เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมมากมายโดยมอบวิธีการตัดวัสดุที่แม่นยำ มีประสิทธิภาพ และมักจะเป็นแบบอัตโนมัติการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่เก่าแก่ที่สุดอย่างหนึ่งคือในฟิสิกส์เชิงทดลอง แต่การนำเทคโนโลยีดังกล่าวมาใช้ในการผลิตได้แสดงให้เห็นถึงความคล่องตัวและประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการทำความเข้าใจส่วนประกอบหลักของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์มีความสำคัญไม่เฉพาะสำหรับผู้ปฏิบัติงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงธุรกิจที่ต้องการลงทุนในเทคโนโลยีนี้ด้วย

ส่วนประกอบสำคัญโดยสรุป

ส่วนประกอบหลักของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์ ได้แก่ เครื่องสะท้อนเสียงเลเซอร์ ระบบส่งลำแสง หัวตัด ตัวควบคุม CNC และระบบช่วยเหลือแก๊สส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่นเพื่อให้ได้การตัดที่มีความแม่นยำสูง

เครื่องสะท้อนเสียงแบบเลเซอร์

เครื่องสะท้อนเสียงเลเซอร์หรือที่เรียกว่าแหล่งกำเนิดเลเซอร์เป็นหัวใจสำคัญของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์เป็นที่ที่ลำแสงเลเซอร์ถูกสร้างขึ้นประเภทของเลเซอร์จะกำหนดกำลังและการใช้งานของเครื่องเลเซอร์ที่ใช้ในเครื่องตัดมีสามประเภทหลักๆ ได้แก่ เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ไฟเบอร์ และเลเซอร์ YAGเลเซอร์ CO2 ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและโลหะบางชนิด เลเซอร์ไฟเบอร์เป็นที่รู้จักในด้านประสิทธิภาพและใช้สำหรับการตัดโลหะ และเลเซอร์ YAG ใช้สำหรับวัสดุที่หนาและสะท้อนแสงมากขึ้น

ภายในตัวสะท้อนกลับ พลังงานจะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวกลางที่ได้รับ (เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ อิตเทอร์เบียม หรือผลึกที่เจือด้วยนีโอไดเมียม) เพื่อสร้างอนุภาคที่ถูกกระตุ้นเมื่ออนุภาคเหล่านี้กลับสู่สถานะพื้น มันจะปล่อยโฟตอนออกมาโฟตอนเหล่านี้จะสะท้อนกลับไปกลับมาระหว่างกระจกในตัวสะท้อนกลับ จนกระทั่งลำแสงเลเซอร์ต่อเนื่องกันอันทรงพลังถูกปล่อยออกมา

ระบบส่งลำแสง

เมื่อสร้างแล้ว ลำแสงเลเซอร์จะต้องมุ่งตรงไปยังวัสดุที่กำลังตัดนี่คือจุดที่ระบบส่งลำแสงเข้ามามีบทบาทในระบบเลเซอร์ CO2 โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับชุดกระจกที่นำทางลำแสงเลเซอร์ในระบบไฟเบอร์เลเซอร์ ลำแสงจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก

ระบบส่งลำแสงช่วยให้มั่นใจได้ว่าลำแสงเลเซอร์จะรักษาความเข้มและโฟกัสไปที่ระยะห่างระหว่างตัวสะท้อนกลับและหัวตัดในการใช้งานที่มีความแม่นยำสูงบางประเภท อาจใช้ระบบออพติคแบบปรับได้เพื่อปรับเส้นทางลำแสงเพื่อความแม่นยำสูงสุด

หัวตัด

หัวตัดมีหน้าที่ในการโฟกัสลำแสงเลเซอร์ไปที่ชิ้นงานประกอบด้วยระบบเลนส์ที่รวมลำแสงไปยังจุดละเอียด เพื่อให้ได้ความเข้มที่จำเป็นในการตัดผ่านวัสดุหัวตัดมักจะมีหัวฉีดซึ่งช่วยส่งก๊าซ (เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน หรืออากาศ) ไปที่บริเวณตัด

แก๊สช่วยมีหลายหน้าที่สามารถช่วยเป่าวัสดุที่หลอมละลายออกจากเส้นตัด ทำให้พื้นที่ตัดเย็นลง เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป และรับประกันว่าขอบจะสะอาดโดยไม่เกิดรอยไหม้การเลือกใช้แก๊สและแรงดันสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของการตัด

