فلزات به دلیل قابلیت انعطاف‌پذیری، خم شدن آسان و ساخت اشکال و فرم‌های مختلف، بسیار پر کاربرد است.
فلزات قبل از قرارگیری در پروسه تولید نیاز به تغییر فرم، اندازه و ابعاد دارند و سازندگان باید آن را به اندازه‌ای کوچک برش دهند و برای این کار از روشهای مختلفی استفاده می‌شود؛ بسیاری از این روش‌ها با توجه به هزینه‌ها و مشکلات بیش از اندازه کاربرد ندارند.
برش لیزری یکی از روشهای جدید و پیشرفته است که امکان برش فلزات و غیر فلزات را با دقت و سرعت بسیار بالایی ایجاد می‌کند.
علاوه بر معرفی روشهای برش فلزات، در این مقاله با مزایا، ویژگی‌ها، محدودیت‌ها، کاربرد و انواع روشهای برش فلزات آشنا می‌شویم:
معرفی انواع روشهای برش فلزات
برش لیزری
برش لیزر فلزات از بهترین روشهای نوین است. در این روش فلزها با استفاده از گرما و فشار ایجاد شده توسط پرتو لیزر، برش داده می‌شوند؛ این عملیات بدون هیچ‌گونه تماسی انجام می‌شود و فلز نمی‌تواند با لمس چیز دیگری آلوده شود.
روش برش لیزری نسبت به سایر روش‌ها، انرژی کمتری مصرف کرده و بسیار سریع‌تر و بادقت‌تر عمل می‌کند؛ همچنین تضمین می‌کند که تاب خوردگی در فلزات ایجاد نشده و یک برش ثابت و تمیز را تا انتها به وجود آورد.
عملکرد دستگاه‌های برش لیزری به این شکل است که جریان لیزر ابتدا یک سوراخ بسیار ریز روی سطح فلز ایجاد می‌کند و سپس طرح لیزر موردنظر را برش می‌دهد.
یکی از ویژگی‌های روشهای لیزر برش فلزات این است که نیازی به دخالت نیروی انسانی نیست و با واردکردن پیچیده‌ترین طرح‌ها در داخل نرم افزار لیزر، برش فلزات با سرعت و دقت بالا انجام می‌شود؛ عدم نیاز به دخالت نیروی انسانی، هزینه‌های خروجی متریال‌ها را کاهش می‌دهد.
عملکرد لیزر برش فلزات: برش ذوب با دمیدن گاز پرفشار
در این روش، پرتوی لیزری با استفاده از سورس لیزر فایبر متریال‌ها را در نقطه موردنظر به دمای نقطه ذوب می‌رساند؛ سپس بلافاصله با استفاده از جریان پرفشار یک گاز (مانند هوا) به متریال ضربه‌ای وارد کرده و سبب ریزش مواد ذوب شده از روی متریال می‌شود.
در این روش نیازی نیست که دما را بیش از نقطهٔ ذوب ماده، بالا ببرید؛ در این حالت دستگاه برش آهن قدرت مصرفی کمتری خواهد داشت. از این روش معمولا برای برش فلزات استفاده می‌کنند.
- نکته: نکته‌ای که باید دقت کنید، این است که هرکدام از این روشهای برش فلزاتی برای بعضی از برش‌ها مناسب هستند. مثلا برش لیزری ورق آهن بهترین روش برای برش ورق فلزات است، اما امکان برش ورق‌های با ضخامت بالا با این روش وجود ندارد؛ برای برش ورق‌هایی با ضخامت بالا می‌توان از روش پلاسما استفاده کرد.
برش پلاسما
یکی دیگر از روشهای برش فلزات، برش پلاسما است که از یک جریان متمرکز گاز یونیزه یا پلاسما استفاده می‌کند.
پلاسما در سرعت زیاد و دمای بسیار بالا جریان دارد و توسط یک نازل به سمت محل برش هدایت می‌شود. هنگامی که پلاسما با سطح زیرین مورد نظر تماس پیدا می‌کند، فلز ذوب می‌شود؛ سپس فلز مذاب، با جریان گاز خروجی نازل، از برش دور خواهد شد.
برش واترجت
برش واترجت یک روش بسیار دقیق است که از یک جت آب پرقدرت به جای گرما برای برش فلز استفاده می‌کند؛ بنابراین هیچ نقطه‌ای از متریال تحت تأثیر گرمای باقیمانده قرار نمی‌گیرد. در این روش مواد کاملاً تمیز باقی می‌ماند.
برش واترجت دو نوع جت ساینده و واترجت خالص یا برش فقط با آب است؛ برش جت ساینده، از یک ماده ساینده مانند گرانیت یا فلز استفاده می‌کند که برای برش به آب اضافه می‌شود، در حالی که در روش برش با آب، تنها از توان و آب خالص جت برای برش مواد استفاده می‌شود.
