راهنمای ضخامت برش لیزری برای انواع فلزات

حداکثر ضخامت برش لیزری چقدر است؟

یکی از پرتکرارترین سوالات مشتریان قبل از سفارش، «آیا لیزر می‌تواند ورق با ضخامت مورد نظر من را برش دهد؟» است. پاسخ به این سوال به سه عامل بستگی دارد: توان دستگاه، نوع فلز و کیفیت مورد انتظار. در این مقاله، جدول کامل ضخامت برش لیزری برای دستگاه فایبر ۲۰ کیلووات شتاب را ارائه می‌دهیم و نکات فنی مهم درباره برش ورق‌های نازک و ضخیم را بررسی می‌کنیم.

رابطه توان لیزر و حداکثر ضخامت

توان لیزر مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده حداکثر ضخامت قابل برش است. هرچه توان بالاتر باشد، امکان برش ورق‌های ضخیم‌تر با سرعت و کیفیت بهتر فراهم می‌شود. رابطه تقریبی توان لیزر فایبر و حداکثر ضخامت فولاد کربنی به این صورت است:

نکته مهم: این اعداد برای برش با کیفیت خوب هستند. در ضخامت‌های نزدیک به حداکثر، سرعت برش کاهش می‌یابد و احتمال ایجاد لبه ناصاف بیشتر می‌شود. اگر قطعه شما در محدوده حداکثری قرار دارد، حتماً با تیم مهندسی مشورت کنید.

جدول کامل ضخامت برش لیزری شتاب (فایبر ۲۰KW)

فولاد کربنی (ST37 / ST52 / ورق روغنی)

استنلس استیل (304 / 316)

برش استیل با نیتروژن انجام می‌شود تا لبه بدون اکسید و براق باقی بماند. حداکثر ضخامت ۴۰ میلی‌متر است. در ضخامت‌های بالای ۱۲ میلی‌متر، ممکن است تغییر رنگ جزئی در لبه مشاهده شود که با پالیش قابل رفع است.

آلومینیوم (سری ۵xxx و ۶xxx)

آلومینیوم به دلیل بازتابندگی بالا، نیاز به توان بیشتری دارد. حداکثر ضخامت ۳۰ میلی‌متر. برای ورق‌های بالای ۸ میلی‌متر توصیه می‌شود از آلیاژهای سری ۵ استفاده شود که برش پذیری بهتری دارند. پلیسه (Burr) در آلومینیوم ضخیم محتمل است و ممکن است نیاز به تمیزکاری جزئی باشد.

مس و برنج

مس به دلیل رسانایی حرارتی فوق‌العاده بالا (۴۰۰ وات بر متر کلوین)، سخت‌ترین فلز برای برش لیزری است. حداکثر ضخامت مس در شتاب ۱۲ میلی‌متر و برنج ۱۰ میلی‌متر است. برش هر دو با نیتروژن انجام می‌شود.

گالوانیزه

ورق گالوانیزه با هوای فشرده برش می‌خورد — اقتصادی‌ترین گزینه. حداکثر ضخامت ۶ میلی‌متر. نکته: حاشیه برش گالوانیزه (حدود ۰.۵-۱ میلی‌متر) پوشش روی خود را از دست می‌دهد و مستعد زنگ‌زدگی است؛ اگر قطعه در محیط مرطوب استفاده می‌شود، حاشیه را رنگ کنید.

نکات فنی برش ورق‌های نازک (۰.۵ تا ۳ میلی‌متر)

برش ورق نازک با لیزر پرتوان چالش‌های خاص خود را دارد. در توان ۲۰ کیلووات، اگر پارامترها درست تنظیم نشوند، ممکن است این مشکلات پیش بیاید:

تاب‌برداری حرارتی (Thermal Distortion)

ورق‌های نازک در اثر حرارت شدید لیزر تاب برمی‌دارند. راه‌حل‌ها: سرعت برش بالا (حرارت کمتر در هر نقطه)، نستینگ هوشمند (برش قطعات بزرگ قبل از کوچک)، و استفاده از گاز کمکی مناسب. در شتاب، پروفایل‌های برش برای هر ضخامت بهینه‌سازی شده است تا تاب‌برداری به حداقل برسد.

