חותך לייזר פחים

בקרים מבוססי מיקרו-מעבד מוקדשים לכלי מכונות המאפשרים ליצור או לשנות חלקים. בקרה דיגיטלית הניתנת לתכנות מפעילה את כונני הסרוו והציר של המכונה ושולטת בפעולות עיבוד שונות. ראה DNC, בקרה מספרית ישירה;NC, בקרה מספרית.
אותו חלק של המתכת הבסיסית שלא נמס במהלך הלחמה, חיתוך או ריתוך, אך מבנה המיקרו והתכונות המכניות שלו משתנות על ידי חום.
תכונותיו של חומר מראות את התנהגותו האלסטית והבלתי אלסטית כאשר מופעל כוח, מה שמצביע על התאמתו ליישומים מכניים;לדוגמה, מודול אלסטי, חוזק מתיחה, התארכות, קשיות ומגבלת עייפות.
בשנת 1917, אלברט איינשטיין פרסם את המאמר הראשון שהכיר במדע מאחורי הלייזר. לאחר עשרות שנים של מחקר ופיתוח, תיאודור מימן הדגים את הלייזר הפונקציונלי הראשון במעבדת המחקר של יוז בשנת 1960. עד 1967, השתמשו בלייזרים כדי לקדוח חורים ולחתוך מתכת במת יהלומים. היתרונות שמציעה כוח הלייזר הופכים אותו לנפוץ בייצור מודרני.
לייזרים משמשים לחיתוך מגוון חומרים מעבר למתכת, וחיתוך לייזר הפך לחלק חיוני בחנות הפחים המודרנית.לפני שהטכנולוגיה הזו הייתה זמינה, רוב החנויות הסתמכו על גזירה וניקוב כדי ליצור חלקי עבודה מחומר שטוח.
מספריים מגיעות בכמה סגנונות, אבל כולם יוצרים חיתוך ליניארי אחד הדורש מספר הגדרות כדי ליצור חלק. גזירה אינה אופציה כאשר נדרשות צורות מעוקלות או חורים.
הטבעה היא הפעולה המועדפת כאשר אין מזמרה זמינה. נקבים סטנדרטיים מגיעים במגוון צורות עגולות וישרות, וניתן ליצור צורות מיוחדות כאשר הצורה הרצויה אינה סטנדרטית. לצורות מורכבות, ישמש אגרוף צריח CNC. הצריח מצויד בכמה סוגים שונים של אגרופים אשר, בשילובם ברצף, יכולים ליצור את הצורה הרצויה.
בניגוד לגזירה, חותכי לייזר יכולים לייצר כל צורה רצויה בהתקנה אחת. תכנות חותך לייזר מודרני הוא רק מעט יותר קשה משימוש במדפסת. חותכי לייזר מונעים את הצורך בכלים מיוחדים כגון אגרוף מיוחד. ביטול כלי עבודה מיוחדים מפחית את זמן ההובלה, מלאי, עלויות פיתוח והסיכון של כלי עבודה מיושנים. חיתוך לייזר מבטל גם את העלויות הכרוכות בהשחזה והחלפת אגרופים ושמירה על קצוות חיתוך גזזת.
בניגוד לגזירה ולניקוב, חיתוך בלייזר הוא גם פעילות ללא מגע. הכוחות הנוצרים במהלך הגזירה והאגרוף עלולים לגרום לכתמים ועיוות חלק, שיש לטפל בהם בפעולה משנית. חיתוך בלייזר אינו מפעיל כוח כלשהו על חומר הגלם , והרבה פעמים חלקים חתוכים בלייזר אינם דורשים פירוק בור.
שיטות חיתוך תרמי גמישות אחרות, כגון חיתוך פלזמה וחיתוך להבה, הן בדרך כלל זולות יותר מחותכי לייזר. עם זאת, בכל פעולות החיתוך התרמי, קיים אזור מושפע חום או HAZ שבו התכונות הכימיות והמכניות של המתכת משתנות. להחליש את החומר ולגרום לבעיות בפעולות אחרות, כגון ריתוך. בהשוואה לטכניקות חיתוך תרמי אחרות, האזור המושפע בחום של חלק חתוך בלייזר קטן, מה שמפחית או מבטל את הפעולות המשניות הנדרשות לעיבודו.
