نوآوری‌های جدید در دستگاه‌های جوش لیزری

دستگاه جوش لیزری فناوری جدیدی است که توانسته در زمینه‌های مختلف کاربرد مخصوصی داشته باشد. بسیاری از صاحبان صنایع با کمک دستگاه جوش لیزری توانسته‌اند محصولاتی با کیفیت بالا تولید کرده و به بازار عرضه کنند.

این دستگاه در صنایع مختلف جا باز کرده و محصولات متنوعی به وسیله آن تولید می‌شود. اما انتظار می‌رود که در ساختار این دستگاه نوآوری‌های جدیدی به وجود بیاید تا کارایی آن چندین برابر شود. پژوهشگران زیادی در زمینه توسعه دستگاه جوش لیزری فعالیت دارند و می‌خواهند محصولات برتر و با کیفیت‌تر به بازار ارائه دهند.

دستگاه جوش لیزری چیست؟

قبل از آنکه بخواهیم درباره نوآوری‌های جدیدی که در دستگاه‌های جوش لیزری به وجود می‌آید صحبت کنیم، بهتر است یک تعریف کلی از دستگاه جوش لیزری ارائه دهیم. پرتو جوش لیزری یک روش نوین جوشکاری است که از آن برای متصل کردن قطعات مختلف استفاده می‌کنند.

پرتو ساطع شده، گرمای متمرکزی در نقطه اتصال به وجود می‌آید که باعث ذوب شدن فلزات شده و در نتیجه آنها را به هم متصل می‌کند. سرعت جوشکاری با کمک دستگاه جوش لیزری خیلی بالا است که این موضوع در تولید محصولات توانسته نقش مهمی به جای بگذارد.

نواوری های جوش لیزری

دستگاه‌های جوش لیزری در انواع مختلفی هستند که تمامی آنها برای متصل کردن قطعات به همدیگر ساخته شده اند. در این روش دستگاه‌ با ایجاد دما، حرارت و گرمای بالایی ایجاد می‌کند تا بتواند قطعات را به طور کامل ذوب کرده و آنها را به هم بچسباند.

قطعات با فشار و دمای بالایی که دریافت می‌کنند، به طور کامل ذوب و در هم ادغام می‌شوند و در نتیجه می‌توان چند قطعه را به همدیگر متصل کرد. این ساده‌ترین تعریفی است که از نحوه کار فرآیند جوش لیزری می‌توانیم ارائه دهیم.

دستگاه جوش لیزری با وجود آنکه به عنوان دستگاه نوینی است، باید با گذشت زمان نوآوری‌های جدیدی روی آن انجام بگیرد تا با پیشرفت صنایع همگام شود. نوآوری‌هایی که روی دستگاه جوش لیزری به وجود می‌آید، باید در همه زمینه‌ها باشد. بیشترین نوآوری‌ها بهتر است در سرعت و دقت جوشکاری انجام بگیرد تا بتواند دامنه کاربرد این دستگاه را بیشتر کند. در ادامه می‌خواهیم به برخی از مهمترین نوآوری‌هایی که در دستگاه جوش لیزری به وجود می‌آید اشاره کنیم.

افزایش قدرت لیزر

یکی از فناوری‌هایی که انتظار می‌رود در دستگاه جوش لیزری شاهد آن باشیم، افزایش قدرت لیزر است. وقتی قدرت لیزر بالاتر باشد، کیفیت محصول تولید شده هم بالا می‌رود. اما افزایش قدرت لیزر به چه طریقی است که در ادامه به آن اشاره می‌کنیم.

لیزرهای فایبر

یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌هایی که در فناوری جوش لیزری انجام شده است، در ارتباط با توسعه لیزرهای فایبر است. در این لیزرها از فایبر‌های نوری به عنوان واسطه استفاده می‌کنند. لیزرهای فایبر در مقایسه با لیزرهای حالت جامد سنتی هم کارآیی بهتری دارند و هم پرتویی با کیفیت بالاتر تولید می‌کنند.

