ข้อ จำกัด ของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์

VI. ทางเลือกและการพิจารณา

เทคโนโลยีการตัดอื่น ๆ

ในขณะที่การตัดด้วยเลเซอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายเทคโนโลยีการตัดอื่น ๆ อาจเหมาะกับความต้องการเฉพาะ

การตัด Waterjet ใช้น้ำที่มีแรงดันสูงผสมกับสารกัดกร่อนเพื่อตัดผ่านวัสดุต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความหนาสะท้อนแสงหรือที่ไวต่อความร้อน มันหลีกเลี่ยงการบิดเบือนความร้อนและสามารถจัดการโลหะหินและเซรามิก

การตัดพลาสมาใช้เจ็ทความเร็วสูงของก๊าซไอออไนซ์เพื่อละลายและตัดโลหะนำไฟฟ้า มันรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสำหรับการตัดโลหะหนามักใช้ในการก่อสร้างและการผลิตโลหะแม้ว่ามันจะขาดความแม่นยำในการตัดด้วยเลเซอร์

การเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสม

การเลือกเทคโนโลยีการตัดที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุและความหนาความแม่นยำที่ต้องการงบประมาณและความต้องการโครงการ การตัดด้วยเลเซอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรายละเอียดที่มีความแม่นยำสูงและละเอียดในขณะที่การตัด Waterjet หรือพลาสมานั้นดีกว่าสำหรับวัสดุที่มีความหนาหรือไวต่อความร้อน

พิจารณาค่าใช้จ่ายทั้งหมดรวมถึงการตั้งค่าพลังงานการบำรุงรักษาและการดำเนินงานเพื่อทำการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายการผลิตและงบประมาณ

vii. บทสรุป

โดยสรุปในขณะที่เครื่องตัดด้วยเลเซอร์มีข้อได้เปรียบมากมายพวกเขายังมีข้อ จำกัด บางอย่างเช่นไม่เหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่สะท้อนแสงสูงมีข้อ จำกัด ความหนาและสร้างความกว้าง kerf ที่ค่อนข้างกว้าง อย่างไรก็ตามข้อ จำกัด เหล่านี้เป็นที่ยอมรับเมื่อเทียบกับผลประโยชน์ที่พวกเขาเสนอ

หากคุณสนใจเครื่องตัดเลเซอร์หรือมีข้อกำหนดการประมวลผลโลหะแผ่นใด ๆ โปรดติดต่อเราได้ที่เครื่องมือ ADH Machine เราเป็นผู้ผลิตผลิตโลหะแผ่นมืออาชีพที่มีประสบการณ์มากกว่า 20 ปีในการผลิตเครื่องตัดเลเซอร์

อ่าน 3 นาที - คำแนะนำสุดยอดโดย Viribright (แผนภูมิตารางและอื่น ๆ )

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้นำมาซึ่งนวัตกรรมในการทำให้บ้านและอาคารพาณิชย์ของเราสว่างขึ้น ในตอนแรกสิ่งที่เรามีคือหลอดไฟมาตรฐานหลอดไส้ ตอนนี้เรามีโคมไฟฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด (CFL) และไดโอดเปล่งแสงหรือ LED ในระยะสั้น เราจะจัดการกับคำถาม…ประเภทหลอดไฟใดที่ครองตำแหน่งสูงสุด? มีตัวแปรมากมายดังนั้นเรามาขุดกันเถอะ!

เมนูด่วน - คลิกด้านล่าง

ความสว่าง: หลอดไฟไหนสว่างกว่า?
ช่วงชีวิต: หลอดไฟไหนยาวนานที่สุด?
ราคา: หลอดไฟใดมีค่าใช้จ่ายน้อยลง?

