برش لیزری فلزات | راهنمای کامل، مزایا، کاربردها و هزینه

برش لیزری فلزات یکی از دقیق‌ترین و متداول‌ترین روش‌های برش در صنعت مدرن است. این فناوری با استفاده از پرتویی متمرکز از نور لیزر، ماده را ذوب، تبخیر یا اکسید می‌کند و برش‌هایی با لبه‌ای تمیز، دقیق و تکرارپذیر ایجاد می‌کند. انتخاب پارامترهای مناسب (نوع لیزر، توان، گاز کمکی، سرعت و تنظیمات نازل) تعیین‌کننده کیفیت، هزینه و سرعت تولید است.

چگونه برش لیزری فلزات کار می‌کند؟

فرآیند برش لیزری در یک جمله: یک پرتوی متمرکز انرژی بالا به سطح فلز تابانده می‌شود؛ انرژی به حرارت تبدیل شده و ماده در ناحیهٔ تابش ذوب یا بخار می‌شود. همزمان یک گاز کمکی (اکسیژن یا نیتروژن یا هوا) برای پاک‌سازی (و در صورت استفاده از اکسیژن، کمک به اکسیداسیون) جریان می‌یابد تا مذاب را از شکاف بیرون بزند و برش کامل شود.

روش‌های برش متداول:

Fusion cutting (ذوب و دمیدن): لیزر ماده را ذوب کرده و گاز کمکی مذاب را از شکاف خارج می‌کند. معمولاً برای فلزات با گاز نیتروژن یا هوا.

Oxidation (برش با اکسیژن / flame-assisted): اکسیژن با فلز واکنش می‌دهد و گرمای واکنش، کمک به برش می‌کند (سرعت بالاتر برای فولاد کربنی، لبهٔ اکسید شده).

Vaporization (تبخیر): در توان‌های بسیار بالا و ضخامت بسیار کم، ماده مستقیماً تبخیر می‌شود.

انواع لیزر مورد استفاده در برش فلزات

لیزر فیبر (Fiber Laser): مناسب‌ترین گزینه برای برش فلزات؛ راندمان بالا، سرعت زیاد، نگهداری کم و کیفیت لبه بهتر—به‌ویژه برای استیل، فولاد، آلومینیوم و حتی مس (با توان کافی).

لیزر CO₂: معمولاً برای غیرفلزات و فلزات نازک استفاده می‌شود؛ در برش فلزات کاربرد دارد اما برای فلزات ضخیم و بازتابنده محدودیت بیشتری دارد.

Nd:YAG / Disk / Hybrid: کاربردهای خاص صنعتی و برای جوشکاری یا برش قطعات با نیازهای ویژه.

فلزات قابل برش و نکات مربوطه

فولاد کربنی (آهن): با اکسیژن سرعت بالاتری دارد ولی لبه تیره/اکسید دارد. مناسب ضخامت‌های وسیع.

استنلس استیل: با نیتروژن یا هوا برای لبهٔ روشن (بدون اکسید)؛ نیتروژن هزینهٔ بالاتری ولی کیفیت بهتر می‌دهد.

آلومینیوم: بازتابنده‌تر و هادی‌تر از فولاد؛ نیاز به تنظیمات متفاوت و توان/پالس مناسب.

مس و برنج: بسیار بازتابنده؛ لیزرهای با طول‌موج کوتاه‌تر (فیبر) و توان بالاتر مطلوب‌اند.

تیتانیوم و آلیاژها: قابل برش، ولی با توجه به خواص حرارتی نیاز به پارامترهای دقیق.

پارامترهای کلیدی که کیفیت برش را تعیین می‌کنند

توان لیزر: توان بیشتر -> توانایی برش ضخامت‌های بالاتر و سرعت بیشتر.

سرعت برش: تعیین‌کنندهٔ کیفیت لبه و مقدار دُرَس (dross).

تمرکز/فوکال (فاصلهٔ کانونی و محل کانون): تنظیم نادرست -> پهنای برش بیشتر یا لبهٔ نامنظم.

گاز کمکی و فشار آن: نیتروژن / اکسیژن / هوا — هرکدام نتیجهٔ متفاوت.

فاصله نازل تا ورق، قطر نازل، و هندسهٔ نازل.

کیفیت پرتوی لیزر (Beam quality, M²).