طول موج لیزرهای فایبر معمولاً در حدود ۱٠۷٠ نانومتر است. این طول موج برای جوشکاری فلزات خیلی مناسب است و می‌تواند باعث جوشکاری عمیق‌تر و باریک‌تر روی قطعات شود.

مزایای لیزر فایبر

جوش لیزر فایبر ویژگی های متعددی دارد که هر کدام از آنها باعث شده کارآیی محصول خروجی بهتر شود.

بهره وری بهبود یافته

لیزرهای فایبر می‌توانند تا ۸۰ درصد از انرژی الکتریکی را به نور لیزر تبدیل کنند، در این صورت میزان هزینه‌های عملیاتی تا حد قابل توجهی کمتر می‌شود.

کیفیت نور بالا

در لیزرهای فایبر کیفیت پرتو تابانده شده خیلی عالی است، بنابراین پرتوها فوکوس بهتری دارند و می‌توان جوش‌های ظریف‌تر و دقیق‌تری را ایجاد کرد.

عملیات بدون نیاز به تعمیر و نگهداری

لیزرهای فایبر قطعات متحرکی ندارند، بنابراین نگهداری آنها آسان است و می‌توانند قابلیت‌های بهتری در محیط‌های تولید داشته باشند.

لیزرهای دیسکی

نوع دیگر از لیزرهایی که در ساختار دستگاه جوش لیزری به کار می‌رود، لیزرهای دیسکی است. لیزرهای دیسکی نشان دهنده تحول دیگر از فناوری لیزر می باشند. این لیزرها توان خروجی خوب و با کارآیی بالایی دارند.

لیزرهای دیسکی برای تولید کردن پرتو لیزر از یک دیسک نازک استفاده می‌کنند که چگالی انرژی بالایی داشته و میزان حرارتی آن خیلی عالی است. این نوآوری که در دستگاه جوش لیزر به وجود آمده باعث شده که بتوان از آن برای کارهای سنگین استفاده کرد. لیزرهای دیسکی هم سرعت پردازش سریع دارند و هم نفوذ جوش آن ها عمیق‌تر است، به همین خاطر در جوشکاری قطعات سنگین کاربرد خوبی دارند.

لیزرهای فوق سریع

لیزرهای فوق سریع نوعی از جوشکاری‌هایی هستند که در ساختار آنها از لیزرهایی استفاده می‌شود که پالس‌هایی به اندازه پیک و ثانیه تا فمتو ثانیه منتشر می‌کنند. این قابلیت لیزرها باعث شده که فرسایش مواد با دقت بالایی انجام بگیرد.

به کمک این روش جوشکاری می‌توان قطعاتی از اندازه میکرو را جوشکاری کرد. همچنین برخی قطعات الکترونیکی که ساختار هندسی پیچیده‌ای دارند، با کمک این روش جوشکاری قابل تولید هستند. معمولا قطعات الکترونی در ساخت دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌شوند.

دقت و کنترل بیشتر

دستگاه‌های جوش لیزری برای اینکه عملکرد بهتری داشته باشند، باید دقت و کنترل آنها بالا باشد. پس لازم است که در بعضی از ساختارها و اجزای دستگاه تغییرات و پیشرفت‌هایی ایجاد شود تا بتواند دقت و کنترل دستگاه را بالاتر ببرد.

سیستم‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC)

با کمک سیستم‌های کنترل عددی کامپیوتری، می‌توان برنامه‌های جوشکاری بسیار پیچیده‌ای را به اجرا درآورد. در این صورت دقت و تکرار پذیری جوش‌ها بسیار بالاتر می‌رود.

سنسورهای پیشرفته

سنسورهای مختلفی در ساختار دستگاه به کار می‌رود که شامل سنسورهای فاصله، سنسورهای دمای جوش و سنسورهای تصویر می باشند. این سنسورها هر چقدر پیشرفته‌تر باشند، می‌توانند پارامترهای جوشکاری را دقیق‌تر کنترل کرده و کیفیت کار خروجی را بالاتر ببرند.

