در مقاله قبل در خصوص لیزر فایبر و ویژگی های آن توضیحاتی خدمت شما عزیزان ارائه شد. در این مطلب قصد داریم شما را با برش لیزر فایبر و مزایای آن آشنا سازیم. پس با ما همراه باشید.

مزایای برش لیزر فایبر چیست؟

از مزایای برش لیزر فایبر می توان به اختصار به بهبود سرعت، حذف هزینه‌های ابزار، کاهش زمان راه‌اندازی، کاهش مصرف برق و هزینه‌ها، ضایعات بسیار کمتر ورق اشاره کرد. توجه داشته باشید که همه این‌ موارد از طریق فرآیند بدون تماس (که ایمن‌تر است و از آلودگی جلوگیری می‌کند) ایجاد شده است.

تطبیق پذیری در صنایع

لیزرهای فایبر تقریباً در تمام صنایع) ساخت تجهیزات پزشکی،صنایع حمل و نقل مانند  خودروسازی و صنایع وابسته به آن ، ساخت هواپیما، کشتی سازی، ساخت ،لوازم و مبلمان منزل ،تجهیزات و ظروف آشپزخانه، کابینت فلزی،دکوراسیون و صنایع تزیینی،صنعت در و پنجره سازی،ساخت لوازم ورزشی،ساخت شابلن برای صنایع مختلف ،خدمات برش لیزری،صنعت تابلو سازی ،صنایع قالب سازی و …)

تنوع متریال

لیزرهای فایبر توانایی کار با مواد مختلف فالزی را دارند. از جمله آهن ، فولاد ضد زنگ، گالوانیزه …. .

بهره وری انرژی

لیزرهای فایبر با کارایی بالا نسبت به ماشین آلات سنتی، انرژی کمتری مصرف می کنند.نیازبه محیطی کوچک تر جهت نصب و کار با دستگاه و کاهش هزینه های عملیاتی .

همه لیزرها سه عنصر کلیدی مشترک دارند:

1. یک منبع تحریک
2. محیط افزایشی
3. تشدید کننده

منبع تحریک از نیروی تامین شده خارجی برای قرار دادن یک محیط افزایش در حالت برانگیخته استفاده می کند. این حالت برانگیخته یک محیط لیزری با اصطلاح وارونگی مشخص می‌شود، که محیط را قادر می‌سازد تا نور را به دلیل یک فرآیند فیزیکی به نام انتشار تحریک‌شده، که اولین بار توسط آلبرت انیشتین توصیف شد، تقویت کند.(لیزر = تقویت نور با انتشار تحریک شده تابش).

توری های فیبر براگ در داخل فیبر به عنوان آینه در اطراف محیط عمل می کنند تا یک تشدید کننده نوری را تشکیل دهند، که از یک طرف انرژی نوری را برای تقویت بیشتر در داخل تشدید کننده به دام می اندازد، اما همچنین امکان جفت شدن بخش خاصی از انرژی نوری را فراهم می کند.یک جهت با استفاده از یک آینه نیمه شفاف،  این بخش خارج از جفت انرژی نوری پرتو لیزر است که می تواند برای اهداف مختلف استفاده شود.

انواع لیزر فایبر

انواع لیزر فایبر به اختصار شامل موارد زیر است:

لیزرهای فایبر پالسی

لیزرهای فایبر پالسی پرتو لیزر را به صورت پالس ارسال می کنند و شما می توانید مدت زمان هر پالس را در محدوده نانوثانیه تا میکروثانیه کنترل کنید.

 لیزرهای فایبر موج پیوسته (CW)

لیزرهای CW یک پرتو لیزر پیوسته را ارائه می دهند، اما همچنان این قابلیت را دارند که توان پرتو تا محدوده فرکانس کیلوهرتز مدوله شود.لیزر فایبر موج پیوسته بیشتر بر روی توان و خروجی بالا متمرکز است، بنابراین معمولاً لیزرهای CW را در تنظیمات صنعتی خواهید دید.

لیزر پالسی فوق کوتاه

لیزر فایبر پالسی اغلب برای چندین فرآیند در یک پرتو موج پیوسته انتخاب می شود، زیرا قادر به حداکثر توان بالاتر در یک پالس کوتاه است. در کنار آن میکرولیزرها دارای مدت زمان پالس حتی کمتر از پیکوثانیه هستند،( تا 350 fs فمتوثانیه).