LED vs CFL ความสว่าง

ไฟ LED สว่างกว่าหรือเท่ากับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ (CFL) หรือไม่? เคล็ดลับคือการเข้าใจเทคโนโลยี ในระยะสั้น LED และ CFL เป็นเทคโนโลยีไม่มีความแตกต่างในความสว่างภายใน ความสว่างถูกกำหนดโดยลูเมน Lumens อธิบายได้ดีที่สุดว่าเป็นการวัดแสง CFL เดี่ยวและหลอดไฟ LED อาจมีเอาท์พุทลูเมน (ความสว่าง) เท่ากัน แต่แตกต่างกันอย่างมากในปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการสร้างระดับความสว่างนั้น

หลอดไฟ LED จำนวนมากในอดีตไม่ได้อยู่รอบทิศทางซึ่งทำให้มือเหนือแก่ CFL ในสถานการณ์ต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นในโคมไฟตั้งพื้น CFL จะทำงานได้ดีขึ้นเนื่องจากการครอบคลุมแสงในเวลานั้นกว้างขึ้นมาก อย่างไรก็ตามในแสงที่ปิดภาคเรียน (เพดาน) ส่วนใหญ่ LED จะมีประสิทธิภาพมากขึ้น กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วไปยังรุ่น LED ใหม่และเราเห็นไดโอดเปล่งแสงเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เหนือกว่า CFLs ในการใช้พลังงานโดยรวมสีและแม้กระทั่งราคาที่แข่งขันได้มากขึ้นในตลาด

การเปรียบเทียบ Lumen & Wattage

แผนภูมิด้านล่างแสดงปริมาณความสว่างในลูเมนที่คุณคาดหวังได้จากหลอดไฟที่แตกต่างกัน หลอดไฟ LED ต้องการวัตต์น้อยกว่า CFL หรือหลอดไส้ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม LED จึงประหยัดพลังงานและยาวนานกว่าคู่แข่ง

วิธีทำความเข้าใจตารางนี้ - ดูที่ lumens (ความสว่าง) ในคอลัมน์ซ้ายสุดจากนั้นเปรียบเทียบจำนวนพลังงานวัตต์แต่ละหลอดไฟที่ต้องใช้ในการสร้างความสว่างในระดับนั้น เท่าไหร่ไฟที่ต้องการก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

ในการเปรียบเทียบหลอดไฟที่แตกต่างกันคุณต้องรู้เกี่ยวกับลูเมน Lumens ไม่ใช่วัตต์บอกคุณว่าหลอดไฟสว่างแค่ไหนไม่ว่าจะเป็นหลอดไฟประเภทใด ยิ่งมีแสงสว่างมากเท่าไหร่แสงก็ยิ่งสว่างขึ้น ฉลากที่ด้านหน้าของแพ็คเกจหลอดไฟตอนนี้ระบุความสว่างของหลอดไฟในลูเมนแทนที่จะใช้พลังงานของหลอดไฟในวัตต์ เมื่อซื้อของหลอดไฟต่อไปของคุณเพียงแค่หาเอาต์พุตลูเมนที่คุณกำลังมองหา (ยิ่งใหญ่กว่า) และเลือกหลอดไฟที่มีวัตต์ต่ำสุด

CFL หรือ LED มีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือไม่?

ในการตรวจสอบการเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายลองดูหลอดไส้ทดแทน 60 วัตต์มาตรฐานในตัวอย่างนี้ การใช้พลังงานในการใช้หลอดไฟเช่นนี้จะมีค่าใช้จ่ายประมาณ $ 90 ตลอดระยะเวลา 10 ปี สำหรับ LED การดำเนินการในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาค่าใช้จ่ายจริงจะเป็นเพียง $ 18 ในการดำเนินการ ลองดูที่ตารางด้านล่างสำหรับการพังทลาย

ผู้ชนะ: LED (ในระยะยาว)

แผนภูมิข้างต้นแสดงให้เห็นถึงผู้ชนะที่ชัดเจนเมื่อพิจารณาราคาเมื่อเวลาผ่านไปด้วยการใช้พลังงานจากการประหยัดค่าใช้จ่ายของ LED นอกจากนี้ยังมีส่วนลดที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลในบางสถานการณ์สำหรับผลิตภัณฑ์พลังงานดาว

CFL หรือหลอดไฟ LED มีอายุการใช้งานนานขึ้นหรือไม่?

