Lazer Kesim

LAZER KESİM NASIL ÇALIŞIR?

25 Yılı Aşkın Süredir Hizmetinizdeyiz

Lazer kesim, yüksek güçlü bir lazerin optikler ve bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) sistemi aracılığıyla yönlendirilmesiyle gerçekleştirilir. Genellikle, bu işlem, kesilecek malzemenin desenine uygun bir CNC veya G-kodu izleyen bir hareket kontrol sistemi kullanır. Odaklanmış lazer ışını, malzemeyi yakar, eritir, buharlaştırır veya bir gaz jeti ile üfleyerek yüksek kaliteli bir yüzey bitişli kenar bırakır.

Lazer ışını, kapalı bir kap içerisindeki elektriksel deşarjlar veya lambalarla lazer malzemesinin uyarılmasıyla üretilir. Lazer malzemesi, bir kısmi ayna aracılığıyla içeride yansıyarak enerji seviyesi kaçış için yeterli olana kadar güçlendirilir ve sonuç olarak tek renkli, uyumlu bir ışık demeti halinde dışarı çıkar. Bu ışık, aynalar veya fiber optiklerle yönlendirilerek bir lens aracılığıyla yoğunlaştırılır ve iş alanına odaklanır.

Lazer ışını, en dar noktasında genellikle 0.0125 inç (0.32 mm) çapındadır, ancak malzeme kalınlığına bağlı olarak 0.004 inç (0.10 mm) kadar dar kesim genişlikleri mümkündür.

Lazer kesim işlemi malzemenin kenarından başka bir yerden başlatılacaksa, bir delme işlemi yapılır. Bu işlemde, yüksek güçlü darbeli lazer malzemede bir delik açar. Örneğin, 0.5 inç (13 mm) kalınlığındaki paslanmaz çelik bir levhayı delmek 5-15 saniye sürebilir.


Lazer Kesim Türleri

Bu işlem üç ana teknikle gerçekleştirilir:

  • · CO2 Lazer (kesim, delme ve gravür için kullanılır).
  • · Neodymium (Nd)
  • · Neodymium Yttrium-Alüminyum-Garnet (Nd:YAG)

Nd, yüksek enerjili, düşük tekrar oranlı delme işlemleri için; Nd:YAG ise çok yüksek güçlü delme ve gravür işlemleri için kullanılır. Tüm lazer türleri kaynak işlemlerinde de kullanılabilir.


CO2 Lazerler

CO2 lazerler, bir gaz karışımı üzerinden akım geçirme (DC ile uyarma) veya daha popüler olan radyo frekansı enerjisi (RF ile uyarma) tekniğiyle çalışır. RF yöntemi, elektrotların dışarıda olmasını sağlar ve bu sayede, DC yöntemindeki gibi elektrot aşınması ve cam yüzeyde birikme gibi sorunları önler.

Lazer performansını etkileyen bir diğer faktör, gaz akış türüdür. CO2 lazer çeşitleri şunlardır:

  • · Hızlı eksenel akış: Karbondioksit, helyum ve azot karışımı bir türbin veya üfleç ile yüksek hızda dolaştırılır.
  • · Yavaş eksenel akış: Gaz karışımı daha düşük hızda dolaştırılır.
  • · Transvers akış: Basit bir üfleç kullanır.
  • · Slab veya difüzyon rezonatörleri: Statik bir gaz alanı kullanır ve basınçlandırma gerektirmez.

Lazer Soğutma Teknikleri

Lazer jeneratörleri ve harici optik sistemlerin soğutulması için farklı teknikler kullanılır. Atık ısı genellikle havaya aktarılır, ancak çoğu zaman bir soğutucu kullanılır. Su, genellikle bir ısı transferi veya soğutma sistemi aracılığıyla dolaştırılarak kullanılan yaygın bir soğutucudur.

Su soğutmalı lazer işleme örneği, darbe lazer ışını ile düşük basınçlı su jetini birleştiren bir lazer mikrojet sistemidir. Bu sistem, ışını optik bir fiber gibi yönlendirir. Su ayrıca malzemeyi soğutma ve kalıntıları uzaklaştırma avantajı sunar. “Kuru” lazer kesime kıyasla yüksek dilimleme hızları, paralel kesimler ve çok yönlü kesim gibi avantajlar sağlar.