مقایسه و تفاوت لیزر فایبر و دی اکسید کربن (CO2)

• لیزرهای CO2 نور مادون قرمز با طول موج مرکزی ۹٫۴ تا ۱۰٫۶ میکرومتر (حددودا ۱۰.۰۰۰ نانومتر) تولید می‌کنند.
• برش لیزر مواد پلاستیکی ، چوب ، و غیره که میزان جذب آنها در طول موج ۰۰۰ نانومتر و همچنین توان متوسط بین ۲۰ تا ۲۰۰ وات کافی است. برش فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم و مس نیازمند توان های بالاتر است.
• لیزرهای CO2 که در فرآوری مواد مورد استفاده قرار می گیرند (به طور مثال جوشکاری و برش فلزات یا حکاکی) در حال رقابت با لیزرهای حالت جامد با طول موج ۱ میکرومتر (1000 نانومتر) هستند. طول موج های کوتاه تر فواید بهتری از نظر مقدار جذب بیشتر در قطعات فلزی و امکان انتقال اشعه از طریق کابل های فیبری دارند.
  • مقایسه لیزر برش فایبر با توان ۳۰۰۰ وات و لیزر برش CO2 با توان ۴۰۰۰ وات
  • ترکیبی از سیستم های حرکتی صنعتی سنگین و نسل جدید لیزرها، لیزر فایبر، یک جایگزین کارآمد با قابلیت استفاده آسان به جای تجهیزات برشی بزرگ و حجیم  CO2 و Nd:Yag برای برش هایی با دقت بالا ارائه می دهد.
  • از آنجا که لیزر برش فایبر، به توان کمتری برای برش مواد بازتابنده نظیر مس و آلومینیوم نیاز دارد و میزان زیادی از این انرژی توسط نمونه جذب می شود؛ بنابراین برای برش های پیچیده با کیفیت و بهره وری بالا این نوع لیزر با سایر سیستم های برش لیزری قابل مقایسه است.
  • یکی از سه عامل مهم برای حصول اطمینان، به میانگین فاصله زمانی بین شروع به کار و اولین خرابی دستگاه برمی گردد. لیزر فایبر با توان ۳۰۰۰ وات به طور تقریبی ۱۰۰۰۰۰ ساعت کار می کند در حالی که لیزر CO2 با توان ۴۰۰۰ وات تنها حدود ۲۰۰۰۰ ساعت کار می کند.
  • تقابل زیادی بین توان برق مصرفی لیزرهای برش فایبر و CO2 وجود دارد. یک لیزر فایبر با توان ۳۰۰۰ وات به ۱۰ کیلووات انرژی برق و ۴ کیلووات انرژی اضافه به منظور خنک کردن (در مجموع ۱۴ کیلووات) نیاز دارد.
  • هزینه سالانه برای مصرف ۱۵ کیلووات در ساعت در نوبت های کاری ۶ ساعته و ۳۰۰ روز کاری که ۲۷۰۰۰ کیلووات مصرف برق دارد (۱۵*۶*۳۶۰=۲۷۰۰۰ ) و با نرخ برق هر کیلووات ۹۰ تومان؛ سالانه مصرف برق ۲/۴۳۰/۰۰۰  تومان می شود (۹۰*۲۷۰۰۰=۲.۴۳۰.۰۰۰)
  • در حالی که یک لیزر CO2 به همراه خنک کننده در مجموع ۲۵۰ کیووات انرژی برق نیاز دارد که هزینه سالانه آن در نوبت های کاری 6 ساعته و 300 روز کاری؛ مصرف برق 500.000 تومان برای آن برآورد شده است.
• (۲۵۰*۶*۳۶۰=۴۵۰.۰۰۰) و با توجه به نرخ برق هر کیلووات ۹۰ تومان؛ سالانه مصرف برق  ۴۰.۵۰۰.۰۰۰  تومان  داریم. (۹۰*۴۵۰.۰۰۰=۴۰.۵۰۰.۰۰۰ )
  • هزینه های تعمیر و نگهداری، مواد مصرفی، تمیزکاری یا هم تراز کردن آینه ها و مسیر اشعه در لیزر برش فایبر تقریبا ناچیز است در حالی که در لیزر CO2 با توان ۴۰۰۰ وات در طول یک سال، در نوبت های کاری ۸ ساعته هزینه های تعمیر و نگهداری به ۴۵۰۰۰ هزار دلار، هزینه گاز مصرفی در نوبت های ۶ ساعته به ۱۸۰۰۰ دلار و در نوبت های ۱۲ ساعته به ۴۰۰۰۰ دلار می رسد.
  • راندمان انرژی برق در لیزر برش فایبر به ۵۰% هم می رسد در حالی که در لیزر برش CO2 به ندرت به ۲۰% می رسد. صرفنظر از پارامترهایی که در بالا به آن اشاره شد در لیزر برش CO2 قبل از رسیدن پرتو لیزر به سطح نمونه آینه ها و مسیر نوری کیفیت پرتو را کاهش می دهند و این افت توان ؛هزینه های زیادی در بردارد.
  جمع بندی

در این مطلب سعی کردیم شما را با انواع برش لیزر فایبر و مزایای آن آشنا سازیم. همچنین برای درک و شناخت بهتر شما مخاطبان عزیز به بررسی تفاوت لیزر فایبر و CO2 پرداختیم. امیدواریم این مطلب برای شما مفید و موثر واقع شود.