مقدمه

برش لیزر برنج یکی از فناوری‌های نوین و پیشرفته در فرایند برش فلزات است که به‌تدریج جایگزین روش‌های سنتی شده است. برنج به‌عنوان یکی از آلیاژهای مس، ترکیبی از فلز مس و روی است که به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه، در صنایع مختلف به کار برده می‌شود. برش دقیق و حرفه‌ای برنج با استفاده از فناوری لیزر، موجب افزایش کیفیت قطعات تولید شده شده و امکان ایجاد طرح‌ها و اشکال پیچیده و ریز را به‌خوبی فراهم می‌کند.

کاربرد برش لیزر برنج

برنج در صنایع متعددی کاربرد دارد و برش لیزری آن کمک می‌کند تا محصولات با کیفیت و ظرافت بالا تولید شوند. به دلیل خواص برجسته برنج مانند هدایت الکتریکی مناسب، مقاومت در برابر خوردگی، انعطاف و زیبایی ظاهری، کاربرد آن در موارد زیر گسترده است:

صنایع الکترونیک:

در ساخت قطعات و اتصالات الکتریکی، برنج به عنوان یک هادی الکتریکی بسیار قوی به کار می‌رود. برش لیزر امکان ساخت دقیق و ظریف قطعاتی مثل کانکتورها و صفحه‌های مدار چاپی را فراهم می‌کند.

تولید قطعات مکانیکی:

برنج به دلیل انعطاف‌پذیری، مقاومت نسبی در برابر سایش و قابلیت ماشین‌کاری مناسب، در ساخت انواع قطعات کوچک و دقیق مانند چرخ‌دنده‌ها، رابط‌ها و قطعات متحرک ماشین‌آلات متنوع کاربرد دارد.

صنایع دکوراسیون و تزئینات:

زیبایی ظاهری فلز برنج و رنگ طلایی منحصر به فرد آن باعث شده در تزئینات داخلی، ساخت تابلوهای هنری، وسایل تزیینی و نمای ساختمان محبوب باشد.

ادامه

صنعت جواهرسازی:

برنج که اغلب به عنوان جایگزین طلای ارزان‌تر استفاده می‌شود، در ساخت زیورآلات با طرح‌های دقیق و ظریف کاربرد دارد.

ساخت تجهیزات الکترونیکی و صنعتی:

در ساخت پنل‌های کنترلی، قطعات دستگاه‌های صنعتی و تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی نیاز به برش‌های با کیفیت بالا و بدون نقص وجود دارد که لیزر قابلیت ارائه آن را داراست.

هنر و صنایع دستی:

برش لیزری برنج ابزاری بسیار کارآمد برای هنرمندان و صنعت‌گران است که می‌خواهند طرح‌های بسیار دقیق و ظریف را به سرعت و با تکرارپذیری بالا تولید کنند.

مزایای برش لیزر برنج

برش لیزری برنج نسبت به سایر روش‌های سنتی همچون اره‌کاری، برش مکانیکی و برش با جت آب دارای مزایای فراوان است که به شرح زیر است:

دقت فوق‌العاده برش:

لیزر امکان برش با تلرانس بسیار کم (کمتر از 0.1 میلی‌متر) را فراهم می‌کند و قادر به تولید طرح‌هایی با جزئیات بسیار ظریف است که در روش‌های سنتی میسر نیست.

کیفیت سطح برش عالی:

برش لیزر لبه‌های صاف، بدون بریدگی یا برجستگی‌های ناخواسته ایجاد می‌کند. این موضوع باعث کاهش نیاز به عملیات پرداخت نهایی و صرفه‌جویی در هزینه و زمان می‌گردد.

سرعت بالای برش:

فرایند برش لیزر سرعت بسیار بالایی دارد که به تولید انبوه با کیفیت یکسان کمک می‌کند و امکان انجام سفارش‌های فوری را فراهم می‌آورد.

حداقل آسییب به ساختار ماده:

برش بدون تماس و حرارت کنترل‌شده باعث می‌شود که ساختار فلز تغییر نکند و تنش‌های مکانیکی به حداقل میزان برسد.

کاهش پرت مواد:

دقت بالای برش باعث کاهش هدررفت و جذب بهینه مواد اولیه می‌شود که از نظر اقتصادی بسیار مقرون‌به‌صرفه است.

انعطاف‌پذیری در طراحی:

امکان برش انواع طرح‌ها و شکل‌های پیچیده، طرح‌های حجمی و طرح‌های تکراری به سادگی و سرعت زیاد وجود دارد.

قابلیت اتوماسیون:

فرایند برش لیزر به صورت خودکار و نرم‌افزاری کنترل می‌شود و امکان اتصال به سیستم‌های تولید هوشمند (هوشمندسازی و CNC) فراهم است.