Fiber Lazerler

Fiber lazerler, metal kesim endüstrisinde popülerlik kazanmaktadır. Bu teknoloji, gaz veya sıvı yerine katı bir kazanç ortamı kullanır. Lazer, bir cam fiber içinde güçlendirilir ve CO2 teknikleriyle karşılaştırıldığında çok daha küçük bir nokta boyutu üretir. Bu, yansıtıcı metallerin kesimi için ideal bir yöntemdir.


Nerelerde Kullanılır?

Bu teknoloji, alüminyum, paslanmaz çelik, yumuşak çelik ve titanyum gibi metallerin kesilmesi ve işaretlenmesi için kullanılabilir. Bunun yanı sıra, plastik, ahşap, seramik, balmumu, kumaş ve kağıt gibi malzemelerin endüstriyel kesimi için de kullanılabilir.

Lazer kesim teknolojileri, havacılık ve otomotiv sektörleri gibi birçok endüstride kullanılmaktadır. Ayrıca nükleer tesislerin devreden çıkarılması gibi tehlikeli ortamlarda kesim işlemleri için de tercih edilir.


Metal

Metal kesimi, lazer kesimin en yaygın uygulamalarından biridir ve paslanmaz çelik, yumuşak çelik, tungsten, nikel, pirinç ve alüminyum gibi malzemeler üzerinde kullanılır. Lazerler, temiz kesimler ve pürüzsüz yüzeyler sağladıkları için metal kesiminde idealdir.

Lazerle kesilmiş metal, otomobil gövdeleri, cep telefonu kasaları, motor çerçeveleri veya panel kirişleri gibi bileşenler ve yapısal şekillerde yaygın olarak bulunabilir.


Ahşap

Bu kesim yöntemi ahşap malzemelerle de kullanılabilir. MDF ve huş kontrplak, büyük levhalar halinde üretilebilmeleri nedeniyle en sık tercih edilen malzemelerdir. Ahşap ne kadar sert olursa, o kadar fazla lazer gücü gerekir. Örneğin, yoğun sert ağaçlar yumuşak ağaçlardan (balsa gibi) daha fazla güç gerektirir.

Ahşap, metal maliyetine katlanmadan dayanıklılık sağladığı için tercih edilen bir malzemedir. Ancak dezavantaj olarak, ahşap zamanla eğrilme veya bükülme yapabilir, özellikle de yüksek gerilime maruz kalırsa veya nemli bir ortamda kullanılırsa. Kesim işleminin yanı sıra, lazerler ahşap üzerine gravür yapmak için de sıklıkla kullanılır. CAD programları, hassas ve karmaşık tasarımlar oluşturmak için kullanılır.


Avantajları

Lazer kesim, diğer yöntemlere göre birçok avantaj sunar:

  • Daha az kirlenme ve kolay iş parçası tutma imkanı sağlar.
  • Kesim sırasında lazer ışını aşınmadığı için hassasiyet artar.
  • Lazer kesimi, malzemelerin eğrilme olasılığını azaltır.
  • Diğer yöntemlerle kesilmesi zor olan malzemelerin kesimini mümkün kılar.

Lazer işlemleri, insan hatasını en aza indirerek sürekli yüksek hassasiyet ve doğruluk sağlar. Bu da daha az atık, daha düşük enerji kullanımı ve dolayısıyla daha düşük maliyet anlamına gelir.

Ayrıca lazer kesim, küçük parçalarda karmaşık tasarımların kazınmasını mümkün kılarken, metali çapaksız ve temiz bir şekilde bırakır. Lazer kesimle diğer yöntemlere kıyasla iş parçası daha az kirlenir.


Dezantajları

Avantajlarına rağmen, lazer kesim yüksek enerji tüketimi ile ilişkilidir. Ayrıca, plastiklerin lazerle kesilmesi sırasında toksik dumanlar açığa çıkar ve bu dumanların havalandırılması gerekir; bu da pahalı bir işlemdir.

Etkili lazer kesim, kesilecek malzemenin kalınlığına, malzeme türüne ve kullanılan lazer tipine bağlıdır. Dikkat edilmezse malzeme yanabilir veya bazı metaller, doğru lazer yoğunluğu kullanılmadığında renk değişimine uğrayabilir.

Plazma kesim, lazer kesimin aksine daha kalın levhaların kesilmesine olanak tanısa da, lazer teknolojisindeki gelişmeler bu farkı kapatmaktadır. Ancak, lazer makinelerinin maliyeti hâlâ engelleyici olabilir.

Son olarak, otomatik bir süreç olmasına rağmen, test çalışmaları ve onarımlar insan müdahalesi gerektirir. Operatörün lazerle temas etmesi durumunda ciddi yanık riski vardır.