Teknik ilerlemeler nedeniyle, insanlar giderek artan bir şekilde çeşitli kesme yöntemleri geliştirmektedir. İşlerinde fayda ve üretkenlik gerektirirler. Üretim hattınızda hem zamandan hem de paradan tasarruf edebilirseniz, hiç kimse sizi müreffeh bir iş adamı olmaktan alıkoyamaz. 2021'in başlarında CNC makineleri (delme, freze, lazer, freze), taşlama, zımparalama vb. birçok özel kesme cihazı pazarımıza geldi. Bu seçenekler arasında lazer kesim teknolojisi günümüzde dünyanın en çok talep edilen hizmetlerinden biridir. Çıkış gücüne bağlı olarak, bu lazer makineleri hemen hemen her malzemeyi kesebilir. Ayrıca, lazer kesim, diğer gravür makinelerinden nispeten daha hızlı ve uygun maliyetlidir. Ve böylece, daha iyi araştırma yapmak için size inanılmaz lazer kesim teknolojisi hakkındaki bu makaleyi getirdik.
Lazer kesim teknolojisine giriş
LAZER veya uyarılmış radyasyon emisyonu ile ışık amplifikasyonu, uyarılmış elektromanyetik radyasyon deşarjı üzerinde optik bir işlemle ışığı yükselterek serbest bırakan bir cihazdır. Sanayiciler bu süreçleri kullanarak farklı tesisler için çok sayıda lazer aleti üretiyorlar. Buna göre, bir lazer oyma makinesi, yüksek güçlü lazer ışınını, bir malzeme tabakasını kesebilecek, eritebilecek veya yakabilecek bir aralıkta yükseltir. Tasarım spesifikasyonuna göre, bir lazer kesim işlemi, ışık huzmesini sac malzemeyi kesmek ve dağlamak için belirli bir noktaya odaklar. Bir lazer oyma makinesi, bu teknolojiyi kullanarak metal, ahşap, akrilik, plastik vb. gibi çeşitli katı malzemeleri kesebilir. Bu nedenle, lazer kesim cihazları karmaşık parçalar ve mekanizmalar yapabilir.
Öte yandan, lazer kesim işlemi insan operasyonu için değildir. Bir bilgisayar sayısal kontrol cihazı, lazer tabancasını belirli bir yönde çalıştırır. İç haznede lazer gazı girişi ve ışık amplifikasyon merceği vardır. Uyarılan güçlendirilmiş lazer ışını metalin yüzeyine düşer, çarptığı belirli noktayı yakar. Bu şekilde, uyarılan ışın yavaş yavaş sac malzemenin kalınlığını eritir.
CNC manipülasyonu, diğer bilgisayarla çalışan makinelere benzer. Bu cihazlar, kademeli motorun hızını kontrol eden CNC programı adı verilen bir makine dili kullanır. Genellikle çoğu CNC makinesi iki boyutludur. Bu nedenle, kesme tabancası X ve Y yönleri için iki farklı eksene ihtiyaç duyar. CNC lazer kesim cihazlarında lazer tabancasının Z ekseni üzerinde hareket etmesine gerek yoktur çünkü yansıtılan ışın malzeme yüzeyine eşit olarak vurur. Bu durumda, üç boyutlu lazer hareketine sahip birkaç istisnai durum vardır.
Popüler lazer kesim yöntemleri
Lazer kesim cihazları, çalışma prensibi aynı kalarak lazer kaynağına göre farklılık gösterebilir. Birincisi, lazer ışını ile karışan CO2 gazını kullanan CNC CO2 lazer kesicidir. Bu durumda, nitrojen, helyum, ksenon ve hidrojen gibi başka mevcut gazlar da vardır. İkincisi, CNC kristal lazer kesicidir. Bu tip lazer kesici, elektrikli lazer deşarjı için kristaller kullanır. Üçüncüsü, CNC fiber lazer kesicidir. Bu tip lazer kesici, lazer ışınını lazer tabancasına aktarmak için fiber optik kablo kullanır.
Ancak bu lazer kesim cihazlarına bağlı olarak sanayiciler farklı lazer kesim yöntemlerini sınıflandırmışlardır. Okumaya devam et; bunlardan özet olarak bahsedeceğiz.
