برشکاری آلومینیوم
آلومینیوم جزء فلزات نرم است و در نتیجه برشکاری این فلز مشکل است، فشار بیش از حد موجب دفرمه شدن آلومینیوم خواهد شد. نیاز به برشکاری مختص صنعت نیست، کاربردی بودن آلومینیوم در زمینه های مختلف باعث شده بنا به نیاز روش های مختلف باز ایجاد خرابی کمتر برای استفاده مناسب از این فلز ابداع و مورد استفاده قرار گیرد.
برش به وسیله قیچی قلع
برای برش های منحنی قیچی‌های مخصوص برش منحنی قابل استفاده می باشد و برای ایجاد برش‌های صاف در ورقه‌های آلومینیومی قیچی‌های قلع بزرگ، قیچی‌های ترکیبی مخصوص خط صاف برای فلزات ضخیم یا دولایه مناسب هستند. این قیچی‌ها می‌توانند ورقه‌هایی با حداکثر مقیاس 18 را برش دهند که برابر با آلومینیومی با ضخامت 0.102 سانتی متر می باشد. پیش از برش آلومینیوم را در گیره‌های باز محکم شده قرار دهید.برای استفاده مناسب از این قیچی ها بهتر است روش کاربا آنها رابیاموزید.
بیشتر بخوانید: یراق آلات پنجره کشویی
برش با اره چوب بری
با استفاده از اره چوب بری با تیغه های کاربید با اندازه ای در حدود 0.64 سانتی متر می توان آلومینیوم را برش داد. با وجود دندانه ریز در این تیغه ها، بریدگی های باریک در سطح آلومینیوم ایجاد می شد. برای سهولت در برش می توان از روان کننده های روغنی یا موم اره استفاده نمود تا از جرقه و لغزش جلوگیری کنند. برای نتیجه بهتر می توان قطر تیغه برش را کاهش داد تا سرعت برش افزایش یابد. برای محکم کردن قطعات آلومینیوم، به هنگام برش آلومینیوم از گیره استفاده می شود. در برش های دایره ای در آلومینیوم، از اره مویی یا منبت کاری استفاده کنید. به هنگام برش از فشار ثابت و یکنواخت استفاده نمایید.
استفاده از اسکنه سرد
سایز اسکنه سرد باید یک سایز از عرض آلومینیوم پهن تر باشد. برای تعیین عرض آلومینیوم از نوار اندازه گیری استفاده می شود. روش کار به این صورت است که اسکنه به طور عمود روی آلومینیوم قرار گرفته و با چکش به آن ضربه وارد می شود.
برش با اره میتر
برای برش آلومینیوم از انواع تیغه ها می توان استفاده نمود:
تیغه های دایره ای که با زوایای کج کار می کنند و عملکرد خوبی دارند.
تیغه های برش تیز برای قطعه های فلزی کاملا برش خورده استفاده می شود.
تیغه های تیغ برای برش هایی با دقت بالا بکار می روند.
تیغه های برش درشت و بسیار درشت مقداری سطح آلومینیوم را می سایند و برای پوشش روی آن مناسب هستند.
در برش با این روش می توان از روان کننده استفاده کرد و بنا به نوع برش دقت و زمان مورد نظر را برای دستیابی به نتجه مناسب بکار ببرید.
در این روش چند نکته را در نظر بگیرید:
همیشه از وسایل ایمنی مانند کلاه و دستکش استفاده کنید.
و تیغه های کج و فرسوده را تعویض نمایید.
آلومینیوم را درست ببندید تا پرتی کار کمتر شود.
برای افزایش دقت از برد پشتیبان برای نگهداشتن آلومینیوم استفاده کنید.
برای برش های صافتر از یک روان کننده خوب استفاده کنید.