คำตอบด่วน: LED

แม้ว่าเทคโนโลยี LED สำหรับใช้ในหลอดไฟไม่ได้อยู่ในตลาดเป็นเวลานาน แต่การประเมินอายุการใช้งานสำหรับเทคโนโลยีใหม่นั้นน่าประหลาดใจและออกจาก CFL และ ensandescents โดยมีการแสดงเพียงเล็กน้อยในการเปรียบเทียบ ด้วยอายุการใช้งานที่น่าอัศจรรย์ 25,000 ชั่วโมงหลอดไฟ LED เป็นแชมป์เฮฟวี่เวทที่ไม่มีปัญหาในการยืนยาว สิ่งที่ดีที่สุดถัดไปคือหลอดไฟ CFL ซึ่งนำมาซึ่งอายุขัยเฉลี่ย 8,000 ชั่วโมง โปรดทราบว่าการทดสอบส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับเวลาทำงาน 3 ชั่วโมงต่อวัน

I. บทนำ

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมการผลิตโดยให้วิธีการที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการตัดวัสดุต่าง ๆ การใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มุ่งเน้นเทคโนโลยีนี้สามารถตัดแกะสลักและวัสดุรูปร่างได้อย่างแม่นยำทำให้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมตั้งแต่ยานยนต์ไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อย่างไรก็ตามเช่นเดียวกับกระบวนการผลิตการตัดด้วยเลเซอร์มีข้อ จำกัด การทำความเข้าใจข้อ จำกัด เหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ผลิตในการเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานและเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับความต้องการเฉพาะของพวกเขา

บทความนี้ส่วนใหญ่กล่าวถึงข้อ จำกัด ที่สำคัญของเครื่องตัดเลเซอร์ครอบคลุมข้อ จำกัด ด้านวัสดุความท้าทายด้านเทคนิคและการปฏิบัติงานความกังวลด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมปัญหาการใช้งานเฉพาะและเทคโนโลยีการตัดทางเลือก

ii. ข้อ จำกัด ด้านวัสดุ

ประเภทของวัสดุ

การตัดด้วยเลเซอร์แสดงให้เห็นถึงความสามารถรอบตัวที่น่าทึ่งในสเปกตรัมของวัสดุที่กว้างรวมถึงโลหะเหล็กเช่นเหล็กกล้าอ่อนและสแตนเลสโลหะที่ไม่ใช่เหล็กกล้าเช่นโลหะผสมอลูมิเนียมและโพลีเมอร์ต่างๆเช่นอะคริลิค (PMMA) และโพลีคาร์บอเนต

อย่างไรก็ตามวัสดุบางอย่างนำเสนอความท้าทายที่สำคัญ โลหะที่สะท้อนแสงสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งทองแดงและเกรดอลูมิเนียมบางส่วน (เช่น 6061-T6 ที่มีพื้นผิวขัดเงา) สามารถก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและลดประสิทธิภาพการตัดโดยสะท้อนลำแสงเลเซอร์

ปรากฏการณ์นี้จำเป็นต้องมีเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูงหรือการรักษาพื้นผิวเพื่อเพิ่มการดูดซึม วัสดุที่โปร่งใสเช่นแว่นตาบางชนิดและพลาสติกใสยังพิสูจน์ได้ว่าเป็นปัญหาเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับต่ำมักจะต้องใช้ความยาวคลื่นเฉพาะหรือระบบเลเซอร์พัลซิ่งเพื่อการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ

ความหนาของวัสดุ

ความจุความหนาของระบบการตัดด้วยเลเซอร์แสดงถึงข้อ จำกัด ที่สำคัญโดยทั่วไปจะมีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติตั้งแต่ 0.1 มม. ถึง 25 มม. สำหรับโลหะขึ้นอยู่กับประเภทเลเซอร์และพลังงาน

เลเซอร์ CO2 เก่งในการตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่หนาขึ้น (สูงถึง 50 มม. ในอะคริลิคบางตัว) ในขณะที่เลเซอร์ไฟเบอร์มีอิทธิพลในการตัดโลหะโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความหนาสูงสุด 20 มม. ในเหล็กอ่อน

