گروه صنعتی پویا برش طراح و سازنده دستگاه های برش cnc هواگاز، برش پلاسما، راسته بر ، واترجت، گیوتین هیدرولیک، دستگه نورد تمام هیدرولیک چهار غلطکه و نورد 3 غلطکه، نورد ورق، خم لوله و پروفیل 09133130096 و 03195026601



برش لیزری فلزات

لیزر هدایت شده با واترجت

 

لیزر هدایت شده با واترجت

تاریخچه

آزمایش جین دانیل کلادون.png


جین دانیل کلادون(1802-1893) دریافت که اگر پرتو نوری را از آبی که از سوراخ کوچک یک مخزن به بیرون ریخته می‌شود عبور دهد،نور همراه با آب خم می‌شود. بعد هادر سال 1993 دانشمندان در مؤسسه ی فناوری سوییس،موفق شدند لیزر هدایت شده با واترجت به نام لیزر ماکروجت را اختراع کنند.

ساختار

ساختار لیزر واترجت.png


پرتو لیزر توسط لوله ای هدایت می‌شود تا اینکه به اتاقک تحت فشار آب می رسد.طراحی لیزر و لوله به گونه‌ای است که لیزر با انرژی زیاد را به واترجت می‌رساند.واترجتی که از لوله بیرون ریخته می شود،پرتو لیزر را با هدف بازتاب کامل آن پوشش می دهد،درست مانند فیبر نوری شیشه‌ای معمولی.بنابراین می‌توان واترجت را به عنوان شار هدایت نور با طول متغیر در نظر گرفت.به علت اینکه در این دستگاه از لیزر پالسی استفاده می شود،واتر جت که به طور پیوسته در حال انجام کار است می تواند سریعاً سطح قطعه را خنک کند.نتیجه کار، برشی باریک،موازی، تمیز و بدون هیچ گونه آسیب دیدگی گرمایی است.

در لیزر این دستگاه معمولاً از لیزر حالت جامد پالسی ان دی یگ استفاده می شود. توان خروجی میانگین این دستگاه 50 تا200 وات می باشد. زمان پالس آن نیز حدود 0.1 تا100 میکروثانیه می‌باشد. پمپ آب آن این لیزر فشاری حدود 20 تا 500 بار دارد. خروجی آب آن نیز 5 تا 75 میلی لیتر در دقیقه می باشد.

مقایسه لیزر واترجت و لیزر معمولی.jpg مقایسه لیزر واترجت و لیزر معمولی

همانطور که مشاهده می شود،در لیزر واترجت(سمت راستی)قطعه نیاز ندارد در نقطه کانونی قرارگیرد. همچنین دیواره های موازی در برش ایجاد می‌کند و نسبت ابعاد در برش زیاد دارد.ناحیه ی تحت تأثیر گرما قرار گرفته ندارد و یا خیلی اندک است. همچنین مواد مذاب در پایین قطعه جمع نمی‌شوند در لیزر های معمولی(سمت چپ)عکس مطالب فوق اتفاق می افتد.

مزیت ها

از مزایای این دستگاه می‌توان گفت که اندازه ی گرین های قطعه در طی فرایند تغییر نمی کند،همچنین ترک های کوچک در قطعه ایجاد نمی کند،اکسیداسیون به وجود نمی‌آید و همچنین در طی فرایند،قطعه تاب برنمی‌دارد.همچنین تکانه ی زیادی که واترجت دارد،باعث می‌شود که مواد ذوب شده به قطعه نچسبند.با این دستگاه حتی می‌توان قطعاتی که محلول در آب هستند نیز برش داد.این دستگاه نیروی اندکی روی قطعه وارد می‌کند.به علت اینکه واترجت مانند فیبر برای پرتو عمل می‌کند ،در نتیجه پرتو نقطه ی کانونی ندارد و همواره پرتو های موازی از خود ساطع می کند.بنابراین لزومی به قرار گیری قطعه در فاصله ی کانونی پرتو نیست و حتی قطعاتی که در فاصله ی زیاد از پرتو قرار دارند نیز به راحتی برش می خورند.بنابراین کیفیت دستگاه ثابت می‌ماند.