منبع تغذیه هوشمند

قسمت بعدی از دستگاه‌های جوش لیزری که انتظار می‌رود با پیشرفت تکنولوژی پیشرفته‌تر شوند، منبع تغذیه هوشمند است.

منبع تغذیه با بازدهی بالا

منبع تغذیه با بازدهی بالا علاوه بر آنکه می‌تواند مقدار مصرف انرژی را کمتر کند، امکان آن را دارد که جریان را دقیق‌تر کنترل کرده و کنترل بهتری روی ولتاژ خروجی داشته باشد.

منبع تغذیه با قابلیت تنظیم خودکار پارامترها

منبع تغذیه که قابلیت تنظیم خودکار برخی پارامترها را دارد، بر اساس عواملی چون نوع ماده و ضخامت قطعه می‌تواند تنظیم شود. هر چقدر تنظیمات آن دقیق‌تر صورت بگیرد، نتیجه کار بهتر خواهد شد.

سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته

سیستم بعدی که در ساختار دستگاه جوش لیزری به کار رفته است، سیستم‌های خنک کننده پیشرفته می باشد. هنگامی که دستگاه جوش لیزری کار می‌کند، حرارت بالایی فراهم می‌آورد تا بتواند عملیات جوشکاری را انجام دهد. برای آنکه دستگاه بیش از حد گرم نشود، به یک سیستم خنک کننده نیاز است تا سریعاً قطعات دستگاه را خنک کرده و طول عمر دستگاه را بالاتر ببرد.

 کاربردهای جدید

پیشرفتی که در صنعت جوش لیزری وجود دارد، باید در زمینه‌های مختلفی باشد. یعنی علاوه بر آنکه باید در ساختار قطعات این پیشرفت را ببینیم، باید کاربردهای جدید، این موضوع را هم مشاهده کنیم.

جوشکاری سه بعدی

جوشکاری سه بعدی نوعی از جوشکاری لیزری است که با کمک آن می‌توان قطعاتی با ساختار هندسی پیچیده را با دقت و سرعت بسیار بالایی جوشکاری کرد.

جوشکاری مواد جدید

دستگاه‌های جوش لیزری جدید قادر هستند مواد مختلفی چون پلاستیک‌ها، سرامیک‌ها و آلیاژ‌های خاص را جوشکاری کنند. به همین خاطر می‌توانند در زمینه‌های مختلف کاربرد وسیعی داشته باشند.

اتوماسیون و رباتیک

یکی دیگر از پیشرفت‌هایی که در صنعت جوش لیزری می‌توانیم مشاهده کنیم، فرآیند اتوماسیون و رباتیک است. دستگاه‌های جوش لیزری اگر اتوماسیون شوند و یا برخی فرآیندها به صورت رباتیک انجام شود، می‌تواند بسیاری از خطرات مربوط به کار با دستگاه جوش ایمنی را کاهش داده و سرعت تولید را بالا ببرد.

تکنولوژی‌های نوین

همچنین تصور می‌کنیم با کمک دستگاه جوش لیزری تکنولوژی‌های نوینی روی کار بیایند که هر کدام بتوانند تحول عظیمی در صنایع مختلف به وجود آورند.

چاپ سه بعدی با لیزر

با کمک چاپ سه بعدی با لیزر می‌توان قطعاتی با ساختار هندسی پیچیده‌ای را تولید نمود.

جوشکاری هیبریدی

جوشکاری هیبریدی در واقع ترکیبی از جوشکاری لیزری با سایر روش های جوشکاری مثل قوس الکتریکی است که باعث می‌شود در فرآیند جوشکاری، خواص مکانیکی بهتری به وجود بیاید.

نتیجه گیری

دستگاه جوش لیزری می‌تواند نوآوری‌های جدیدی در خود داشته باشد تا در صنایع مختلف تحول شگرفی به وجود خواهد آورد. به کمک دستگاه جوش لیزری می‌توان ابزار قدرتمند و همه کاره‌ای در اختیار داشت که می‌توان از آن در صنایع مختلف چون الکترونیک، خودروسازی، پزشکی و هوا فضا استفاده کرد.