محیط زیست و ایمنی:

برش لیزری نسبت به روش‌های سنتی به مواد شیمیایی و روغن‌های برش نیازی ندارد و تولید گرد و غبار و ضایعات کاهش می‌یابد، بنابر این برای محیط کار و محیط زیست دوست‌دارتر است.

خدمات برش لیزر برنج

شرکت‌ها و کارگاه‌های فعال در زمینه برش لیزر برنج، خدمات متنوع و کاملی را ارائه می‌دهند که شامل موارد زیر است:

– برش انواع ضخامت‌های ورق برنج از ورق نازک (0.3 میلی‌متر) تا ورق‌های ضخیم‌تر (تا 15 میلی‌متر یا بیشتر بسته به دستگاه)

– برش طرح‌های سفارشی و پیچیده با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی صنعتی (CAD, CAM)

– خدمات تولید انبوه و سفارشات صنعتی با تضمین کیفیت و سرعت تحویل بالا

– پرداخت و صیقل دهی پس از برش به منظور تحویل قطعات آماده استفاده

– مشاوره فنی و مهندسی در خصوص انتخاب نوع دستگاه، ضخامت و نوع آلیاژ برنج برای بهینه‌سازی فرآیند برش

– خدمات طراحی و نمونه‌سازی اولیه برای اطمینان از صحت ابعاد و کیفیت قطعات قبل از تولید عمده

نحوه برش لیزر برنج

فرایند برش لیزر برنج مجموعه‌ای از مراحل دقیق است که برای دستیابی به کیفیت و دقت بالا باید به درستی اجرا شود. مراحل اصلی عبارت‌اند از:

آماده‌سازی مواد

ابتدا ورق یا قطعه برنج انتخاب شده باید تمیز، بدون روغن و گرد و غبار باشد تا برش به صورت کامل و بدون نقص انجام شود.

طراحی فایل برش

با نرم‌افزارهای طراحی صنعتی (مانند AutoCAD، SolidWorks، CorelDRAW) طرح مورد نظر برش داده شده آماده می‌شود. این فایل شامل طرح دوبعدی یا سه‌بعدی است. که دستگاه لیزر آن را طی عملیات اجرایی شناسایی و دنبال می‌کند.

انتخاب پارامترهای برش

با توجه به ضخامت ورق، نوع آلیاژ برنج، کیفیت لایه رویی و نوع لیزر (CO2، فایبر) پارامترهایی از قبیل قدرت لیزر، سرعت حرکت پرتو، فشار گاز محافظ (معمولاً نیتروژن یا هوا)، و فاصله کانونی انتخاب می‌شود.

اجرای فرآیند برش

دستگاه لیزر بر پایه دستورات فایل طراحی، پرتو را به صورت متمرکز روی سطح فلز تابانده و حرارت بسیار بالا باعث ذوب و تبخیر موضعی فلز در نقاط برش شده می‌شود. گاز محافظ هوا یا نیتروژن، ذرات ذوب شده را از مسیر برش پاک می‌کند تا لبه‌های برش تمیز و صاف باقی بمانند.

بازرسی کیفیت

پس از برش، قطعات از نظر دقت، کیفیت لبه‌ها، ابعاد و عاری بودن از براده بررسی می‌شوند. در صورت نیاز به عملیات تکمیلی مثل پرداخت سطح، تمیزکاری یا خمکاری، اقدام می‌شود.

نکات مهم در برش لیزر برنج

– انتخاب نوع لیزر مناسب:
لیزر Co2 برای برش برنج ضخیم مناسب است ولی برای ضخامت‌های نازک و دقت بسیار بالا، لیزر فایبر کاربرد دارد. لیزر فایبر معمولاً راندمان بالاتری دارد و مصرف انرژی کمتری دارد.

– تنظیم قدرت و سرعت برش:
باید بر اساس ضخامت و نوع آلیاژ برنج تنظیم شود. قدرت بیش از حد باعث سوختگی و تغییر رنگ فلز می‌شود. قدرت پایین‌تر باعث برش ناقص خواهد شد.

– استفاده از گاز محافظ:
معمولاً نیتروژن یا هوا به عنوان گاز محافظ مصرف می‌شود. نیتروژن اغلب برای افزایش کیفیت و جلوگیری از اکسیداسیون برش توصیه می‌شود.

– آماده‌سازی سطح قطعه:
وجود روغن، چربی یا گرد و غبار می‌تواند باعث اختلال در کیفیت برش شده و لبه‌های آن را ناصاف کند.

– کنترل فاصله کانونی لنز:
فاصله دقیق بین لنز و قطعه باید کنترل شده باشد تا شعاع روی سطح دقیقاً متمرکز گردد.