לייזרים מתאימים לא רק לחיתוך, אלא גם לחיבור. לריתוך בלייזר יתרונות רבים על פני תהליכי ריתוך מסורתיים יותר.
כמו חיתוך, גם ריתוך מייצר HAZ. בעת ריתוך על רכיבים קריטיים, כגון אלו בטורבינות גז או רכיבי תעופה וחלל, יש צורך לשלוט בגודלם, צורתם ותכונותיהם. כמו חיתוך לייזר, לריתוך בלייזר יש אזור מושפע חום קטן מאוד , המציע יתרונות מובהקים על פני טכניקות ריתוך אחרות.
המתחרים הקרובים ביותר לריתוך לייזר, גז אינרטי טונגסטן או ריתוך TIG משתמשים באלקטרודות טונגסטן ליצירת קשת הממיסה את המתכת המרותכת. התנאים הקיצוניים סביב הקשת עלולים לגרום לטונגסטן להידרדר לאורך זמן, וכתוצאה מכך איכות ריתוך משתנה. ריתוך בלייזר חסין מפני בלאי אלקטרודות, ולכן איכות הריתוך עקבית יותר וקלה יותר לשליטה. ריתוך לייזר הוא הבחירה הראשונה עבור רכיבים קריטיים וחומרים קשים לריתוך מכיוון שהתהליך חזק וניתן לחזור עליו.
שימושים תעשייתיים בלייזרים אינם מוגבלים לחיתוך וריתוך. לייזרים משמשים לייצור חלקים קטנים מאוד בעלי ממדים גיאומטריים של מספר מיקרונים בלבד. אבלציה בלייזר משמשת להסרת חלודה, צבע ודברים אחרים מפני השטח של חלקים ולהכנה חלקים לצביעה.סימון בלייזר ידידותי לסביבה (ללא כימיקלים), מהיר וקבוע.טכנולוגיית הלייזר מאוד תכליתית.
לכל דבר יש מחיר, ולייזרים אינם יוצאי דופן. יישומי לייזר תעשייתיים עשויים להיות יקרים מאוד בהשוואה לתהליכים אחרים. אמנם לא טובים כמו חותכי לייזר, חותכי פלזמה HD יכולים ליצור את אותה צורה ולספק קצוות נקיים ב-HAZ קטן יותר עבור חלק קטן יותר של העלות. הכניסה לריתוך לייזר היא גם יקרה יותר ממערכות ריתוך אוטומטיות אחרות. מערכת ריתוך לייזר סוהר יכולה בקלות לעלות על מיליון דולר.
כמו כל התעשיות, זה יכול להיות קשה למשוך ולשמור על בעלי מלאכה מיומנים. מציאת רתכי TIG מוסמכים יכול להיות אתגר. מציאת מהנדס ריתוך עם ניסיון בלייזר היא גם קשה, ומציאת רתך לייזר מוסמך היא כמעט בלתי אפשרית. פיתוח פעולות ריתוך חזקות דורש מהנדסים ורתכים מנוסים.
התחזוקה עשויה להיות גם יקרה מאוד. ייצור והעברת חשמל בלייזר דורשים אלקטרוניקה ואופטיקה מורכבת. מציאת מישהו שיכול לפתור תקלות במערכת לייזר היא לא קלה. זו לא בדרך כלל מיומנות שניתן למצוא בבית ספר מקומי למסחר, ולכן שירות עשוי לדרוש ביקור של טכנאי היצרן. טכנאי OEM עסוקים וזמני אספקה ​​ארוכים הם בעיה נפוצה המשפיעה על לוחות הזמנים של הייצור.
בעוד יישומי לייזר תעשייתיים עשויים להיות יקרים, עלות הבעלות תמשיך לעלות. מספר חרטות לייזר שולחניות קטנות וזולות ותוכניות עשה זאת בעצמך עבור חותכי לייזר מראה שעלות הבעלות יורדת.
כוח הלייזר הוא נקי, מדויק ורב-תכליתי. גם בהתחשב בחסרונות, קל להבין מדוע נמשיך לראות יישומים תעשייתיים חדשים.