دستگاه CNC لیزری و انواع آن

دستگاه CNC لیزری و انواع آن

امروزه دستگاه‌های متنوعی برای برش در بازار وجود دارد که با پیشرفت فناوری دارای افزایش کاربرد و سرعت و ظرافت می‌شوند.
دستگاه‌های برش اولیه به صورت دستی بود، با افزایش جمعیت زمین و پیشرفت تکنولوژی این دستگاه‌ها هم دچار تغییر شدند.

تاریخچه دستگاه برش 

پس از کشف نیروی برق به صورت دستگاه‌های برقی اختراع شدند که سرعت کار برشکاران را بالا برد. پیشرفت روز افزون علم برای بالا بردن سرعت تولید در صنعت با ساخت نوار‌های مغناطیسی توسط مهندسان شروع شد این نوار ها با منطق عددی کار می کردند. در این زمان اولین دستگاه برش یا حکاکی عددی به نام NC توسط جان پارسونزارائه ابتدا با حمایت نیوری هوایی آمریکا در جنگ جهانی اول ساخته شد و برای صنعت نظامی به کار رفت.
 پس از اختراع کامپیوتر این دستگاه هم ارتقا پیدا کرد به طوری که بتواند از برنامه‌های مخصوص کامپیوتری ورودی بگیرد به همین دلیل نام آن را CNC نهادند که از سه کلمه Computer Numerical Control تشکیل شده است همانطور که از نامش پیداست با کامپیوتر کار می‌کند.

با کشف لیزر دستگاه‌های متنوعی تولید شدند که ابتدا دستگاه CNC به آن مجهز شد و توسط شرکت‌های آمریکایی و پس از آن آلمانی ارائه بازار شد اما از سال 1980 با ورود ژاپن به صنعت تولید این دستگاه، کاربرد آن در جهان شناخته شد. سرانجام در سال 2003 توسط موسسه ملی استاندارد و فن آوری آمریکا با پروژه EMC2، اطلاعات آن در دسترس عموم قرار گرفت.

انواع دستگاه CNC

ابتدا تفاوت آن با توجه به نوع مته بود اما امروزه در دو نوع زیرشناخته ‌می‌شود.
CNC فرز (غیر لیزری): در این نوع از تکه کوچکی بلبرینگی و مته‌های دوار عمل برش را انجام می دهد که بیشتر برای برش پلکس و چوب استفاده ‌می‌شود. 
CNC لیزری: در این نوع با استفاده از فعل انفعالات برقی نوری تولید ‌می‌شود که به وسیله آن برش صورت ‌می‌گیرد.
دستگاه برش لیزری با توجه به عملکرد دوگانه ای که برای فلز وغیر فلزلات دارد، پر کاربردترین دستگاه برش است.

عملکرد دستگاه برش لیزری CNC

این دستگاه با ولتاژ برق معمولی کار می کند و به دلیل لیزر آن بسیار شهرت دارد. لیزر توسط یک بازو به صورت عمود بر روی شی می تابد و باعث سوختن مکان متمرکز شده گردیده با این عمل برش یا حکاکی انجام می‌پذیرد. در کل عملکرد این دستگاه شامل سه بخش مکانیک، لیزر و ورودی کامپیوتری می شود. در این صورت بهتر است بدانیم لیز چیست و چگونه عمل می کند؟

لیزر چیست؟

پس از کشف انرژی اتم، دانشمندان و مخترعان آن را در صنعت ها به کار بردند تا نتایج را برای استفاده های کاربردی بررسی کنند لیزر یکی از انرژی های درون اتمی می باشد که امروزه بسیار شهرت دارد.
در عمل لیزر ، محیطی استوانه ای برای ایجاد عملیات روی اتم ها وجود دارد. این محیط از لامپ فلش، کریستال یاقوت قرمز و محیط استوانه تشکیل شده است که به برق متصل است. روشن و خاموش شدن لامپ با ولتاژ بالا به صورت خطی بر روی کرسیتال ها، باعث تولید انرژی می‌شود، در این حالت اتم‌های آن محیط هم را برانگیخته می‌شوند تا تولید انرژی درونی کنند سپس این انرژی، توسط فوتون از فلش به اتم‌های کریستال یاقوت قرمز می‌تابد. الکترون‌های اتم کریستال در این حالت تمایل به بازگشت به پایین یعنی مبدا را دارند که در این مسیر به اتم‌های دیگر برخورد می‌کنند این برخورد موجب تولید فوتون‌های جدید و تولید بسیار انرژی بیشتر می‌شود که ایجاد نور لیزر را موجب می‌گردد.