Füzyon Kesim
Genellikle lazer kesim tablası üst ve alt kademe olmak üzere iki farklı kademeye sahiptir. Füzyon kesme yöntemi sırasında lazer tabancası belirli bir yeri kısmen eritir ve hava akımı erimiş malzemeyi sahnenin alt kısmına fırlatır. Bu fenomen sıvı halde gerçekleşir, bu nedenle işlem füzyonla kesme yöntemi olarak bilinir. Ancak bu işlem sırasında yüksek saflıkta inert gazlar lazer ışınına eşlik ederek erimiş malzemenin sahneyi terk etmesine neden olur. Burada inert gaz kesmeye katılmaz. Bu durumda, lazer gücü belirli bir seviyenin altında, burada hava basıncı ve ısıl iletkenlik aşamasında sınırlayıcı faktördür.
Ters ve Dezavantajlı
- Füzyon kesme, gazlaştırma yönteminden daha hızlıdır.
- Bu yöntemde, malzeme yalnızca belirli lazer ışınlarını emer.
- Füzyon lazer kesim, çelik gibi metalleri kazımak için 104-105 W/cm2'lik yüksek güce ihtiyaç duyar. Bu durumda maksimum kesme hızı, nihai lazer gücüne bağlıdır; lazer gücü artarsa kesme hızı artar ve bunun tersi de geçerlidir.
- Demir, çelik ve titanyum için oksidasyon kesisi yapmaz.
Buharlaşma kesme
Bu gazlaştırma işlemi sırasında, yüzeydeki sıcaklık o kadar hızlı bir şekilde kaynama noktasına yükselir ki, malzemenin erime durumundan kaçınabilir. Bazı malzemeler bu sırada buharlaşarak buharlaşır ve yardımcı gaz, gazlı lazer kesici için kullanılan inert gazların bir kısmı tarafından uçup gider. Bu buharlaştırma işlemi, buharlaştırma kesme işlemi olarak bilinir. Ancak hammadde, gerekli kalınlığı lazer ışınının çapından fazla geçmemelidir.
Avantajlar ve Dezavantajlar
- Buharla kesme, kaynama noktasına anında ulaşmak için füzyonla kesmeden daha yüksek lazer gücü gerektirir. Bu işlemin lazer gücü malzemeye, kesim derinliğine ve odak konumuna bağlı olarak 18W/cm2'yi geçmelidir.
- Ahşap ve bazı seramikler gibi erime noktası olmayanlar için bu yöntem uygun değildir. Buharlaştırma işlemi sadece demirli alaşımlar gibi küçük alanlar içindir.
- Buharlaştırma işlemi için kullanılan malzemeler daha kalın bir kesiğe ulaşmak zorundadır.
- Lazer gücü ve buharlaştırmanın odak konumu üzerinde özel bir etkisi vardır.
Kırılma kontrollü kesim
Aynı lazer kesim işlemini uygularsanız, kırılgan malzemeleri kesmek mükemmel şekilde çalışmayabilir. Bu durumda, bu tür malzemelerin yüksek hızda ısı hasarına ihtiyacı vardır ve lazer ışını boyunca kontrol edilebilir kırık kesimi, kırılma kontrollü kesim olarak bilinir. Bu süreçte yayılan lazer enerjisi, malzemenin lazer ışını yolu boyunca ayrılmasına neden olan mekanik stres oluşturur. Malzemelerin bu şekilde ayrılması, kırılma büyümesi için kontrol edilebilir ve uzun bir çatlağa benzer.
Bununla birlikte, kırılma kontrollü kesme yöntemi sırasında, kırılgan malzemenin küçük alanına çarpan lazer ışını, malzemenin çatlağından kaynaklanan büyük bir termal gradyan ve o bölgede önemli mekanik deformasyona neden olur.
Avantajlar ve Dezavantajlar
- ANSYS yazılımı veya başka bir sürüm kullanılarak, stres ve sıcaklık dağılımı hızlı bir şekilde elde edilebilir.
- Bu işlem, kırılgan malzeme türlerine bağlı olarak yüksek lazer gücü gerektirir.
- Dengeli bir ısıtma gradyanı, çatlakları istenen herhangi bir yönde yönlendirebilir.