นอกเหนือจากเกณฑ์เหล่านี้แล้วการตัดคุณภาพจะลดลงอย่างรวดเร็วโดยเผยให้เห็นความกว้างของ kerf ที่เพิ่มขึ้นเรียวและการก่อตัวของแรค สำหรับวัสดุที่เกินช่วงการตัดเลเซอร์ที่ดีที่สุดเทคโนโลยีทางเลือกเช่นการตัดแบบวอเตอร์เจ็ทหรือการตัดพลาสมามักจะพิสูจน์ได้ว่ามีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความหนาเกินกว่า 25 มม. ในโลหะ

ขยะวัสดุ

ความกว้างของ Kerf ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในประสิทธิภาพการใช้วัสดุนั้นแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในการตัดด้วยเลเซอร์ ความกว้าง kerf ทั่วไปมีตั้งแต่ 0.1 มม. ถึง 1 มม. โดยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุประเภทเลเซอร์และพารามิเตอร์การตัด

เลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงสามารถบรรลุ kerfs ที่แคบกว่า (0.1-0.3 มม.) ในโลหะบาง ๆ ในขณะที่เลเซอร์ CO2 อาจผลิต kerfs ที่กว้างขึ้น (0.2-0.5 มม.) ในวัสดุที่หนาขึ้น ความแปรปรวนนี้ส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตของวัสดุโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการประมวลผลวัสดุที่มีมูลค่าสูงเช่นโลหะผสมไทเทเนียมหรือเหล็กแปลกใหม่

ซอฟต์แวร์การทำรังขั้นสูงและกลยุทธ์การตัดที่เหมาะสมที่สุดเช่นการตัดสายทั่วไปสามารถลดของเสียได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งมักจะบรรลุอัตราการใช้วัสดุ 80-90% ในชิ้นส่วนที่ซับซ้อน นอกจากนี้จะต้องพิจารณาโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ที่อยู่ติดกับขอบตัดเนื่องจากอาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุและขั้นตอนการประมวลผลที่ตามมา

iii. ข้อ จำกัด ด้านเทคนิคและการดำเนินงาน

การใช้พลังงาน

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ต้องการพลังงานที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการประมวลผลวัสดุที่หนาขึ้นหรือมีความแข็งแรงสูง ความต้องการพลังงานแตกต่างกันไปตามข้อกำหนดของเครื่องและประเภทเลเซอร์ (เช่น CO2, ไฟเบอร์หรือเลเซอร์ดิสก์)

ตัวอย่างเช่นเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ 4kW มักจะใช้เวลา 15-20 kWh ในระหว่างการทำงาน ความต้องการพลังงานที่สำคัญนี้ไม่เพียง แต่เพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน แต่ยังส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของกระบวนการโดยรวมและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

เพื่อลดปัญหาเหล่านี้ผู้ผลิตจะใช้แหล่งเลเซอร์ประหยัดพลังงานมากขึ้นและใช้กลยุทธ์การจัดการพลังงานเช่นโหมดสแตนด์บายอัตโนมัติและพารามิเตอร์การตัดที่ดีที่สุด ระบบขั้นสูงบางระบบรวมระบบการกู้คืนพลังงานแปลงความร้อนส่วนเกินเป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้ซึ่งอาจลดการบริโภคโดยรวมได้มากถึง 30%

ต้นทุนการตั้งค่าและการบำรุงรักษาเบื้องต้น

การลงทุนด้านเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์นั้นมีความสำคัญมากโดยมีระบบประสิทธิภาพสูงตั้งแต่ $ 300,000 ถึงมากกว่า 1 ล้านดอลลาร์ ค่าใช้จ่ายนี้ครอบคลุมไม่เพียง แต่เครื่องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์เสริมเช่นเครื่องทำความเย็นเครื่องสกัดควันและระบบการจัดการวัสดุ

การติดตั้งและการว่าจ้างสามารถเพิ่ม 10-15% ให้กับค่าใช้จ่ายเริ่มต้น การบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและอายุยืน ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาประจำปีมักจะอยู่ระหว่าง 3-5% ของราคาซื้อของเครื่องครอบคลุมวัสดุสิ้นเปลือง (เช่นหัวฉีด, เลนส์), ก๊าซเลเซอร์สำหรับระบบ CO2 และการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน

เพื่อเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุนผู้ผลิตจะใช้กลยุทธ์การบำรุงรักษาที่คาดการณ์ได้มากขึ้นโดยใช้เซ็นเซอร์ IoT และอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อคาดการณ์ความล้มเหลวของส่วนประกอบและเพิ่มประสิทธิภาพการบำรุงรักษา

ความแม่นยำและการสอบเทียบ

ในขณะที่การตัดด้วยเลเซอร์มีความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมการรักษาความแม่นยำนี้นำเสนอความท้าทายอย่างต่อเนื่อง เครื่องตัดเลเซอร์ที่ทันสมัยสามารถบรรลุความคลาดเคลื่อนได้อย่างแน่นหนาถึง± 0.1 มม. แต่ระดับความแม่นยำนี้ต้องการการสอบเทียบและการควบคุมสิ่งแวดล้อมอย่างพิถีพิถัน ปัจจัยต่าง ๆ เช่นการขยายตัวทางความร้อนการจัดตำแหน่งระบบส่งลำแสงและความมั่นคงของจุดโฟกัสทั้งหมดส่งผลกระทบต่อคุณภาพการตัด

ระบบขั้นสูงใช้ทัศนศาสตร์การปรับตัวแบบเรียลไทม์และกลไกการตอบรับแบบวงปิดเพื่อรักษาความแม่นยำในระหว่างการดำเนินการ ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีการตรวจจับความสูงแบบ capacitive สามารถปรับจุดโฟกัสแบบไดนามิกชดเชยความผิดปกติของวัสดุ

การควบคุมสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญเท่าเทียมกัน การแปรผันของอุณหภูมิเพียง 1 ° C สามารถทำให้เกิดการเบี่ยงเบนที่วัดได้ในส่วนใหญ่ เพื่อแก้ไขปัญหานี้สิ่งอำนวยความสะดวกบางแห่งใช้สิ่งอำนวยความสะดวกที่ควบคุมสภาพภูมิอากาศหรืออัลกอริทึมการชดเชยความร้อน

การสอบเทียบปกติโดยใช้เทคนิคการแทรกซึมของเลเซอร์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในระยะยาวด้วยระบบที่ทันสมัยหลายอย่างที่มีรูทีนการสอบเทียบอัตโนมัติเพื่อลดการหยุดทำงานและการพึ่งพาผู้ประกอบการ

iv. ปัญหาด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

ปัญหาด้านความปลอดภัย

การดำเนินงานเครื่องตัดเลเซอร์เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่สำคัญซึ่งต้องการการจัดการที่พิถีพิถัน เลเซอร์กำลังสูงสามารถสร้างการบาดเจ็บที่รุนแรงรวมถึงการเผาไหม้ระดับที่สามและความเสียหายต่อดวงตาถาวรหากโปรโตคอลความปลอดภัยที่เข้มงวดไม่ได้บังคับใช้อย่างเข้มงวด จุดโฟกัสที่เข้มข้นของเลเซอร์มักจะเกิน 2,000 ° C สามารถจุดชนวนวัสดุไวไฟได้อย่างรวดเร็วนำเสนออันตรายจากไฟไหม้ที่สำคัญ เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้มาตรการความปลอดภัยที่ครอบคลุมมีความจำเป็น:

1. อุปกรณ์ป้องกัน: ผู้ประกอบการจะต้องสวมแว่นตาความปลอดภัยเลเซอร์ที่เหมาะสมกับความหนาแน่นของแสง (OD) ที่ตรงกับความยาวคลื่นเลเซอร์และพลังงานที่เฉพาะเจาะจง
2. สิ่งที่แนบมาของเครื่องจักร: ระบบเลเซอร์ระดับ 1 ที่ปิดล้อมอย่างสมบูรณ์พร้อมประตูความปลอดภัยที่เชื่อมต่อกันและดูหน้าต่างที่มีการกรองที่เหมาะสม
3. ระบบฉุกเฉิน: ปุ่มหยุดฉุกเฉินที่เข้าถึงได้ง่ายและระบบดับเพลิงอัตโนมัติ
4. การฝึกอบรม: การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับฟิสิกส์เลเซอร์อันตรายที่อาจเกิดขึ้นและการทำงานของเครื่องจักรที่เหมาะสมรวมถึงการปฏิบัติตามมาตรฐาน ANSI Z136