برش دادن آلومینیوم با مینی فرز
مینی فرز برای مصارف خانگی و کارگاه های کوچک قابل استفاده است. این دستگاه کوچک و سبک است و به راحتی می توان آن را کنترل کرد، قدرت موتور مینی فرز از فرز فرز کمتر است و صفحات و دیسک های گردان آن دارای اندازه های 125 تا 115 میلیمتر است.
برشکاری پلاسما
روش برشکاری پلاسما برای برشکاری فلزات رسانا توسط جت پلاسما انجام می شود. این روش برای برش فلزاتی مانند ورق های آلومینیومی، مسی و فولادی بوسیله یک مشعل پلاسما و میز آب انجام می گیرد. برش کاری پلاسما یک روش مناسب برای شکل های دارای انحنا یا زاویه دار روی ورق فلزات ضخیم و نازک می باشد.
مشعل های پلاسمای دستی به راحتی ورق های آلومینیوم با ضخامت ۳۸ میلیمتر را برش می دهند. مشعل های پلاسمای کنترل شونده توسط کامپیوتر نیز می توانند برش کاری ورق های آلومینیومی تا ضخامت ۱۵۰ میلیمتر را انجام دهند.
در این روش برشکاری ا میز آب و گاز خنثی با سرعت بالا که از یک روزنه خارج می شوند، استفاده می شود. پلاسما گاز یونیزه سرعت بالایی است که الکتریسیته را از مشعل پلاسما به قطعه کار منتقل کرده و جرقه زمانی ایجاد می شود که مشعل پلاسما در تماس با قطعه ورق قرار گرفته باشد. برای این روش از ولتاژ یا فرکانس بالا استفاده می شود
از معایب این روش می توان گفت :
چون از ولتاژ بالای برق استفاده می شود احتمال برق گرفتگی وجود دارد.
در صورت آسیب دیدن قطعه، تعمیر آن مشکل خواهد بود.
حضور آب در برشکاری این نوع از آلیاژ بسیار خطرناک است و امکان انفجار وجود دارد، به همین دلیل باید از میز خشک استفاده شود.
در برشکاری به روش پلاسما، به دلیل ذوب سطحی در سطح برش، در نهایت سطح برش تمیز و خوبی نخواهیم داشت و نیاز به یک ماشین‌کاری نهاییاست.
برشکاری واترجت
در روش واترجت، فلزات بوسیله فشار آب بالا یا ترکیبی از آب و مواد ساینده برش داده می شوند. روش برشکاری با مواد ساینده برای مواد سخت مورد استفاده قرار می گیرد. در برشکاری واترجت به فشار آب بالایی است که بتواند به ۶۲۰۰ بار برسد. این فشار بالا منجر به افزایش سرعت آب در لحظه خروج از نازل تا ۱۰۰۰ متر بر ثانیه خواهد شد. فشار آب استفاده شده در صنایع معمولا بین ۱۰۰۰ تا ۴۰۰۰ بار است که وابسته به خواص ماده می تواند تا ۶۲۰۰ بار افزایش یابد.
از مزیت های این روش حرارت بسیار کم تولید شده در حین برش است. برشکاری واترجت می تواند برای برش ورق های آلومینیوم تا ضخامت ۴۰۰ میلی متر استفاده شود.
برای برش ورقهای بسیار نازک آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ آنها را به صورت توده‌ای روی هم قرار داده و برش می زنند.
عمق برش به صورت خطی با افزایش فشار، بیشتر خواهد شد. همچنین نازل مورد استفاده در این روش متناسب با عمق برش می باشد. قطر نازل جت آب باید تا جای ممکن کوچک باشد تا از تشکیل قطره جلوگیری شود. معمولا قطر نازل کوچک‌تر از ۰٫۱ میلیمتر انتخاب می شود.
فشار پمپ، فاصله نازل، قطر نازل و نرخ تغذیه از موارد مهم در انجام این روش برش کاری است.
مزیت‌های برشکاری آلومینیوم به روش واترجت:
حرارت بالایی در این روش بوجود نمی آید و درنتیجه فلز تغییر شکل نخواهد داد.
