طول موج لیزر و تاثیر آن بر حکاکی و برش:

در این مقاله، تأثیر طول موج لیزر بر مواد مختلفی مانند شیشه، پلاستیک، فوم، چرم، کاغذ، چوب، MDF، سنگ و… مورد بررسی قرار می‌گیرد. از مهم‌ترین کاربردهای این تأثیر، می‌توان به حکاکی و برش لیزری اشاره کرد. در این مقاله، دستگاه‌های رایج موجود در بازار کشور، شامل لیزر Co2، لیزر فایبر، لیزر دیود و دستگاه‌های UV مورد تحلیل و ارزیابی قرار خواهند گرفت.

بسته به میزان جذب طول موج لیزر در مواد مختلف، هر یک از دستگاه‌های لیزری ذکرشده کاربردهای ویژه‌ای در صنایع مختلف دارند. به عنوان مثال، لیزر فایبر به دلیل جذب بالای طول موج آن در فلزات، عملکرد بسیار مناسبی در برش و حکاکی فلزات دارد. همچنین، لیزرهای Co2 و دیود برای پردازش طیف گسترده‌ای از مواد غیر فلزی گزینه‌های ایده‌آلی محسوب می‌شوند. اگر در کسب‌وکارهای نیمه‌صنعتی یا خانگی فعالیت می‌کنید، می‌توانید با تهیه دستگاه لیزری دیود مناسب، دقت و سرعت پردازش محصولات خود را به میزان چشمگیری افزایش دهید.

لیزر و صنایع:

لیزر با کاربردهای متنوع خود جایگاه ویژه‌ای در صنایع و کسب‌وکارهای مختلف پیدا کرده است. در گذشته، بسیاری از فرآیندهای صنعتی به دلیل محدودیت‌های فناوری، به‌طور طاقت‌فرسا، کند و با کیفیتی پایین انجام می‌شدند. اما با پیشرفت فناوری لیزر، امروزه این فرآیندها با دقت، سرعت و کیفیتی بسیار بالاتر به انجام می‌رسند. دستگاه‌های حکاکی و برش لیزری، نمونه‌ای از این تحولات فناورانه هستند که در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی، جواهرسازی، تولید محصولات چوبی و MDF، بسته‌بندی، و حتی در کسب‌وکارهای خانگی و نیمه‌صنعتی، کاربرد دارند. این دستگاه‌ها، با فراهم آوردن امکان برش و حکاکی دقیق بر روی طیف گسترده‌ای از مواد مانند فلزات، پلاستیک، شیشه، چرم و پارچه، به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهند که محصولات خود را با دقت بالا، طراحی‌های متنوع و زمان کوتاه‌تری آماده کنند.

علاوه بر این، لیزر با توانایی شخصی‌سازی محصولات، نقش مهمی در افزایش رضایت مشتریان ایفا می‌کند. از دستگاه‌های رایج در این حوزه می‌توان به لیزرهای Co2، فایبر، دایود و UV اشاره کرد که هرکدام با توجه به ویژگی‌ها و طول موج‌های خاص خود، به بهینه‌سازی فرآیندهای مختلف و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کنند.

تاثیر طول موج بر حکاکی و برش لیزری:

حکاکی و برش لیزری بر روی انواع مواد، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است و این امر بر اهمیت بررسی تاثیر انواع لیزرها بر روی مواد گوناگون تاکید می‌کند. هر نوع لیزر دارای طول موج خاصی است که در برخی مواد قابلیت جذب و تاثیرگذاری دارد، و علاوه بر آن، هر لیزر بیشینه توان مشخصی دارد که میزان تاثیرگذاری و کارایی آن را در برش و حکاکی تعیین می‌کند.

دستگاه‌های لیزری برش و حکاکی موجود در بازار به دو گروه عمده صنعتی و نیمه‌صنعتی تقسیم می‌شوند که بسته به نیاز و نوع کاربرد، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از شرکت‌های فعال در زمینه تولید دستگاه‌های لیزری صنعتی و نیمه‌صنعتی، شرکت لیزر پردازش سدید است که دستگاه‌هایی با کیفیت و دقت بالا برای طیف وسیعی از کاربردها عرضه می‌کند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این دستگاه‌ها، می‌توانید به صفحه اختصاصی شرکت به آدرس https://sadidlaser.ir/ مراجعه کنید.

چند نوع لیزر به طور رایج در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند؟

در پاسخ به این پرسش، می‌توان به سه نوع لیزر رایج اشاره کرد: لیزر Co2، لیزر فایبر و لیزر دیود، که هرکدام در توان‌های مختلف و برای کاربردهای گوناگون به کار می‌روند. هر یک از این لیزرها با طول موج مشخص خود، در مواد مختلف به میزان متفاوتی جذب می‌شوند و در نتیجه برای برش و حکاکی مواد متنوعی مناسب هستند. علاوه بر این سه نوع، لیزر UV نیز در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و با طول موج کوتاه‌تر خود قابلیت اثرگذاری ویژه‌ای روی موادی چون پلاستیک و شیشه دارد، که این ویژگی‌ها انتخاب دستگاه مناسب را بر اساس نوع ماده و نیاز فرآیند ممکن می‌سازد.

