لیزرها امروزه یکی از پرکاربردترین ابزارها در تولید هستند، به ویژه از آنجایی که به مهندسان این امکان را می‌دهد تا ویژگی‌های پیچیده‌تر و محصولات ظریفتری مثل تجهیزات پزشکی را ایجاد کنند که به تلرانس‌های دقیق نیاز دارد. ساختن این تجهیزات با تجهیزات ماشینکاری سنتی دشوار یا غیرممکن است. برش‌های لیزری فوق‌العاده تمیز هستند، با جسم تماس ندارند و اثرات حرارتی نقطه ای ایجاد می کنند بنابراین به اطراف کار آسیب نمیزنند و در نتیجه نیاز به برخی از مراحل پردازش ثانویه ندارند. در این راستا شما را به خواندن این مقاله دعوت میکنیم تا با هفت کاربرد برتر لیزر در خطوط تولید آشنا شوید.
لیزر چه کاربردی در خطوط تولید صنایع مختلف دارد؟
لیزرها امروزه یکی از پرکاربردترین ابزارها در تولید هستند، به ویژه از آنجایی که به مهندسان این امکان را می‌دهد تا ویژگی‌های پیچیده‌تر و محصولات ظریفتری مثل تجهیزات پزشکی را ایجاد کنند که به تلرانس‌های دقیق نیاز دارد. ساختن این تجهیزات با تجهیزات ماشینکاری سنتی دشوار یا غیرممکن است. برش‌های لیزری فوق‌العاده تمیز هستند، با جسم تماس ندارند و اثرات حرارتی نقطه ای ایجاد می کنند بنابراین به اطراف کار آسیب نمیزنند و در نتیجه نیاز به برخی از مراحل پردازش ثانویه ندارند. در این راستا شما را به خواندن این مقاله دعوت میکنیم تا با هفت کاربرد برتر لیزر در خطوط تولید آشنا شوید.
- حکاکی و علامت گذاری لیزری
لیزرها به طور فزاینده ای برای درج اعداد شناسایی منحصر به فرد (UID) روی قطعات و محصولات استفاده می شوند که به راحتی در صورت فراخوانی قابل ردیابی هستند. مارک های لیزری بسیار بادوام هستند و برای دستگاه های پزشکی می توانند بسیار پرکاربرد باشند. هم اطلاعات قابل خواندن توسط انسان و هم اطلاعات بارکد و حتی تاریخچه طراحی، می توانند با لیزر روی محصولات بر روی سطوح صاف یا منحنی علامت گذاری شوند.
- بافت سطحی
لیزرها می‌توانند بافت‌ها یا ریزساختارهای طرح‌دار روی سطوح اجزا یا محصولات ایجاد کنند که عملکرد فیزیکی مانند نرخ سایش، چسبندگی و خواص نوری را بهبود می‌بخشد. میکروبافت لیزری می تواند زبری روی ایمپلنت های پزشکی ایجاد کند که باعث می شود بافت یا استخوان جدید در ایمپلنت جدید محکم شود و رشد کند و الگوهایی با ویژگی هایی به کوچکی 10 میکرومتر را می توان با وضوح بسیار بالا تولید کنند.
- ماشین کاری یا ابلیشن با لیزر
این روش ماشینکاری تفریقی اساساً مواد را با دقت زیادی با استفاده از پرتو لیزر تبخیر می کند. طول پالس، طول موج، و شدت با توجه به مواد در حال پردازش تنظیم می شود. لیزر به ویژه برای ماشینکاری مواد حساس مانند نانومواد یا مواد فوق رسانا مفید است، زیرا روش غیر تماسی ساختار ماده را تغییر نمی دهد یا سطح آن را با سایش یا حرارت آسیب نمی رساند.
- سوراخکاری لیزری
لیزرها در حفر سوراخ هایی به اندازه میکرون در طیف وسیعی از مواد از جمله فلزات، پلیمرها و سرامیک ها بسیار دقیق هستند. بسیاری از قطعات ساخته‌شده امروزی نیاز به ویژگی‌های میکروسکوپی و پیچیده دارند که تنها با حفاری لیزری قابل ایجاد هستند.
- برش لیزری
مشابه با حفاری لیزری، برش لیزری متکی به یک پرتو لیزر متمرکز برای برش مواد، برش مستقیم یا الگوهای برش تا اعماق بسیار دقیق در ماده یا جزء است. لیزرهای فوق سریع معمولاً برای انواع مختلف فلزات و پلیمرها استفاده می شود زیرا لبه های تمیز را برش می دهند و پلیسه های متاثر از حرارت ایجاد نمی کنند. لیزرها می‌توانند طیف گسترده‌ای از مواد از جمله آلومینیوم، تیتانیوم و فولاد را با تحمل‌هایی در سطح میکرون برش دهند.
- جوش لیزری
این فرآیند به ویژه برای محصولاتی با هندسه های پیچیده یا مواد غیر مشابه که به سختی به یکدیگر متصل می شوند، موثر است. بسته به نوع محصول، جوش لیزری می تواند بهترین فرآیند اتصال نسبت به چسباندن یا لحیم کاری باشد، به ویژه برای اتصال فلزات و پلاستیک ها. همچنین جوش های قوی و با دقت بالا ایجاد می کند که می تواند به کوچکی 0.004 اینچ باشد و تمامی جوشها مشابه هم و یکسان باشند.
- سیم کشی
بخش هایی از عایق یا محافظ را از سیم ها و کابل ها حذف می کند تا نقاط تماس الکتریکی را فراهم کند و سیم را برای لحیم کاری آماده می کند. در این روش تماس با سیم وجود ندارد و امکان پردازش گیج‌های ظریف سیم بالاتر از 32 AWG را فراهم می‌کند. عایق را می توان با دقت 0.005 اینچ برداشت. استریپینگ را می‌توان طوری برنامه‌ریزی کرد که عایق را در هر نقطه در امتداد سیم از بین ببرد و امکان برداشتن دهانه میانی با دقت بالا را فراهم کند.
به عنوان مثال، در سال 2018، مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) لیزری ساخت که 100 برابر سریع‌تر از لیزرهای فوق سریع معمولی (پالس‌هایی که چهار میلیاردم ثانیه طول می‌کشند) پالس می‌کند. علاوه بر این، دانشمندان در آلمان در حال آزمایش با ادغام لیزرهای کوچک به طور مستقیم در تراشه های سیلیکونی برای افزایش سرعت پردازش هستند. یکی دیگر از حوزه‌های تحقیقاتی استفاده از هوش مصنوعی (AI) برای ایجاد لیزرهای هوشمندی است که مواد در حال پردازش را درک می‌کنند و زمانی که فرآیند به پایان می‌رسد. سازنده ماشین آلات آلمانی TRUMPF در حال توسعه یک سیستم لیزری است که از هوش مصنوعی برای تعیین بهترین نقاط جوشکاری برای ایجاد کویل های مسی برای صنعت خودرو استفاده می کند. با استقبال بیشتر شرکت‌ها از هوش مصنوعی، فناوری‌های حسگر، و تولید مواد افزودنی - لیزرها نقشی رو به گسترش در تولید مدرن خواهند داشت.
منبع