قیچی کردن
این برش، یکی از روشهای برش فلزات است که دقت پایینی دارد و برای برش ورق‌های بزرگ فلز که معمولا به شکل رول هستند، استفاده می‌شود؛ برای انجام این برش از یک تیغه استفاده می‌شود و برش‌ها با سایر لبه‌های برش موجود، موازی هستند اما با این حال امکان ایجاد برش، در یک زاویه نیز وجود دارد.
فرزکاری
در روش فرزکاری، تراشه‌هایی هست که با لبه‌هایی که روی محیط برش به شکل چرخشی حرکت می‌کنند، از هم جدا می‌شوند. بخش‌های لبه‌ها در هنگام برش با قطعه کار تماس دارند، در حالی که بقیه در حال حرکت هستند؛ بنابراین، فرزکاری یک روش ماشین‌کاری استاندارد، با برش منقطع به حساب می‌آید.
سنگ‌زنی
سنگ‌زنی برای قطعه کارهایی استفاده می‌شوند که نیاز به عملکرد سطح بالا، دقت در شکل و اندازه دارد. این روش معمولا روش نهایی کار به حساب می‌آید، زیرا قطعه کار می‌تواند تا به اندازه چند میکرومتر از حد توانش، ماشین‌کاری شود.
برش اره‌ای
در روش برش اره‌ای، یک فرایند تقریبا آهسته اما بسیار مقاوم است که از یک اره نواری در موقعیت افقی یا عمودی استفاده می‌شود؛ از این روش می‌توان برای برش فلزات در اشکال مختلف استفاده کرد.
هنگام استفاده از روش اره‌ای از یک خنک‌کننده برای حذف گرمای ناشی از اصطکاک تیغ اره استفاده می‌شود.
تفاوت گاز نیتروژن و گاز اکسیژن در دستگاه لیزر برش فلزات
دستگاه برش لیزر از یک جریان بسیار قوی از الکترون‌ها به وسیله یک منبع با توان بالا ایجاد می‌شود. به جریان الکترون با توان قدرت بالا اشعه لیزر گفته می‌شود.
دستگاه اشعه لیزر را با توجه به طرح درخواستی بر روی ورق آهن می‌تاباند. اشعه با داغ و ذوب کردن محل موردنظر و بدون تماس با سطح شروع به برش سطح ورق با لیزر می‌کند.
برش ورق آهن با اشعه لیزر به دلیل کاربرد حرارت بالا، ضایعاتی از آهن را هنگام برش ایجاد می‌کند که اصطلاحا به آن پلیسه گفته می‌شود؛ برای افزایش کیفیت برش، دستگاه برش لیزری گاز نیتروژن یا اکسیژن را با فشار بالا به سطح متریال وارد می‌کند که سبب پراکنده کردن ضایعات برش شده و در نهایت کیفیت کار بالا می‌رود.
بیشتر بخوانید: فلزات قابل برش با دستگاه لیزر
مزایا و ویژگی‌های انواع روشهای برش فلزات
مزایای روشهای لیزر برش فلزات سبب کاربرد فراوان این دستگاه‌ها در صنایع مختلف شده است. در این بخش به بعضی از مهم‌ترین ویژگی‌های این روش اشاره می‌کنیم:
- دقت بسیار بالا در برش
- انعطاف‌پذیری در برش
- سطح برش با بالاترین کیفیت
- عدم آسیب به سطح فلز
- امکان برش در تیراژ بالا
- کاهش ضایعات برش
- هزینه مناسب و مقرون‌به‌صرفه
- سرعت بالا در برش فلزات
- امکان برش ظریف‌ترین طرح‌ها
بیشتر بخوانید: مزایای برش لیزری فلزات چیست؟
محدودیت روشهای لیزر برش فلزات
مهم‌ترین و تنها عیب برش لیزری فلزات، محدودیت برش لیزر در ضخامت‌های بالا است.
برای برش فلزاتی با ضخامت بالاتر می‌توان از روشهای دیگر برش فلزات مانند پلاسما استفاده کرد.
کاربرد برش لیزری آهن در صنایع مختلف
برش لیزری فلزات در صنعت ساختمان برای ساخت درب‌های آهنی، ریل آسانسور، قاب پنجره، ساخت المان‌های دکوراتیو مانند انواع پارتیشن‌های فلزی، تابلوهای فلزی برش خورده و … استفاده می‌شود.
از جمله کاربردهای لیزر برش فلزات در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساخت دستگاه‌ها و ماشین‌آلات است؛ در این صنایع برای ساخت بدنه دستگاه‌ها و قسمت‌هایی از ماشین از برش لیزری فلزات استفاده می‌کنند.
مزایای برش لیزر فلزات چیست؟
دقت بسیار بالا در برش، انعطاف‌پذیری در برش، سطح برش با بالاترین کیفیت، عدم آسیب به سطح فلز، امکان برش در تیراژ بالا، کاهش ضایعات برش، هزینه مناسب و …
برش لیزری آهن در صنایع مختلف چه کاربردی دارد؟
صنعت ساختمان برای ساخت درب‌های آهنی، ریل آسانسور، قاب پنجره، ساخت المان‌های دکوراتیو مانند انواع پارتیشن‌های فلزی، تابلوهای فلزی برش خورده و …