อันตรายต่อสุขภาพ

กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์สร้างควันที่อาจเป็นอันตรายและอนุภาคโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประมวลผลวัสดุที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม การปล่อยมลพิษเหล่านี้อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพที่สำคัญหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม:

1. ควันโลหะ: การตัดสแตนเลสหรือวัสดุชุบสังกะสีสามารถปล่อยโครเมียมเฮกซาวาเลนต์หรือควันสังกะสีออกไซด์สารก่อมะเร็งที่รู้จักและสารระคายเคืองทางเดินหายใจ
2. การสลายตัวของพอลิเมอร์: การตัดพลาสติกเช่นพีวีซีสามารถผลิตก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์และสารพิษอื่น ๆ
3. อนุภาคนาโน: เลเซอร์กำลังสูงสามารถสร้างอนุภาค ultrafine ที่สามารถเจาะลึกเข้าไปในปอดได้

เพื่อปกป้องสุขภาพของคนงาน:

• ใช้ระบบสกัดควันที่มีประสิทธิภาพสูงด้วยการกรอง HEPA (ประสิทธิภาพขั้นต่ำ 99.97% สำหรับอนุภาค≥0.3μm)
• ใช้วิธีการจับภาพแหล่งที่มาหัวฉีดสกัดตำแหน่งใกล้กับโซนตัดให้มากที่สุด
• จัดหาอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสม (PPE) ให้กับคนงานรวมถึงเครื่องช่วยหายใจที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับสารปนเปื้อนเฉพาะ
• ดำเนินการตรวจสอบคุณภาพอากาศเป็นประจำรวมถึงการนับอนุภาคและการวิเคราะห์ก๊าซเพื่อให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับ OSHA PELS (ขีด จำกัด การเปิดรับแสงที่อนุญาต)
• ใช้โปรแกรมการเฝ้าระวังทางการแพทย์สำหรับคนงานที่สัมผัสกับควันตัดเลเซอร์เป็นประจำ

การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการตัดด้วยเลเซอร์ครอบคลุมเกินความกังวลเรื่องสุขภาพทันที:

การใช้พลังงาน: เลเซอร์ CO2 กำลังสูงสามารถใช้ 10-30 กิโลวัตต์ในระหว่างการทำงาน เลเซอร์ไฟเบอร์ให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น แต่ยังคงมีส่วนสำคัญในการใช้พลังงาน

การจัดการขยะ:

• เศษโลหะ: ในขณะที่รีไซเคิลได้ต้องมีการเรียงลำดับและการจัดการที่เหมาะสม
• ตัวกรองที่ใช้แล้ว: อาจมีวัสดุที่เป็นอันตรายและต้องการการกำจัดเฉพาะ
• ช่วยเหลือก๊าซ: ถังไนโตรเจนและออกซิเจนจะต้องได้รับการจัดการและรีไซเคิลอย่างเหมาะสม
• การใช้น้ำ: เลเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำสามารถใช้น้ำได้จำนวนมากส่งผลกระทบต่อทรัพยากรในท้องถิ่น

เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม:

• ใช้ระบบเลเซอร์ประหยัดพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การตัดเพื่อลดการใช้พลังงาน
• ใช้ซอฟต์แวร์ทำรังเพื่อเพิ่มการใช้ประโยชน์จากวัสดุและลดเศษเหล็กให้น้อยที่สุด
• สร้างโปรแกรมรีไซเคิลแบบวงปิดสำหรับขยะโลหะและช่วยเหลือถังก๊าซ
• พิจารณาการเปลี่ยนเป็นเลเซอร์ไฟเบอร์ซึ่งโดยทั่วไปจะให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่าเลเซอร์ CO2 2-3 เท่า
• สำรวจระบบระบายความร้อนแบบแห้งหรือการรีไซเคิลน้ำแบบวงปิดสำหรับระบบทำความเย็น
• ดำเนินการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมเป็นประจำและมุ่งมั่นสำหรับการรับรอง ISO 14001 สำหรับระบบการจัดการสิ่งแวดล้อม