คอนโทรลเลอร์ซีเอ็นซี

ตัวควบคุม CNC (Computer Numerical Control) คือสมองของเครื่องตัดเลเซอร์ใช้การออกแบบหรือรูปแบบ (โดยปกติจะเป็นไฟล์ CAD) และแปลงเป็นชุดคำสั่งที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของเครื่องจักร

ตัวควบคุม CNC ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลำแสงเลเซอร์จะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางการตัดอย่างแม่นยำ โดยควบคุมความเร็ว กำลัง และตำแหน่งของลำแสงระบบ CNC ขั้นสูงยังสามารถปรับพารามิเตอร์แบบเรียลไทม์ เช่น ความเร็วตัดและกำลังเลเซอร์ โดยอิงตามการตอบรับจากเซ็นเซอร์ที่ติดตามกระบวนการตัด

ระบบช่วยแก๊ส

ระบบแก๊สช่วยทำงานควบคู่กับหัวตัดมันจัดเก็บและส่งมอบก๊าซที่ใช้ในการช่วยเหลือกระบวนการตัดประเภทของแก๊สช่วยที่ใช้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัสดุที่ถูกตัด

ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนสามารถใช้ในการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนหนาได้ เนื่องจากจะช่วยเผาไหม้วัสดุ ทำให้เพิ่มความเร็วในการตัดในทางกลับกัน ไนโตรเจนมักใช้ในการตัดเหล็กสเตนเลสและอลูมิเนียม เนื่องจากจะป้องกันการเกิดออกซิเดชันและส่งผลให้การตัดสะอาดยิ่งขึ้น

บทสรุป

การทำความเข้าใจส่วนประกอบหลักของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับฟังก์ชันการทำงานและประสิทธิภาพของเครื่องตัดเลเซอร์ตั้งแต่ตัวสะท้อนเลเซอร์ที่สร้างลำแสงไปจนถึงตัวควบคุม CNC ที่นำทางส่วนประกอบแต่ละส่วนมีบทบาทสำคัญในการตัดที่แม่นยำและมีคุณภาพสูงธุรกิจที่ต้องการลงทุนในเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ควรพิจารณาประเภทของวัสดุที่จะตัด รวมถึงความสามารถเฉพาะของแต่ละส่วนประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาจะเลือกเครื่องจักรที่เหมาะสมกับความต้องการของตน

คำถามที่พบบ่อย

เครื่องตัดเลเซอร์สามารถตัดวัสดุอะไรได้บ้าง?

เครื่องตัดเลเซอร์สามารถตัดวัสดุได้หลากหลาย รวมถึงโลหะ (เช่น เหล็กและอลูมิเนียม) พลาสติก ไม้ แก้ว และสิ่งทอ

แก๊สช่วยปรับปรุงการตัดด้วยเลเซอร์อย่างไร

แก๊สช่วยเป่าวัสดุที่หลอมละลายออกไป ป้องกันความร้อนสูงเกินไป และรับประกันการตัดที่สะอาดโดยไม่ไหม้เกรียมหรือออกซิเดชั่น

บทบาทของตัวควบคุม CNC ในเครื่องตัดเลเซอร์คืออะไร?

ตัวควบคุม CNC แปลไฟล์การออกแบบเป็นคำสั่งที่แนะนำการเคลื่อนไหวและการทำงานของลำแสงเลเซอร์ เพื่อให้มั่นใจในการตัดที่แม่นยำ

เลเซอร์ประเภทใดที่มักใช้ในเครื่องตัดด้วยเลเซอร์?

เลเซอร์ประเภททั่วไป ได้แก่ เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ไฟเบอร์ และเลเซอร์ YAG ซึ่งแต่ละประเภทเหมาะสำหรับวัสดุและความหนาที่แตกต่างกัน

เครื่องตัดเลเซอร์สามารถรองรับการผลิตปริมาณมากได้หรือไม่? ใช่ เครื่องตัดเลเซอร์จำนวนมากได้รับการออกแบบมาเพื่อการผลิตในปริมาณมากและสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยมีเวลาหยุดทำงานน้อยที่สุด