– انتخاب ضخامت مناسب:
ورق‌هایی با ضخامت بیش از ظرفیت دستگاه لیزر، عملکرد مطلوبی نخواهند داشت. و باید از روش‌های دیگر یا دستگاه‌های خاص استفاده کرد.

قیمت برش لیزر برنج

قیمت برش لیزر برنج به عوامل متعددی بستگی دارد. که می‌توان آن‌ها را در دو دسته کلی تقسیم کرد:

عوامل مرتبط با مواد:

– ضخامت ورق برنج: ضخامت بیشتر نیازمند زمان بیشتر و توان بالاتر است. که هزینه را افزایش می‌دهد.
– ابعاد کلی قطعه: اندازه بزرگ‌تر معمولاً زمان برش را طولانی‌تر می‌کند.
– وزن و نوع آلیاژ برنج: برنج با درصدهای مختلف مس و روی. سختی و خواص متفاوتی دارد که بر هزینه تاثیر می‌گذارد.

عوامل مرتبط با فرایند برش:

– پیچیدگی طرح: طرح‌های پیچیده و ظریف زمان بیشتری برای برش و تنظیم دستگاه لازم دارند.
– نوع و کیفیت دستگاه لیزر: دستگاه‌های نسل جدید و فایبر. هزینه کمتری نسبت به دستگاه‌های قدیمی‌تر دارند.
– خدمات پس از برش: شامل پرداخت، صیقل، و بسته‌بندی نیز هزینه را تغییر می‌دهد.

به طور تقریبی، هزینه برش لیزر برنج به صورت متری یا بر حسب دایره برش (تعداد سانتی‌متر برش) و یا ایستگاه زمانی تعیین می‌شود که معمولاً در ایران از حدود چند هزار تومان تا چند ده هزار تومان متغیر است. قیمت نهایی پس از بررسی ابعاد، ضخامت، و درخواست‌های ویژه اعلام می‌شود.

دستگاه برش لیزر برنج

انواع دستگاه‌ها:

– لیزر CO2:
رایج‌ترین و ارزان‌ترین نوع لیزر برای برش فلزات غیر آهنی و فلزات رنگی مانند برنج، آلومینیوم و همچنین فلزات ضخیم‌تر. معمولاً توان دستگاه CO2 بین 60 تا 600 وات متغیر است.

– لیزر فایبر:
تکنولوژی جدید با راندمان و دقت بالاتر. سرعت برش بیشتر و مصرف انرژی کمتر نسبت به لیزر CO2 دارد. برای برش ورق‌های نازک و متوسط برنج بسیار مناسب است.

– لیزر نیتروژن:
برخی دستگاه‌ها با گاز نیتروژن ترکیب می‌شوند تا کیفیت برش بیشتر شود و از اکسیداسیون سطح جلوگیری گردد.

مشخصات فنی مهم:

– توان لیزر: هرچه توان لیزر بالاتر باشد، امکان برش قطعات ضخیم‌تر و سرعت بالاتر وجود دارد.

– سطح میز کار: ابعاد میز کار تعیین کننده بزرگترین سایز قطعه قابل برش است.

– سیستم خنک‌کننده: خنک‌سازی مناسب دستگاه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است تا کارکرد بهینه و عمر دستگاه افزایش یابد.

– دقت دستگاه: بسته به کیفیت و کالیبراسیون، دقت برش متفاوت است که برای برش قطعات دقیق و ظریف بسیار مهم است.

نکات ایمنی در برش لیزر برنج

– استفاده از عینک محافظ لیزر:
پرتو لیزر می‌تواند آسیب جدی به چشم وارد کند و استفاده از عینک مخصوص بسیار ضروری است.

– تهویه مناسب:
گازهای ناشی از ذوب و سوختن برنج. به ویژه در برش‌های طولانی. ممکن است خطرناک باشند و باید از سیستم تهویه قوی استفاده شود.

– عدم تماس مستقیم با پرتو:
پرتو لیزر باید فقط روی سطح برنج تابانده شود و از قرار دادن دست یا اعضای بدن در مسیر آن باید خودداری کرد.

– نگهداری مناسب دستگاه:
تمیزکاری لنزها، بررسی قطعات مکانیکی و برقی برای جداسازی خطرات الکتریکی و مکانیکی ضروری است.

– اطلاع‌رسانی و آموزش پرسنل:
همه افرادی که در محل کار با دستگاه برش لیزر کار می‌کنند. باید مطابق استانداردهای ایمنی آموزش دیده باشند.

– نگهداری گازهای محافظ:
گازهای تحت فشار باید در محل مناسب نگهداری شده و از نشتی آن جلوگیری شود.

– خاموشی اضطراری:
دستگاه باید مجهز به کلید خاموشی اضطراری باشد. تا در شرایط اضطراری سریعاً متوقف شود.