تاثیر طول موج لیزر Co2:

لیزر CO2 با طول موج 10.6 میکرومتر یکی از پرکاربردترین انواع لیزر در صنعت است. این لیزرها در نوع تیوپ شیشه‌ای می‌توانند تا توان 200 وات تولید کنند، در حالی که در نوع RF توان آن‌ها به چند کیلووات نیز می‌رسد. طول موج لیزر CO2 در موادی مانند چوب و پلاستیک جذب بالایی دارد، که آن را برای برش و حکاکی این مواد بسیار مناسب می‌سازد. به همین دلیل، این لیزرها در صنایعی مانند تابلوسازی، صنایع چوبی، و ساخت محصولات پلاستیکی کاربرد گسترده‌ای دارند.

علاوه بر این، لیزرهای CO2 از نوع RF، به دلیل توان بالاتر و ویژگی‌های خاص، در فلزات نیز جذب خوبی دارند و برای برش و حکاکی روی فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ویژگی‌ها سبب شده است که لیزر CO2 به یک ابزار حیاتی در صنایع مختلف تبدیل شود و در تولید طیف وسیعی از محصولات مورد استفاده قرار گیرد.

تاثیر طول موج لیزر فایبر:

نمونه دیگری از لیزرها، لیزرهای فایبر هستند که معمولاً دارای طول موج 1064 نانومتر می‌باشند و توان خروجی آن‌ها می‌تواند به چند ده کیلووات برسد. این نوع لیزرها به دلیل جذب بسیار خوب در فلزات، برای برش و حکاکی فلزات مانند فولاد، آلومینیوم، مس و طلا بسیار مناسب‌اند و در صنایع فلزکاری و ساخت قطعات فلزی به طور گسترده به کار می‌روند.

لیزرهای فایبر به عنوان زیرمجموعه‌ای از لیزرهای حالت جامد، به دلیل پایداری، طول عمر بالا، و راندمان بالای انرژی، یکی از قابل‌اتکاترین گزینه‌ها برای کاربردهای صنعتی محسوب می‌شوند. این ویژگی‌ها، همراه با کیفیت پرتوی بسیار بالا، لیزرهای فایبر را به گزینه‌ای ایده‌آل برای صنایعی تبدیل کرده است که نیازمند دقت و قدرت بالا در پردازش فلزات هستند.

دستگاه‌های برش و حکاکی لیزری مجهز به لیزر UV به دلیل ویژگی‌های خاص طول موج آن، انتخابی ایده‌آل برای پردازش مواد حساس به حرارت و موادی مانند شیشه و پلاستیک‌های خاص هستند. طول موج کوتاه این لیزرها امکان حکاکی دقیق و بدون ایجاد حرارت زیاد را فراهم می‌کند، که در نتیجه از تغییرات ناخواسته در سطح مواد جلوگیری می‌شود. این ویژگی‌ها باعث شده‌اند که دستگاه‌های لیزر UV در صنایع تخصصی مانند تولید قطعات الکترونیکی، حکاکی شیشه، و ساخت قطعات حساس کاربرد گسترده‌ای پیدا کنند.

لیزر دیود و طول موج لیزر:

نمونه دیگری از لیزرها، لیزرهای دیود هستند که به دلیل اندازه کوچک و هزینه مناسب، کاربرد گسترده‌ای در دستگاه‌های لیزری کوچک دارند. این لیزرها قابلیت جذب خوبی در مواد غیر فلزی و غیر شفاف مانند چوب، پلاستیک، و چرم دارند و به همین دلیل گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای خانگی و کسب‌وکارهای کوچک به شمار می‌روند.

طول موج لیزرهای دایود متنوع است، اما طول موج 450 نانومتر از رایج‌ترین انواع آن است. توان این لیزرها معمولاً از 50 وات تجاوز نمی‌کند، که آن‌ها را برای کاربردهای دقیق و سبک مانند حکاکی و برش‌های ظریف در مواد نرم مناسب می‌سازد. لیزرهای دایود به دلیل کارایی، قیمت مناسب و دسترسی آسان، محبوبیت ویژه‌ای در بازار دستگاه‌های نیمه‌صنعتی و خانگی دارند.

دستگاه های برش و حکاکی لیزری نگارک:

در جدول زیر، تأثیر طول موج لیزر بر روی مواد مختلفی مانند شیشه، پلاستیک، فوم، چرم، کاغذ و… بررسی شده است. این لیزرها شامل لیزر CO2، لیزر فایبر، لیزر دیود و لیزر UV می‌باشند:

نوع لیزر	طول موج (نانومتر)	تأثیر بر روی مواد
لیزر CO2	10600	جذب خوب در چوب، پلاستیک، کاغذ، چرم، شیشه، فوم، پارچه، MDF، سنگ، پلکسی و …
لیزر فایبر	1064	جذب عالی در فلزات مانند آلومینیوم، طلا، استیل، مس برنج، نقره و همچنین برخی پلاستیک‌ها
لیزر دیود	450	جذب مناسب در پلاستیک، چرم، فوم، کاغذ، پارچه، چوب، MDF، پلکسی مشکی و…
لیزر UV	355	جذب خوب در شیشه و پلاستیک‌های حساس به حرارت