چسبیدن قطعات ریز به شبکه

قطعات ریز (کمتر از ۱۰۰ میلی‌متر مربع) ممکن است در سوراخ‌های شبکه میز بیفتند. برای جلوگیری، از Micro-Joint استفاده می‌شود — پل‌های کوچکی که قطعه را به ورق مادر متصل نگه می‌دارند و بعداً با یک ضربه جدا می‌شوند.

کیفیت لبه در ورق‌های خیلی نازک

در ورق‌های زیر ۱ میلی‌متر، احتمال ایجاد پلیسه کوچک وجود دارد. با تنظیم دقیق فاصله نازل تا ورق و فشار گاز، این پلیسه به حداقل می‌رسد.

نکات فنی برش ورق‌های ضخیم (۱۵ تا ۳۰ میلی‌متر)

سوراخ‌کاری (Piercing) در ورق ضخیم

شروع برش (سوراخ اولیه) در ورق‌های ضخیم زمان‌بر است — گاهی تا ۱۵ ثانیه برای هر سوراخ! اگر قطعه شما سوراخ‌های داخلی زیادی دارد، تیراژ و زمان را با این نکته در نظر بگیرید. روش‌های Pierce مدرن (مانند Pulse Piercing) این زمان را کاهش می‌دهند.

زاویه لبه (Bevel) در ورق ضخیم

در ورق‌های بالای ۱۵ میلی‌متر، لبه برش ممکن است زاویه ۱-۲ درجه داشته باشد. این طبیعی است و به فیزیک برش برمی‌گردد. برای قطعاتی که نیاز به لبه کاملاً عمود دارند، ماشین‌کاری ثانویه پیشنهاد می‌شود.

کیفیت سطح و زنگ‌زدگی

ورق‌های ضخیم اغلب در انبار طولانی‌تر می‌مانند و ممکن است زنگ‌زدگی سطحی داشته باشند. زنگ، کیفیت برش را به شدت کاهش می‌دهد (کاهش سرعت، افزایش پلیسه). بهترین نتیجه روی ورق تمیز یا با پوسته اکسیدی یکنواخت (میل‌اسکیل) حاصل می‌شود.

حداقل ضخامت و حداقل ابعاد قابل برش

از نظر تئوری، لیزر می‌تواند فویل‌های ۰.۱ میلی‌متری را هم برش دهد. اما در عمل:

• حداقل ضخامت پیشنهادی در شتاب: ۰.۵ میلی‌متر
• حداقل سوراخ: تقریباً برابر ضخامت ورق (سوراخ ۲ میلی‌متری در ورق ۲ میلی‌متری)
• حداقل عرض قطعه: ۲ برابر ضخامت (برای جلوگیری از تاب‌برداری)
• حداقل فاصله بین دو قطعه: ۳-۵ میلی‌متر (بسته به ضخامت)

چطور ضخامت مناسب را انتخاب کنیم؟

گاهی مشتریان ورق ضخیم‌تر از نیاز واقعی انتخاب می‌کنند — این کار هزینه را ۲-۳ برابر می‌کند! راهنمای سریع:

1. قطعات تزئینی و سبک: ۱-۲ میلی‌متر کافی است
2. بدنه و کاور: ۱.۵-۲.۵ میلی‌متر
3. قطعات سازه‌ای: ۳-۶ میلی‌متر (با محاسبه مهندسی)
4. فلنج و اتصالات سنگین: ۸-۱۵ میلی‌متر
5. شاسی و قطعات فوق سنگین: ۱۵-۳۰ میلی‌متر

تیم مهندسی شتاب می‌تواند بر اساس کاربری قطعه، ضخامت بهینه را پیشنهاد دهد تا هم استحکام کافی داشته باشید و هم هزینه اضافی نپردازید.

برای آشنایی کامل با این موضوع، راهنمای جامع ما را مطالعه کنید: راهنمای جامع برش لیزری فلزات — از صفر تا صد