การตัดโลหะด้วยกรรมวิธีตัดเลเซอร์
2017-09-09 09:43:28

ตัดโลหะด้วยกรรมวิธี ตัดเลเซอร์ (Laser) 

เลเซอร์ หรือ Laser นั้นย่อมาจาก Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation เป็นการอธิบายถึง การกระตุ้นให้รังสีมีการแผ่และมีทิศทางที่ชัดเจนตามที่ควบคุมไว้ โดยแสงจะมีความเข้มจากการเคลื่อนที่ ของวงอิเล็กตรอนที่ถูกเหนียวนำ จนเกิดเป็นคลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วงที่กำหนด 

ในวงการอุตสาหกรรมการผลิต มีการประยุกต์โดยนำแสงเลเซอร์มาใช้ในการผลิตอย่างมากมาย ตาม machine shop หรือโรงงานที่รับผลิตงานโลหะ เราจะเห็นการใช้เลเซอร์ในการตัดงาน ซึ่งเลเซอร์ที่ใช้ตัดงาน คือ CO2Laser ซึ่งสามารถตัดโลหะที่มีความบางไปจนถึงมีความหนามากๆ ได้ ซึ่งมักจะอยู่ในช่วง 0.5 - 15 มม. โดยการปรับความเข้มของลำแสงด้วยเลนส์ที่อยู่ในหัว nozzle จนได้ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงตามสเปคที่กำหนด ก่อนจะทำการยิงแสงลงบนวัสดุเพื่อทำการตัด ซึ่งเมื่อทำการตัด จะมีเนื้อวัสดุส่วนหนึ่งที่หลอมละลาย (Melt) หลุดออกไป และเกิดเป็นร่องแยกระหว่างชิ้นงานกับตัววัสดุส่วนอื่นๆ แต่ทั้งนี้ยิ่งวัสดุที่มีความหนามาก ก็จะมีอัตราสิ้นเปลืองปริมาณแก๊สมากขึ้น และยิ่งหนามากก็ต้องใช้ความเร็วในการเดินหัวตัดที่ช้าลงไปด้วยตามลำดับ และที่สำคัญคือ อัตราการสิ้นเปลืองพลังงานที่มากขึ้นด้วย

 

การตัดงานด้วยเลเซอร์ สามารถใช้กับงานที่รูปร่างซับซ้อน เพราะเครื่องตัดเลเซอร์สามารถนำเข้า CAD ได้โดยตรง เหมาะกับงานที่มีลักษณะเป็น Mass production หรืองานที่มีจำนวนมาก เพราะจะทำให้เกิดการคุ้มทุนต่อการตัด มีราคาต่อชิ้นที่ถูกลง รวมถึงนิยมให้ในการตัดงานตามแบบเพื่อทำต้นแบบ เพื่อนำงานมาทดสอบขึ้นรูปก่อนจะนำไปทำแม่พิมพ์ปั๊มงานต่อไป ซึ่งงานที่ได้จากการตัดเลเซอร์นั้นจะมีขอบที่เนียบเรียบและคม แต่อาจมีรอยไหม้ให้สังเกตเห็นได้

 

มีข้อสังเกต เนื่องจากเลเซอร์เป็นลำแสง ดังนั้นจึงอาจมีปัญหาจากการสะท้อนบนพื้นผิววัสดุที่มีความมันวาว เช่น สแตนเลส ซึ่งมักแก้ปัญหาโดยการพ่นเคลือบผิวเพื่อลดความเงา รวมถึงขนาดของรูที่เล็กที่สุดที่เครื่องสามารถทำได้ โดยปกติจะอยู่ที่ขนาดเส็นผ่านศูนย์กลางของรูประมาณ 1-3 มม. ขึ้นอยู่กับความหนาของงานโดยรวมที่ตัด และขึ้นอยู่กับสเปคของเครื่อง

Laser Beam cutting (LBC)

เป็นกระบวนการตัดโดยใช้ความร้อนโดยจะทำการหลอมเหลววัสดุและทำให้หลอมเหลวกลายเป็นไอโดยใช้ความร้อนจาก แสงเลเซอร์  ซึ่งกระบวนการนี้ต้องอาจใช้แก๊สช่วยในการกำจัดเศษโลหะที่หลอมเหลวออก   กระบวนการสร้างแสงเลเซอร์นี้ จะประกอบไปด้วย แหล่งพลังงาน , สารกำเนิดเลเซอร์ , ท่อเลเซอร์ , ระบบการนำรังสี   ซึ่งจะให้ช่วงความยาวคลื่นและกำลังที่แตกต่างกันไป

 

ในการสร้างแสงเลเซอร์นั้นจะใช้สารกำเนิดเลเซอร์เป็นแก๊ส  และใช้ระบบนำรังสี เป็นระบบกระจกเงา ซึ่งการใช้กระจกเงาสะท้อนลำแสงนี้ก็ทำให้มีปัญหาได้ ในกรณีที่มีการตัดโลหะที่มีพื้นผิวเงาวาว   เลเซอร์แยกตามสารกำเนิดเลเซอร์มีหลายประเภทได้แก่

  • CO2  Laser   เหมาะสำหรับใช้งาน ตัด , สลัก , เชื่อม , คว้าน
  • Neodymium   Laser   เหมาะสำหรับใช้งาน  เชื่อม , คว้าน ที่ต้องใช้พลังงานสูง
  • Nd-YAG   Laser   เหมาะสำหรับใช้งาน  สลัก , เชื่อม , คว้าน ที่ต้องใช้พลังงานสูง

 

ข้อดีของการตัดโดยใช้แสงเลเซอร์ คือ   ให้ความเร็วในการตัดสูง  รอยตัดแคบ , เกิดความร้อนน้อยและชิ้นงานบิดตัวต่ำ,  เกิดการสั่นสะเทือนต่ำ , เกิดแก๊สน้อย

 


Credit: tosthailand.com
Tags: จำหน่ายเครื่อง cnc, จำหน่ายเครื่องจักรงานโลหะ