Oksidasyon erime buharlaşma
Bu kesme yöntemi için oksijen gazı veya diğer reaktif gazlar uygundur. Elektromanyetik odadan sonra, güçlendirilmiş ışın, reaktif gazlardan oluşan bir ortam aracılığıyla malzemenin yüzeyine çarpar. Bu anda, güçlendirilmiş ışın, oksijenle veya diğer reaktif gazla kimyasal olarak reaksiyona girerek, şiddetli bir şekilde daha yüksek bir ısı kaynağı üretir. Bu işleme tepki verme ve kesme yöntemi oksidasyon eritme-buharlaştırma olarak bilinir. Darbe modu ısı etkisini sınırlar ve lazer gücü kesme hızını belirler.
Olumlu ve Olumsuz Yönler
- Aynı kalınlıktaki yapısal çeliğin kesme hızı, oksidasyon eritme buharlaştırma yöntemi nedeniyle ergitme kesimden daha hızlıdır.
- Oksidasyon eritme buharlaştırma, geniş kesim, patentli pürüzlülük, eğimli termal darbe bölgeleri ve daha kötü kenar kalitesi sağlayacaktır.
- Keskin köşeler yanık riski oluşturabileceğinden, bu kesme yöntemi hassas modellerin işlenmesi için uygun değildir.
Bunlar son zamanlarda kullanılan en yaygın lazer kesim yöntemidir. Operatör, kesme ekipmanının gücüne, analiz yeteneğine, işleme gereksinimlerine ve malzeme bileşimine dayalı olarak kesme planına karar verebilir. Bu durumda, malzeme kalitesi dikkate alınması gereken en kritik faktördür. Malzemenin farklı safsızlıkları varsa, daha yüksek bir erime veya kaynama noktasına sahip olabilir. Bu durumda lazer kesici, bu malzemeleri delmek için yüksek güçlü lazer ışınına ihtiyaç duyar.
Lazer kesim malzemeleri
Lazer kazıma makinenizi denemeye hazır mısınız? Öncelikle, kullanmak için gerekli tüm ekipmanı toplamanız gerekecek. Genellikle, lazer ışını hemen hemen her türlü malzemeye nüfuz edebilir, ancak nominal güç hakkında daha iyi bilgi sahibi olmanız gerekir. Ancak, nasıl çalıştıklarını görmek için lazer oyma makinenizi aşağıda belirtilen birkaç farklı malzeme türüyle deneyin. Bu durumda, makine spesifikasyonunuzu gözden geçirmelisiniz. Daha önce de söylediğimiz gibi lazer gücüne bağlı olarak lazer malzemelerini belirlemelisiniz. Göz önünde bulundurmanız gereken bir diğer önemli husus da farklı malzemelerin çeşitli dumanlar çıkarabileceğidir, bu nedenle güvenli olması için iyi bir havalandırma alanı sağlamak daha iyidir.
- Ahşap: En yaygın lazer kesim malzemelerinden biri ahşaptır. Yeni başlayanlar ve hatta profesyoneller, bir araya getirmek için parçaları kesmek, hediyeleri oymak ve bir tahta parçasına karmaşık tasarımlar oymak için genellikle ahşap için bir lazer kesici kullanır.
- Plastik ve akrilik: Tabelalar, takılar, süs eşyaları, duvar sanatı ve çok daha fazlası, plastik ve akrilik malzemelerden oluşturmak için mükemmel bir seçim olabilir. Güzel vitray tarzı sanat eserleri üretmek için pleksiglas, çılgınca renkli pleksiglas, standart bir akrilik de kullanabilirsiniz. Ahşap gibi çeşitli kalınlıklarda gelir.
- Köpük: Ek parça ve conta köpüğü oluşturmak, çocukların projeleri için en iyisidir. Eğlenceli, özel bulmacalar yapmak için kalın köpük parçalarını kesmek için bir lazer kesici kullanabilirsiniz. Ev projeleri için diğer malzemeler kadar yaygın olmasa da, dikkate alınması gereken uygun bir seçimdir.
- Metal levha: Lazer oyma makinesinde metal levhaları kesmek biraz zor. Metalin içindeki moleküler çekim kuvveti, ahşap veya akrilikten çok daha yüksektir. Bu nedenle, sac levha kenarlarını eritmek için yüksek güçlü bir lazer kaynağına ihtiyacımız var.
- Deri: Lazer kesim makinenizle iyi vakit geçirdikten sonra pahalı bir malzeme olmasına rağmen deriyi deneyebilirsiniz. Ancak Cüzdanlar, kemerler, cüzdanlar, mücevher bilezikler ve sanat eserleri oluşturabilirsiniz.