لبه های برشکاری سخت نمی شود
ساختار فلز تغییر نمی کند.
دود یا بخاری تولید نمی شود.
از معایب این نوع روش می توان صدای ناشی از فشار جت آب در حین برشکاری را نام برد. در برش ورق های با ضخامت بالا به روش واتر جت، قطعه نهایی تا حدودی حالت دوکی‌شکل به خود می‌گیردو نیاز به ماشین‌کاری و یکسان کردن ابعاد در تمام قسمت‌های نمونه می باشد.
برش گیوتین
برش گیوتین برای برشکاری ورق های فلزی در ابعاد مختلف استفاده می شود. در برش گیوتین با ایجاد زاویه تیغه مناسب، فشار بالایی روی ورق اعمال می شود. زاویه برش می توان با توجه به نوع و ضخامت ورق تنظیم می شود.
مزایای برش گیوتین:
برش چهارگوش ورق در زمان بسیار کوتاه
روش برش بسیار ساده و بدون نیاز به اپراتور ماهر
دقت فوق العاده
صرفه جویی در هزینه و اتلاف حداقل ورق
پرداخت سطحی تمیز
از معایب روش گیوتین می‌توان به این مورد اشاره کرد که سطح برش علاوه بر برش خورده شدن مقداری کنده می‌شود و در مورد آلیاژهای نرم آلومینیوم صافی سطح را از بین می برد.
برش لیزر آلومینیوم
برش لیزر یک تکنولوژی جدید است که با تاباندن اشعه نامرئی لیزر به قطعه، موجب تولید گرما و در نتیجه ذوب شدن آن می شود. آلومینیوم یک فلز نرم است و می توان آن را با لیزر برش داد.
بوسیله فناوری برش لیزر صنعتی می توان فلزات سخت و نرم را بدون هیچ مشکلی پردازش کرد. یکی از ویژگی های آلومینیوم این است که ذاتا بسیار بازتابنده است و به همین دلیل پرتو لیزر از سطح آلومینیوم به عقب برگردد و به برش لیزر آسیب می رساند به همین دلیل نیاز به تجربه بالایی برای انجام این کار می باشد. برش عمدتا با آلومینیوم خالص دشوار است و می دانیم آلیاژهای آلومینیوم (آلیاژ ترکیب آلومینیوم با مس و منیزیم) انعکاس کمتری دارد و در نتیجه برش آلومینیوم، آسان تر می شود.
برش نیتروژن
نیتروژن یک گاز بی اثر است و زمانی که لیزر سطح فلز را تا دمای بالا گرم می کند، با فلز مذاب واکنش نمی دهد. از نیتروژن در برش لیزری، برای حذف اکسیژن از ناحیه برش و جلوگیری از اکسید شدن یا تغییر رنگ فلز استفاده می شود که در نتیجه لبه برش خورده تمیز و بدون نیاز به ماشین کاری خواهد بود.
برش لیزر با اکسیژن
اکسیژن برخلاف نیتروژن با فلز در یک واکنش گرمازا واکنش می دهد. ایجاد گرمای بیشتری در اطراف محل برش، روند برش را سرعت می بخشد اما اکسیداسیون باعث آسیب به لبه برش می شود و به همین دلیل فرآیند تمیز کردن بیشتری مورد نیاز است که این نقطه ضعف برش کاری با لیزر به حساب می آید. برای تمیز کردن لبه از روش های سنگ زنی دستی، حذف شیمیایی یا روش های دیگر استفاده می شود، در صورتی که برش نیتروژن یک لبه تمیز ایجاد می کند.
انواع لیزر
آنچه در نحوه ایجاد یک برش با کیفیت با لیزر تاثیر گذار است، نحوه توزیع و پخش پرتو، کیفیت اشعه و پالس یا پیوسته بودن طول موج لیزر و اینکه سطح مقطع برش با چه ضریبی اشعه لیزر را جذب می کند می باشد، همچنین دانستن این که نقطه ذوب آن چقدر است و ضخامت و جنس آن و خواص حرارتی که دارد .