V. ความท้าทายของแอปพลิเคชันเฉพาะ

ข้อ จำกัด การตัด 2D

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่เก่งในแอพพลิเคชั่น 2D ซึ่งนำเสนอความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบสำหรับการประมวลผลวัสดุแผ่นแบน อย่างไรก็ตามข้อ จำกัด ของมันจะปรากฏชัดเจนเมื่อเผชิญหน้ากับรูปทรง 3 มิติที่ซับซ้อนหรือโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อน

ในขณะที่การตัด 2.5D (การตัดแบบแบนหลายระดับ) สามารถทำได้ แต่ความสามารถ 3D ที่แท้จริงยังคงเข้าใจยากสำหรับระบบเลเซอร์ทั่วไป ข้อ จำกัด นี้อาจเป็นสิ่งที่ท้าทายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเช่นการบินและอวกาศหรือการผลิตยานยนต์ซึ่งเป็นส่วนประกอบสามมิติที่ซับซ้อน

เพื่อเอาชนะข้อ จำกัด นี้ผู้ผลิตมักจะรวมการตัดเลเซอร์เข้ากับเซลล์การผลิตไฮบริดรวมเข้ากับเทคโนโลยีเสริมเช่นการตัดเฉือนซีเอ็นซี 5 แกนหรือการผลิตสารเติมแต่ง วิธีการเสริมฤทธิ์กันนี้ช่วยให้การสร้างชิ้นส่วน 3 มิติที่ซับซ้อนโดยใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของแต่ละกระบวนการ

ผลกระทบทางความร้อน

ความหนาแน่นของพลังงานสูงของลำแสงเลเซอร์แนะนำการพิจารณาความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการตัด โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเฉพาะวัสดุ (HAZ) สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคความเครียดที่เหลือและข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นเช่นการแปรปรวนการหลอมละลายขอบหรือการเปลี่ยนสี

ความรุนแรงของผลกระทบทางความร้อนเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่าง ๆ รวมถึงความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ลักษณะพัลส์ความเร็วในการตัดและคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุ การบรรเทาผลกระทบเหล่านี้จำเป็นต้องมีวิธีการที่เหมาะสมในการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์

เทคนิคขั้นสูงเช่นออพติกแบบปรับตัวสำหรับการสร้างลำแสงกลยุทธ์การเต้นแบบซิงโครไนซ์และการระบายความร้อนแบบแช่แข็งในท้องถิ่นสามารถลดความเสียหายทางความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้การรักษาหลังการประมวลผลเช่นการหลอมบรรเทาความเครียดอาจเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับส่วนประกอบที่สำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียรในมิติและความสมบูรณ์ทางกล

ข้อกำหนดการระบายความร้อน

การจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาทั้งคุณภาพการตัดและอายุการใช้งานที่ยืนยาวในระบบตัดเลเซอร์ ข้อกำหนดการระบายความร้อนขยายเกินกว่าชิ้นงานเพื่อรวมแหล่งกำเนิดเลเซอร์เลนส์และส่วนประกอบเสริม

เลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูงที่ทันสมัยมักจะใช้ระบบระบายความร้อนแบบหลายขั้นตอนการรวมเครื่องทำความเย็นน้ำเย็นสำหรับไดโอดเลเซอร์และเรโซเนเตอร์ควบคู่ไปกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับสำหรับเลนส์การส่งลำแสง

หัวตัดเองอาจใช้การผสมผสานของการระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับเลนส์โฟกัสและช่วยก๊าซสำหรับการระบายความร้อนของหัวฉีดและการหลุดออกจากวัสดุหลอมเหลว การใช้ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบวงปิดด้วยการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ช่วยให้สามารถปรับพารามิเตอร์การระบายความร้อนแบบไดนามิกเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้เหมาะสมในขณะที่มั่นใจว่าประสิทธิภาพการตัดที่สอดคล้องกัน

สำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อนโดยเฉพาะหรือการใช้งานที่มีความแม่นยำสูงเทคนิคขั้นสูงเช่นก๊าซช่วยแช่แข็งหรือระบบเจ็ท cryogenic พัลซิ่งสามารถใช้เพื่อลดผลกระทบทางความร้อนและเพิ่มคุณภาพการตัด