- Karton: En uygun maliyetli lazer kesici malzemelerden biri kartondur. Aynı zamanda en kullanıcı dostu olanlardan biridir. Göz alıcı kartvizitlerden model oluşturma parçalarına kadar her şeyi yapabilirsiniz.
Genel olarak kullanamayacağınız çok fazla malzeme yok. Gravür yapıyorsanız, camdan uzak durmalısınız. Vinil veya PVC gibi herhangi bir klor içeren içerik de tavsiye edilmez.
Lazer kesim teknolojisinin avantajları ve dezavantajları
Mühendisler, sağladığı avantajlar nedeniyle lazer kazıma hizmetlerini tercih etmektedir. Lazer kesim teknolojisinin önemli faydaları: Esneklik, hassas kesim, tekrarlanabilirlik, hız, maliyet etkinliği, temassız, çok yönlülük, otomasyon olanakları, mükemmel kalite, vb.
- Üretim hattında lazer kesimin entegre edilmesi kolaydır.
- Lazer kesim teknolojisi, çeşitli malzeme kesimleri sunar.
- 1.5 x 1.5 cm'den 94 x 94 cm'ye kadar parçalardan tasarım özgürlüğüne sahiptir.
- Lazer kesim teknolojisi güvenilir bir işlemdir ve her zaman aynı sonucu verir.
- Farklı gravür seçeneği sunar
- Oldukça karmaşık tasarımları kesebilir.
Lazer kesim teknolojisinin dezavantajları şunlardır:
- Yüksek güçlü lazer kesim makinesi deneyimli bir operatöre ihtiyaç duyar.
- Belirli bir lazer kesici, her tür metal kalınlığını kesemez. Bu durumda, farklı metal kalınlıkları için başka elektrikli lazer kesiciler gerekir.
- Termal kesme yöntemi tehlikeli dumanlar oluşturduğundan, odanın daha iyi havalandırılmasını sağlayın.
Lazer kesim teknolojisi insan vücuduna zararlı mı?
Operasyon sırasında ve sonrasında gerekli önlemleri almayı unutursanız lazer kesim teknolojisi zararlı olabilir. Zehirli dumanlar, yangınlar ve fiziksel bedensel yaralanma gibi lazer kesicilere karşılık gelen bazı riskler kesinlikle vardır. Neyse ki, bu tehlikelerden kaçmanın ve projeleri temiz ve güvenli bir şekilde kesmenin bazı hızlı ve kolay yolları var.
Lazer kesim teknolojisi uygulaması
Dünyadaki tüm ülkeler lazer kesim teknolojisini farklı mühendislik alanlarında kullanmaktadır. Mühendislerin sıklıkla lazer kesim teknolojisini kullandığı uygulamalardan birkaçına değineceğiz.
- Uzay: havacılık ve uzay yolculuğunda yüksek performanslı motor elde etmek ve yakıt tüketimini azaltmak gerekiyor. Lazer kesim teknolojisi, tarihteki en doğru tasarımı elde etmenin en verimli yolunu kanıtladı.
- Fotovoltaik paneller: fotovoltaik panellerin üretimi, birkaç ince iletken ve fotoaktif malzeme katmanı gerektirir. Lazer kesim teknolojisi ince film güneş pillerinde kenar silme işlemi yapmaktadır.
- Moda: lazer kesim teknolojisi, lazer kesim ipek ve deri podyum koleksiyonunda veya perakendecilerde daha yaygındır. Lazer kesim en iyi sentetik kumaşlarda işe yarar.
- Robotik: lazer teknolojisi, robot endüstrisinde kullanılan her malzeme için verimli bir yol sunar. Dronlar ve robotlar, elektronik bileşenler için genellikle lazer kesim teknolojisinin kullanılmasını gerektirir.
- Diğerleri: lazer kesim teknolojisi ayrıca lazer cerrahisinde, markalama ve gravür için lazer kesimde, paketlemede, seramikte ve metal olmayan malzemelerin kesilmesinde de ünlüdür.
Özet
Lazer kesim makinesi, yüzey malzemesini eritmek ve gazlaştırmak için lazer özellikleri ve odaklanmış lensler tarafından sağlanan odaklanmış enerjiyi kullanan bir kesme teknolojisidir. Yüksek kesim kalitesine, hızlı kesim hızına, geniş kesim malzemesi yelpazesine ve yüksek performansa sahiptir.