چرا بعضی برش های لیزری بی‌نقص‌اند و بعضی دردسرساز؟ اگر تا امروز با ورق‌های فلزی برش‌خورده سروکار داشته باشید، احتمالاً این تفاوت را دیده‌اید: لبه‌های صاف، بدون پلیسه و آماده مونتاژ در مقابل لبه‌هایی زبر، مخروطی یا سوخته که نیاز به سنگ‌کاری و پرداخت مجدد دارند.

این تفاوت معمولاً به دستگاه لیزر به‌تنهایی مربوط نیست؛ بلکه به تنظیم پارامترهای برش لیزری برمی‌گردد. پژوهش‌های علمی اخیر نشان می‌دهند که پارامترهایی مثل توان لیزر، سرعت برش و نوع گاز کمکی، تأثیر مستقیمی بر کیفیت سطح و Kerf دارند؛ موضوعی که مستقیماً روی هزینه، زمان و کیفیت نهایی پروژه شما اثر می‌گذارد.

برش لیزری فلزات چیست و چرا این‌قدر پرکاربرد شده است؟

برش لیزری فلزات یکی از دقیق‌ترین و سریع‌ترین روش‌های برش ورق در صنایع مختلف است. در این روش، پرتو متمرکز لیزر فلز را ذوب یا تبخیر کرده و هم‌زمان با کمک گاز کمکی، مسیر برش را تمیز می‌کند.

مزایای اصلی برش لیزری:

• دقت بالا در ابعاد
• امکان اجرای طرح‌های پیچیده
• کاهش پرت متریال
• سرعت بالا در تولید
• کیفیت لبه بهتر نسبت به روش‌های سنتی

اما این مزایا فقط زمانی محقق می‌شوند که پارامترهای برش به‌درستی تنظیم شده باشند.

Kerf و کیفیت سطح یعنی چه؟ (به زبان ساده)

قبل از ادامه، دو مفهوم کلیدی را ساده توضیح دهیم:

• Kerf: عرض شکافی که لیزر هنگام برش ایجاد می‌کند
• کیفیت سطح: میزان صافی یا زبری لبه‌ی برش‌خورده

Kerf نامناسب یا سطح زبر باعث می‌شود:

• قطعات دقیق در مونتاژ به مشکل بخورند
• نیاز به پرداخت ثانویه افزایش یابد
• زمان و هزینه پروژه بالا برود

مهم‌ترین پارامترهای مؤثر بر کیفیت برش لیزری

مطالعات مروری انجام‌شده روی برش لیزری فلزات نشان می‌دهد که چند پارامتر نقش کلیدی دارند:

توان لیزر (Laser Power)

توان بالاتر لزوماً به معنای کیفیت بهتر نیست.
توان زیاد می‌تواند باعث:

• افزایش عرض Kerf
• سوختگی لبه
• افزایش HAZ (ناحیه متاثر از حرارت)

در مقابل، توان پایین‌تر از حد نیاز، برش ناقص ایجاد می‌کند. تنظیم دقیق توان متناسب با ضخامت و نوع فلز حیاتی است.

سرعت برش (Cutting Speed)

سرعت برش یکی از حساس‌ترین پارامترهاست:

• سرعت زیاد → برش ناتمام یا لبه دندانه‌دار
• سرعت کم → زبری سطح و تغییر خواص فلز

اپراتور حرفه‌ای سرعت را بر اساس جنس ورق و توان دستگاه تنظیم می‌کند تا بهترین تعادل بین کیفیت و زمان ایجاد شود.

نوع و فشار گاز کمکی

گاز کمکی نقش بسیار مهمی در کیفیت نهایی دارد:

• اکسیژن: مناسب فولاد کربنی، افزایش سرعت ولی با اکسیداسیون
• نیتروژن: برش تمیز، بدون اکسید، ایده‌آل برای استیل و آلومینیوم

فشار نامناسب گاز می‌تواند باعث باقی‌ماندن مواد مذاب روی لبه یا افزایش Kerf شود.

فاصله نازل تا سطح ورق

اگر فاصله نازل درست تنظیم نشود:

• تمرکز پرتو کاهش می‌یابد
• عرض Kerf ناپایدار می‌شود
• کیفیت لبه افت می‌کند

این تنظیمات جزو جزئیاتی است که تفاوت بین برش معمولی و برش حرفه‌ای را مشخص می‌کند.

ضخامت و نوع فلز

هر فلز رفتار حرارتی متفاوتی دارد:

• فولاد و استیل: پایدارتر و قابل کنترل‌تر
• آلومینیوم: بازتاب بالا و حساس به تنظیمات
• ورق‌های ضخیم: نیازمند توان و کنترل دقیق‌تر

به همین دلیل، تنظیمات برش برای هر پروژه باید اختصاصی باشد.

تفاوت کیفیت برش در فلزات مختلف

بر اساس تجربه صنعتی و یافته‌های علمی:

• استیل ضدزنگ با نیتروژن بهترین کیفیت سطح را می‌دهد
• فولاد کربنی با اکسیژن سرعت بالاتری دارد اما نیازمند کنترل اکسیداسیون است
• آلومینیوم نیازمند دقت بالاتر در فوکوس و گاز کمکی است

شناخت این تفاوت‌ها، نقش مستقیمی در نتیجه نهایی دارد.

چرا تنظیم پارامترها از خود دستگاه مهم‌تر است؟

بسیاری تصور می‌کنند داشتن دستگاه لیزر قدرتمند کافی است؛ در حالی که:

دستگاه قوی + تنظیمات اشتباه = کیفیت متوسط

تنظیم حرفه‌ای پارامترها نیازمند:

• تجربه عملی
• شناخت رفتار فلزات
• آزمون و خطای کنترل‌شده
• اپراتور متخصص

این همان نقطه‌ای است که مجموعه‌های حرفه‌ای برش لیزری از کارگاه‌های معمولی متمایز می‌شوند.

جمع‌بندی

کیفیت برش لیزری فقط به نام دستگاه بستگی ندارد. توان لیزر، سرعت برش، نوع گاز، ضخامت ورق و مهارت اپراتور همگی در کنار هم تعیین می‌کنند که خروجی کار:

• آماده مصرف باشد
• یا نیازمند اصلاح و هزینه اضافی

انتخاب درست مجموعه برش لیزری، یعنی کاهش هزینه، افزایش دقت و تحویل سریع‌تر.

منبع:

A comprehensive review of studying the influence of laser cutting parameters on surface and kerf quality of metals, International Journal of Advanced Manufacturing Technology