فوتون‌ها با سرعت نور حرکت می‌کنند. سرعت آن‌ها در حجم زیاد می‌تواند باعث حرارت و برندگی شود به طوری که در کثری از ثانیه بر تخریب یا سوزاندن و ذوب اشیا موثر باشد. 
طول موج این انرژی می‌تواند متفاوت باشد که بر اساس دستگاه‌ها و کاربردشان ارائه ‌می‌شود.

انواع پرتو لیزر

مهندسان برای پیدا کردن بهترین گزینه انواع مختلفی از پرتو‌های لیزر را ایجاد کردن که شامل موارد ذیل ‌می‌باشد:

1.    لیزر شیمیایی
2.    لیزر رادیو اکتیو
3.   لیزر جامد: فیبری و کریستالی
4.   لیزر گازی: CO2 یا اکسیژنی

در صنعت از دو نوع لیزر گازی و لیزر جامد بیشتر استفاده می‌شود.
جزئیات چگونگی کار لیزر در این مقاله نمی‌گنجد اما خوب است بدانید با کشف انرژی درون اتم و اختراع دستگاه‌های لیزری انقلاب بزرگی درصنعت و حتی در مسائل پزشکی شکل گرفته که هنوز در حال رشد است.

انواع برش لیزری

هم اکنون دو نوع برش گازی و جامد در دستگاه CNC لیزری مورد استفاده قرار می ‌گیرد که انواع آن شامل موارد زیر می باشد:

کریستالی

مدل کریستالی که در بالا گفته شد از نوع جامد است. دو کاربردی است به این دلیل که طول موج قابل کنترل دارد که می تواند هم برای فلز نسبتا ضخیم هم غیر فلز استفاده شود. به دلیل هزینه بالای آن خیلی مورد استفاده قرار نمی گیرد.

فیبری

مدل فیبری هم از نوع جامد است و سرعت آن بالاس که می‌توان برای فلزات و غیر فلزات در ضخامت معمولی بازار از آن استفاده کرد. نسبت به کریستالی بسیار ارزانتر می باشد و تعمیر آن راحت تر است.

CO2

از نوع گازی محسوب می‌شود. در این مدل عمکلرد با کربن دی اکسید صورت می گیرد. مثال قابل لمس آن رعد برق در طبیعت می باشد. در صورت استفاده از نیتروژن خالص برش بهتری را روی ورق های نازک استیل و آلمینیوم انجام می‎‌دهد.

کاربرد‌های دستگاه CNC لیزری

این دستگاه علاوه بر برش بر روی هر جنسی، می تواند عمل جوشکاری فلزات نازک را انجام دهد به همین دلیل امروزه از این دستگاه در موارد فراوانی استفاده ‌می‌شود، مخصوصا در دنیای تبلیغات و چاپ به دلیل سرعت و ظرافت در عملکرد، از این دستگاه‌ها استقبال بی‌‌نظیری شده است. کاربردهای دستگاه سی ان سی لیزری شامل موارد زیر ‌می‌شود.
•    ساخت کارت‌های عروسی
•    لوح تقدیر و تندیس
•    ساخت تابلوهای برجسته یا چلنیوم
•    ماکت و ساخت نما کامپوزیت
•    جعبه‌های تزئینی
•    ساعت‌های تبلیغاتی و فانتزی
•    انواع استند
•    برش و حکاکی روی چوب، سنگ و شیشه برای اجرای دکوراسیون داخلی و خارجی
•    حکاکی، برش و جوشکاری انواع فلزات مانند مس، استیل، طلا، نقره و..