تاثیر طول موج لیزر بر شیشه، پلاستیک و فوم:

معمولا شیشه شفاف به علت شفافیت در ناحیه مرئی برای لیزرهای دایود جذب خوبی از خود نشان نمی دهد. لیزری که برای برش دقیق شیشه رایج است لیزرهای فیبر فمتوثانیه است. اما در شیشه های غیر شفاف و دودی تاثیر لیزر دیود بشتر می شود. در حکاکی مواد پلاستیکی برای لیزرهای دیودی باید به این نکته توجه داشت که این مواد نباید شفاف باشند زیرا که نور آبی لیزر در مواد شفاف قابلیت جذب ندارد. لیزرهای فیبر تاثیر جالبی بر روی برخی پلاستیک ها از خود به جا می گذارند.

لیزرهای دیود آبی به عنوان یک لیزر با صرفه اقتصادی بالا قابلیت برش فوم را با کیفیت بسیار بالائی دارند. صنعت فوم امروزه بسیار کاربردی و سودآور است و از طرفی برش فوم صنایع بسته بندی و کالای ورزشی بسیار اهمیت دارد. برای مشاهده ی ویدیوی برش فوم با لیزر به  صفحه ی آپارات نگارک مراجعه کنید.

آیا لیزر بر روی چرم، کاغذ، پارچه  تاثیر می گذارد؟

چرم را باید به دو نوع مصنوعی و طبیعی تقسیم کرد. چرم مصنوعی به راحتی با لیزرهای دیود آبی کم توان و لیزر CO2 برش داده می شود. اما چرم طبیعی به علت بافت محکم و خاص خود به راحتی چرم مصنوعی برش نمی خورد. اما با افزایش توان لیزر و فشار کمپرسور هوا می توان این لیزرها را برای برش چرم طبیعی مورد استفاده قرار داد.

برای برش کاغذ طبق تجربه بدست آمده، لیزرهای دایود آبی رنگ بسیار کارایی مناسبی دارند و با سرعت و دقت مناسبی برش کاری را انجام می دهند. در رابطه با پارچه نیز این موضوع صدق می کند اما تاکنون در صنعت لیزرهای گازی   CO2 برای برش الگوهای پارچه ای بیشتر مورد استفاده قرار گرفته اند. طبق آزمایش هایی که صورت گرفته است لیزرهای 450 نانومتر قابلیت برش پارچه های ضخیم برزنتی را به راحتی دارند.

برش چوب و حکاکی برروی سنگ با لیزر:

تاثیر لیزر های CO2 و لیزر دیود آبی بر روی چوب و فرآورده های آن مناسب است. اما از آنجائی که فراورده های چوبی تراکم بالاتری دارند و در ساخت آن ها از چسب استفاده شده است برش چوب از MDF آسان تر است. یعنی  زمان کمتری را برای حکاکی و برش نیاز دارد. چوب و فرآورده های آن امروزه بسیار کاربرد گسترده ای در کسب و کارهای خانگی دارند. همچنین پردازش این مواد ارزش افزوده زیادی را ایجاد می کند.

از لیزر آبی برای برش و حکاکی روی انواع سنگ  استفاده شده است. اما متاسفانه تاثیر آن بر روی سنگ های روشن بسیار کم است و سنگ های ساختمانی مشکی رنگ را به خوبی برش می دهند. البته عمق برش وابسته به توان لیزر و فشار کمپرسور هوا است. لیزرهای فیبر بر روی پلکسی مشکی تاثیر بسیار زیبایی از خود به جا می گذارند. همچنین لیزر دیود آبی و لیزر CO2 قابلیت برش پلکسی را دارند. اما لیزر دیود آبی بر روی پلکسی شفاف  تاثیرگذاری ندارد.

در رابطه با فلزات نیز باید یاد آور شد که لیزرهای فیبر قابلیت حکاکی و برش عمده آن ها را دارا می باشند و در صنعت ورق کاری بسیار لیزر فیبر کاربرد دارد.

نتیجه گیری:

در نتیجه باید ذکر شود که تاثیر طول موج بر مواد مختلف مانند شیشه، پلاستیک، فوم، چرم و… می تواند در حکاکی و برش این مواد به ما کمک کند. دقت برش و حکاکی این دستگاه ها بسیار بالا می باشد. محصول پردازش شده توسط لیزر حکاکی و برش محصول بسیار مرغوبی خواهند بود. همانگونه که بحث شد لیزر فیبر به علت تاثیر مناسب طول موج آن در فلزات استفاده می شود. تاثیر طول موج لیزر Co2 و دیودی در مواد غیر فلز بسیار مناسب می باشد. بنابراین در دستگاه های برش و حکاکی مواد غیر فلز از منبع لیزر Co2 و دیودی استفاده می شود. لیزر های دیودی نسبت به لیزر Co2 قیمتی بسیار نازل تر دارند و برای کسب و کارهای خانگی مناسب می باشند.