ضخامت و جنس ورق، صاف بودن ورق، وجود روکش یا رنگ.

گاز کمکی: انتخاب و اثرات

اکسیژن (O₂): افزایش سرعت روی فولاد کربنی از طریق واکنش اکسیداسیون؛ اما ایجاد لبهٔ اکسید (تیره) و گرمای بیشتر.

نیتروژن (N₂): ایجاد لبهٔ تمیز و بدون اکسید؛ مناسب استنلس و آلومینیوم؛ هزینهٔ بالاتر و احتمال ایجاد پاشیدگی کمتر.

هوا: ارزان اما ممکن است لبه را کمی سیاه کند (اکسید) و کیفیت کمتر از نیتروژن.

مشکلات رایج و راه‌حل‌های سریع

وجود دُرَس (ذرات ذوب‌شده روی لبه): کاهش سرعت، افزایش فشار گاز، تمیزکاری نوک نازل، یا استفاده از anti-dross techniques.

لبهٔ مخروطی یا Kerf taper: بررسی فوکال، تنظیم سرعت، تعویض لنز/نوک.

قطع نشدن کامل: افزایش توان یا کاهش سرعت، چک کردن ضخامت واقعی و پوشش‌ها.

تغییر شکل/کمانش ورق (distortion): کاهش گرما با تنظیم سرعت، استفاده از فیکسچر، برش از نقاط پشتیبانی‌شده.

نارسا بودن سوراخ‌های ریز: استفاده از تکنیک‌های پالس، پیش‌سوراخ (pierce) یا تغییر ترتیب اجرای برش.

آماده‌سازی فایل و نقشه برای برش لیزری (نکات عملی)

فرمت‌های مناسب: DXF، DWG، SVG — خطوط در لایه‌های مشخص برای برش و حکاکی.

استفاده از خطوط Single-line (hairline) برای برش.

فضای مناسب بین قطعات (gap) با توجه به ضخامت و kerf.

تعیین اولویت برش (نقاط داخلی قبل از خارجی) برای جلوگیری از حرکت قطعه.

تعریف سوراخ‌ها، بریدگی‌های نازک و حداقل قطر سوراخ قابل قبول.

نستینگ بهینه برای کاهش ضایعات و کاهش زمان ماشین.

پیش‌پردازش و پس‌پردازش

پاک‌سازی روکش، چسب یا رنگِ سطح قبل از برش.

استفاده از فیکسچر، گیره یا ورق پشتی برای کاهش ارتعاش و جابجایی.

پس‌پردازش‌های رایج: سندبلاست یا سنگ‌زنی برای برداشتن دُرَس، پرداخت لبه، آنیل یا عملیات حرارتی در صورت نیاز.

هزینه‌ها و برآورد قیمت (چه عواملی تعیین‌کننده‌اند)

نوع و ضخامت ماده، زمان برش واقعی (بر حسب متر برش یا دقیقه)، بهره‌وری نستینگ، هزینهٔ گاز و مصرف انرژی، نیاز به پس‌پردازش، تیراژ سفارش.
نکته: برای برآورد دقیق، بهتر است فایل DXF/DWG را ارسال کنید تا بر اساس زمان برش محاسبه شود.

کاربردهای صنعتی

صنایع خودرو، هوافضا، لوازم خانگی، مبلمان فلزی، تابلو‌سازی، سازه‌های معماری، صنعت روشنایی، الکترونیک و جواهرسازی — هر کدام با الزامات خاص (دقت، ضخامت، کیفیت لبه).

نکات ایمنی

استفاده از کابین/پوشش محافظ، سیستم تهویه و تصفیهٔ دود و ذرات (fume extraction).

جلوگیری از تابش مستقیم لیزر به افراد.

پایش سیستم‌های خاموش‌کن و مانیتورینگ دما برای جلوگیری از آتش‌سوزی.

اگر نیاز به برش یا فرم‌دهی دقیق انواع ورق فلزی داری، تیم پارس‌کات با دستگاه‌های برش لیزری و خدمات خمکاری حرفه‌ای آماده‌ی همکاری و ارائهٔ مشاوره‌ی فنی است. برای سفارش یا دریافت مشاوره رایگان، همین حالا [تماس بگیرید] یا نمونه کارها را مشاهده کنید.