הלייזר מוחזרת קדימה ואחורה בין המראות שבתוך מכונת הלייזר אל הזרבובית ולאחר מכן לבסוף אל אזור העבודה, כפי שמוצג להלן.

תנועת הלייזר אחורה וקדימה על פי ההוראות המפורטות במחשב מבטיחה את חיתוך החומר כנדרש. אתה יכול להשתמש בלייזרי CO₂ כדי לחתוך חומרים כמו עץ, פלסטיק, דיקט, גומי, עור, נייר ובד. לייזרים אלה אינם יכולים לחתוך חומרים אחרים כמו זכוכית ואבן; עם זאת, הם יכולים לחרוט עליהם.

2. לייזרים של YAG

לייזרים אלו במצב מוצק משתמשים בקריסטל איטריום-אלומיניום-נופך (YAG) כמדיום הפעיל. מקור אנרגיה חיצוני כמו זרם חשמלי מגרה את האלקטרונים בגביש, ומייצר את אור הלייזר. ה-YAG מכיל שתי מראות מחזירות, m1 ו-m2, המחוברות לקצה, כפי שמוצג להלן.

מנורת קריפטון או הבזק קסנון משמשים לשאיבת האותות מ-m1 לפלט דרך m2. הפנס מעורר יונים ממקור הכוח המחובר מתחת למראות לרמות אנרגיה גבוהות. כאשר מתרחש מעבר אנרגיה, קרן הפוטונים נוצרת לחיתוך לייזר.

לייזרים YAG משמשים בדרך כלל למטרות קידוח על חומרים כמו מתכת. הם נבדלים מסוגים אחרים ביעילותם וביציבותם הגבוהים. הם גם עמידים בפני נזקי חום ולחות, מה שהופך אותם לאידיאליים לשימוש בסביבה תעשייתית.

3. לייזרים סיבים

לייזרים סיבים משמשים בעיקר עבור פרויקטים של חריטה בלייזר ולא בפירוש לחיתוך. עם זאת, אתה יכול להשתמש בהם לחיתוך מתכות דקות, בדרך כלל לאחר מספר מעברים. לייזרים אלו יוצרים קרניים באמצעות סיבים אופטיים פעילים, אשר מועברות לאחר מכן אל ראש החיתוך. הם יכולים לחתוך נירוסטה ואלומיניום והם ידועים ביעילות החשמלית המצוינת ובעלויות התפעול הנמוכות שלהם.

יתרונות חיתוך בלייזר

חיתוך בלייזר היא שיטה פופולרית ליצירת עיצובים וצורות מורכבות בחומרים שונים. להלן שבעה יתרונות של חיתוך לייזר:

• דיוק גבוה: לייזרים יכולים לחתוך חומרים עם פירוט עדין ודיוק.
• מְהִירוּת: מערכות לייזר יכולות לחתוך חומר במהירות, מה שהופך אותן לאידיאליות עבור סביבות ייצור גבוהות.
• צדדיות: טכניקה זו יכולה לחתוך חומרים שונים, כולל עץ, מתכת, זכוכית ופלסטיק.
• תהליך נקי: מערכות לייזר יוצרות מעט או ללא חומרי פסולת בהשוואה לשיטות אחרות כגון עיבוד שבבי או הטבעה.
• נשלט על ידי מחשב: זה אומר שאפשר ליצור צורות ועיצובים מורכבים בקלות.
• עלות תועלת: מערכות לייזר דורשות תחזוקה מועטה, וניתן להשתמש בהן במספר פרויקטים.
• חיתוך בלייזר זה כיף: צפייה בלייזר חותך דרך חומר כמו חמאה מספקת. בין אם אתה מפעיל מנוסה או רק בתחילת הדרך, חיתוך לייזר יכול להיות חוויה מהנה.

החסרונות של חיתוך בלייזר

חיתוך בלייזר אינו חף מחסרונותיו. הנה שישה מהם:

• סכנת שריפה: האור הנפלט על ידי חותכי לייזר עלול ליצור טמפרטורות גבוהות במיוחד שעלולות להצית אש בחומרים דליקים.
• יכול להיות יקר: ההשקעה הראשונית בחותך לייזר יכולה להיות די גבוהה, וגם עלויות התפעול (כגון צריכת חשמל) יכולות להצטבר.
• מצריך כמות נאה של תחזוקה: יש לשמור על ניקיון ויישור המראות והעדשות, והמפעילים חייבים לכייל באופן קבוע את כל המערכת.
• מייצר אדים ואבק מסוכנים: יש לחלץ אותם בצורה נכונה מחלל העבודה כדי להגן על המפעילים והציוד.
• יכול להיות תהליך איטי. זה יכול לקחת הרבה זמן לחתוך חומרים עבים יותר, ותכונות החומר לעתים קרובות מגבילות את מהירות החיתוך.
• זה יכול לקחת זמן לשלוט ב: יש הרבה מה לדעת על ההגדרות השונות והאופן שבו הן משפיעות על החתך, ויכול לקחת קצת זמן עד להתמחות בשימוש בחותך לייזר.

מי שרוצה להשקיע בחותך לייזר חייב לשקול את החסרונות הללו. עם זאת, היתרונות עולים עליהם עבור יישומים רבים. עם טיפול ותחזוקה נאותים, חותך לייזר יכול לספק שנים של שירות ללא תקלות.

חיתוך חומרים בדיוק

כפי שבדקנו, חיתוך לייזר הוא טכנולוגיה מעניינת, ועתידה נראה מזהיר. עם התקדמות הטכנולוגיה, שיטת חיתוך זו תמשיך להיות חזקה ומדויקת יותר. רוב חותכי הלייזר יכולים לחתוך חומרים כמו מתכת בדיוק גבוה. וככל שהוא ממשיך להיות פופולרי יותר, הביקוש לעובדים מיומנים הולך וגדל. למי שהוכשר בהפעלת חותכי לייזר יהיה ביקוש גבוה; מכאן שזו הזדמנות מצוינת להיכנס לטכנולוגיה המרגשת הזו.