قطعات دستگاه لیزر CNC

این دستگاه از سه قسمت مکانیک نرم افزار و لیر تشکیل شده است

قسمت مکانیکی

در این دستگاه قطعاتی در قسمت مکانیکی ‌وجود دارد که همه باید درست و با اندازه‌های مشخص در جای خود قرار گیرند. هر آنچه از آهن و ریل و پیچ و بلبرینگ که درون دستگاه جایی دارد مکانیک دستگاه محسوب می شود. این قسمت از اهمیت زیادی برخوردار است و با توجه به دقت کار مورد نیاز جهت ماشین ساخته شده، بایستی طراحی و ساخت بسیار دقیق و علمی داشته باشد.

پس از آن آینه‌های تابش نور لیزر همه با اندازه گیری دقیق در جایگاه خود قرار ‌می‌گیرند. خطا در چیدمان یا اندازه آن هر یک از قطعات باعث اشتباه در برش ‌می‌شود. 
از قطعات مهم دستگاه سی ان سی ‌می‌توان به گزینه‌های زیر اشاره کرد:

سیستم هدایت

•    ریل غلطکی
•    ریل دایره ای
•    ریل مربعی

کرف:

به نوع آن به کاربرد لیزر بستگی دارد که با ضخامت ورق سنجیده می شود و کوچکترین شعاع برای برش است.

بازو

نوع بازو در سرعت برش و همچنین توان اشعه تاثیر دارد.
زاویه کونیک:
 تغییر در قطر سوراخ برای ضخامت برش انجام ‌می‌شود. که با توجه به ارتفاع سنجیده می شود.
A : ارتفاع خالی
B : ارتفاع پانچ

در نهایت یک دستگاه لیزر با توجه به کارکرد آن از 100 کیلو تا 2 تن می باشد.

نرم افزار مربوط

دستگاه سی ان سی دو نرم افزار AutoCAD و 3DMAX را ساپورت می کند. طراح ابتدا طرح را به صورت یک سطحی در برنامه طراحی می کند، پس از تائید نهایی آن را به دستگاه می‌سپارد تا کار را انجام دهد. قطع برق خللی در عملکرد دستگاه CNC ندارد و بعد از اتصال مجدد ادامه کار را انجام دهد.

نکات مهم در خرید دستگاه‌های CNC

به دلیل اینکه این بازار بسیار جوان است و عموم از جزئیات و چگونگی کارکرد دستگاه اطلاع دقیقی ندارند، سودجویان از فرصت استفاده کرده و دستگاه‌های نامعتبر تولید و روانه بازار ‌می‌کنند این دستگاه‌ها عموما ارزان و بدون خدمات پس از فروش ‌می‌باشد که باید در هنگام خرید مواردی را جدی گرفت و دستگاه را شرکت‌های معتبر داخلی یا خارجی تهیه کرد. نکات مهم خرید دستگاه شامل موارد زیر ‌می‌شود:
1.    خدمات نصب و تکنسین
2.    گارانتی چند ساله و ضمانت 
3.    دفترچه راهنما 
4.    وجود قطعات اصلی به صورت یدکی در شرکت فروشنده
5.    شرکت دارای اپراتور‌هایی پاسخو باشد.

از دستگاه های معتبر آن در بازار می توان به موارد زیر اشاره کرد:
لیزر غیر فلزات برند شفنگ
لیزر فلزات برند داجکو
دستگاه جوش لیزر برند shiang چین

مزایا

•    سرعت بسیار بالا
•    عدم نیاز به سمباده زنی
•    دقت و ضرافت بالا
•    ضریب خطا بسیار کم
•    عدم تخریب خرابی اطراف محیط برش و ایجاد ضایعات
•    کاربرد در انواع سایز ها به صورت حکاکی یا برش
•    قابل استفاده برای همه ورق های فلزی و پلکسی گلاس موجود در بازار

معایب 

•    مصرف برق بالا
•    وزن بالا و جابجایی مشکل