برش لیزری چگونه کار میکند؟ پاسخ به این سوال نیازمند آگاهی از عملکرد لیزر به عنوان یکی از روشهای نوین و کاربردی در صنایع مختلف است. از لیزر برای برش و حکاکی قطعات با متریالهای مختلف استفاده میشود. میتوان گفت که برش لیزر به دلیل ضایعات کم، یک روش مقرون به صرفه برای برش قطعات ریز است.
بیشتر بخوانید: آشنایی با لیزر و کاربردهای آن
اولین بار آلبرت انشتین فرآیندی را طراحی کرد که امکان ساخت لیزر فراهم شد. فرآیند تولید لیزر بدین صورت است که یک فوتون بعد از تابیده شدن به اتم، ملکول یا یون باعث برانگیختگی آن میشود و در نهایت دو فتون با طول موج یکسان آزاد میکند. این فوتونها با تابیدن بر اتمها باعث ناپایداری الکترونهای آنها میشوند. الکترونی که این انرژی را دریافت کرده است به مدار بالاتر میرود و چون ناپایدار شده است برای بازگشت به مدار قبلی دو فتون آزاد میکند که یکی همان فوتون تابیده شده است و دیگری انرژی حاصل از اختلاف تراز الکترونی میباشد.
فتونهای آزاد شده هر کدام با تابش به ذرهای دیگر دو فتون جدید تولید میکنند که با ادامه این روند فتونهای آزاد شده و هم فرکانس، باریکهای از نور ایجاد میکند که لیزر نام دارد. بنابراین میتوان لیزر را باریکهای از فتونها با طول موج یکسان نامید.
بیشتر بخوانید: کاربردهای لیزر
چگونگی ساخت لیزر:
فهم بهتر اینکه برش لیزری چگونه کار میکند تا حدودی مرتبط با آگاهی از نحوهی تولید لیزر است. برای تولید لیزر به یک محیط فعال و سیستم محرک نیاز داریم. محیط فعال همان مادهای است که امکان برانگیختن الکترونهای آن را داریم، این ماده میتواند جامد مایع یا گاز باشد. سیستم محرک، روشی است که برای برانگیختن الکترونها از آن استفاده میکنیم.
در تصویر فوق از یک قطعه یاقوت به عنوان محیط فعال استفاده شده است. میلهای که در اطراف یاقوت وجود دارد یک لامپ حلقوی است. منبع تغذیه موجود در سمت راست، جریان برق تولید میکند. این جریان به شکل متناوب قطع و وصل میشود در نتیجه لامپ متناوب خاموش و روشن میشود. این خاموش و روشن شدن متناوب انرژی لازم برای برانگیختن فوتونها در محیط فعال (قطعه یاقوت) را تامین میکند.
الکترونهای برانگیخته شده در محیط فعال تمایل به بازگشت به تراز قبلی را دارند، بنابراین طی فرآیند گسیل القایی به تراز قبلی باز میگردند. این فرآیند با تکرار باریکهای از نور را ایجاد میکند که نیاز به تقویت دارد. تقویت این پرتوها بوسیله دو سطح تابنده مثل آینه انجام میشود که در ابتدا و انتهای محیط فعال قرار میگیرند. منظور ما از اینه سطحی است که نور را با توجه به طول موج باز میتاباند.
بیشتر بخوانید: مزایا و معایب برش لیزری
بعد از تقویت شدن نور تولید شده طی فرآیند رفت و برگشت، نور نیاز به روزنهای برای خروج دارد. این روزنه در یکی از تابندهها تعبیه شده است. به این شکل که یکی از دو تابنده به طور معمول 90% از نور را بازتاب کرده و قسمتی از آن را عبور میدهد. پرتوهای نوری نهایی خارج شده بوسیله لنزها متمرکزتر میشوند . این پرتوهای متمرکز شده درنهایت به شکل باریکه بسیار متمرکز از نور به نام لیزر خارج میشود و بوسیله دستگاه برای برش و حکاکی مورد استفاده قرار میگیرد.
دستگاه لیزر:
حالا باید بگوییم که برش لیزری چگونه کار میکند. پرتوهای نوری متمرکز شده بوسیله لنز شکل نهایی لیزر را تشکیل میدهند. پرتوهای لیزر خروجی از دستگاه به دلیل قدرت بالای خود بعد از متمرکز شدن روی سطح مورد نظر، سطح مورد نظر در محل تمرکز را ذوب یا تبخیر میکنند. برای پراکنده کردن ذرات احتمالی در محل برش از یک نوع گاز استفاده میشود. برای برش شکلها و الگوهای خاص روی سطوح بوسیله لیزر لازم است ابتدا طرح مورد نظر بوسیله کورل یا سایر نرم افزارهای گرافیکی طراحی شده و سپس برای اجرا به دستگاه لیزر منتقل شود. بعد از انتقال طرح لیزر با حرکت در جهات مختلف طرح را روی سطح مورد نظر پیاده میکند.
بیشتر بخوانید: نکات ایمنی کار با دستگاه برش لیزر
با توجه به نوع کاربرد مورد نظر برای حکاکی و برش میزان قدرت و زمان تابیدن اشعه بر سطح تعیین میشود.
همانطور که در بالا گفته شده است دستگاههای برش لیزر میتواند در صنایع مختلفی بکار برده شوند. بنابراین این دستگاهها با کاربرد در صنایع مختلف و در کنار آن ضایعات کم، سرعت بالا و هزینههای پایینتر شاید در آیندهای نزدیک منجر به منسوخ شدن انواع دیگر برشکاری در صنایع شوند.
در ادامه نظرات خود را برای ما قرار دهید.