کاربردها

1.برش قطعات حساس پزشکی مثل برش لوله های مصرفی در رگ بازسازی:'

قطعات رگ بازسازی.jpg


رگبازسازی در درمان بیماری‌های قلبی و باز نگاه داشتن رگ‌های کرونر مسدود و یا تنگ شده کاربرد عام دارد. از آنجا که لوله ی گفته شده در تماس دائم،مستقیم و پر تکرار خون و پلاسمای خون می باشد،این قطعات بایستی کاملاً صیقلی و عاری از هر نوع ضایعات و سوختگی نامطلوب ناشی از برش باشند. که در غیر این صورت زائده‌ها و سوختگیهای سطح فلز سبب جذب چربی،پلاسما و سایر مواد محلول در خون می‌شوند که بر اثر انباشتگی این مواد لوله ی تعبیه شده نیز مسدود می شود.این قطعات از جنس استیل ضد زنگ،نیکل و تیتانیم هستند.اگر استیل ضد زنگ با ضخامت150 میکرومتر را با لیزر عادی برش دهیم،می سوزد.

2.استنسیل کردن:

به طور کلی استنسیل،قطعه ی نازک پلاستیک یا هر ماده ی غیر قابل نفوذ است که روی سطح آن طرح های بریده شده قرار دارد.این قطعه روی صفحه‌ای قرار می‌گیرد و اجازه ی عبور رنگ را از داخل قطعات بریده شده عبور می دهد.از این لیزر همچنین در استنسیل کردن فلزات استفاده می شود.از استنسیل کردن فلزات در به کار بردن خمیر لحیم روی برد های مدار چاپی استفاده می شود.همچنین ماسک لحیم کاری که معمولاً از فلز یا مواد پلاستیکی متخلخل ساخته می‌شود را جهت انتقال چسب و یا خمیر لحیم کاری به رویه ی شاسی الکترونیکی به کار گرفته می‌شود.اما دقت انتقال چسب ار طریق استنسیل هایی که برش های آن از طریق لیزر انجام می‌شود چنان بالاست که اتصال کوتاه نامطلوب به حداقل می رسد.

3.برش الماس خام:

این لیزر در برش الماس خام نیز مورد استفاده قرار می گیرد.الماس خام طول موج رنگ سبز 532 نانو متر این لیزر را جذب می کند بنابراین بدون شکستگی و ناهمواری های سطح بریده می شود.در این روش الماس کاملا به صورت موازی برش می خورد به علاوه الماس های ضخیم دیگر تنها از یک طرف بریده می شوند.این در حالی است که برش الماس های ضخیم با لیزر های عادی از دو جهت انجام می شود.

4.برش سلول خورشیدی:

در مطالعات اخیر نشان داده شده است که به علت سرد ماندن قطعه هنگام برش و در نتیجه تحت تاثیر قرار نگرفتن بهره ی الکتریکی قطعه، از این لیزر برای برش سلول های خورشیدی استفاده می شود. آورد برای بالا بردن بهره ی سلول‌های خورشیدی باید تمام اتصالات سلول خورشیدی را به پشت قطعه منتقل کنند.این امر با سوراخ کردن سطح سلول با لیزر واترجت امکان‌پذیر است. بهره ی سلول‌های خورشیدی با اضافه کردن ناخالصی به اتصالات آن نیز افزایش می‌یابد.برای این کار از یک روش انقلابی استفاده می‌کنند.یعنی از جت فسفریک اسید به جای واترجت استفاده می کنند.

لیزرجت فسفریک اسید.jpg


5.ارتقا کیفیت نازل ها:

یکی دیگر از کاربرد های مناسب واترجت لیزر در ارتقا کیفیت نازل ها می باشد.نازل ها در شیر های فشار شکن که در انواع ماشین‌های تبرید تراکمی کاربرد عام دارند،و همچنین در نازل انژکتور های سوخت اتوموبیل ها نقش موثری در راندمان ماشین ایفا می‌کنند قطر خروجی نازل با زمان تبخیر مایع خارج شده از نوک نازل نسبت مستقیم دارد(سوپر هیت پوینت)به طوریکه هرچه قطر نازل کمتر،ذرات خروجی ریز تر و زمان تبخیر کمتر خواهد بود.از طرفی دیگر ناصافی حفره ی ایجاد شده در نازل ها سبب پایین آمدن راندمان و دشوار شدن کنترل خروجی مایع می شود.لذا سوراخ کاری از طریق لیزر واترجت این امکان را فراهم می‌آورد که در یخچال ها،کولر ها و همچنین سوخت پاش های اتومبیل بتوانیم هر چه راحت‌تر مایع را به گاز تبدیل کنیم به عبارت دیگر در اتومبیل ها به این طریق نسبت ترکیب سوخت با اکسیژن بهبود می‌یابد در نتیجه شاهد اتومبیل های کم مصرف تر با آلودگی کمتر خواهیم بود.

 

 

Real Time Web Analytics