لیزر CO2
در این روش از اولین روش های برشکاری صنعتی از گاز کربن‌دی اکسید به عنوان محیط گازی برای تمرکز اشعه بر روی مواد استفاده می شود. این روش زیاد مناسب نیست چون در داخل دستگاه لیزر co2 یک سری آینه وجود دارد که پرتو را به سمت سطح هدایت می کنند و این آینه ها با تابش پرتو لیزر به اطراف، آسیب بیشتر و خطرناک تری بوجود می آورند.
لیزر فیبری
این روش از جمله لیزرهای حالت جامد است که ابتدا یک اشعه لیزر تولید شده و سپس درون یک فیبر شیشه ای تقویت می شود. این روش به دلیل داشتن شعاع اشعه کوچک معمولا برای برش مواد بازتاب دهنده نور استفاده می‌شود. در لیزر فایبر به وجود هیچ آینه ای نیاز نیست. لیزر فایبر اشعه پرقدرت و با کیفیت ایجاد می کند و برای برش دادن آلومینیوم بسیار مناسب است.
لیزر نئودیمیوم (ND)
این نوع لیزرها از یک کریستال جامد برای تمرکز اشعه بر روی ماده استفاده می کند. در این روش یک اشعه مادون قرمز توسط تجهیزات ثانویه مانند دیودها تقویت می شود.
لیزرهای (ND:YAG)
لیزر Nd:YAG مشابه لیزر Nd است و تفاوت آن ها تنها در کابردشان است. لیزر Nd، بیشتر در مواردی که زمانی که انرژی بالا و تکرارپذیری کمموردنظر باشد استفاده می‌شود و لیزر Nd:YAG زمانی که انرژی پایین ملاک باشد کاربرد دارند.
نکات مهم برش لیزر آلومینیوم
1-زاویه کونیک یعنی تغییر قطر سوراخ در ضخامت برش
2-تولید پلیسه، هر چه پلیسه تولید شده بعد از برش کمتر باشد کیفیت بهتر خواهد بود.
3-کرف (Kerf) کوچک‌ترین شعاع قابل برش را مشخص می‌کند که به ضخامت ورق وابسته است.
4-سرعت برش که به قابلیت‌های دستگاه و توان اشعه لیزر بستگی دارد.
5-صافی سطح در برش صافی سطح و عدم اکسید شدن اهمیت دارد.
مزایای برشکاری آلومینیوم به روش لیزر:
1- عرض برش بسیار باریک
2- لبه برش تمیز
3- سرعت و دقت برش بالا
4- برش انواع شکل ها بدون محدودیت
5- صرفه جویی در مقدار انرژی مصرفی
6-دقت خصوصا در برش‌های تکراری
7-هزنیه کم
8-پرتی کم
9-کیفیت بالای لبه برش
10-راحتی در طراحی
بیشتر بخوانید: درب و پنجره آلومینیومی
معایب روش برشکاری لیزر:
1-بیشتر دستگاه‌های برش لیزر معمولا از پرتو لیزر عمود بر ورق فلزی استفاده می‌کنند و پرتو لیزر بازتاب شده توسط ورق آلومینیومی ممکن است به چشمی‌های داخل لیزر برگردانده شده و سبب آسیب به لیزر شود.
2-بازتاب صورت گرفته صرفا از سطح ورق ساطع نمی شود و تشکیل حوضچه مذاب نیز می‌تواند به عنوان بازتاب دهنده قوی عمل کند که برای رفع این معضل سطح ورق با یک پوشش غیربازتاب دهنده اسپری می‌شود.
3-فرآیند برش لیزر آلومینیوم خالص گروه ۱۰۰۰ نسبت به آلیاژهای دیگر آن مشکل‌تر است و با انتخاب صحیح پارامترهای برش لیزر، احتمال بازتاب کاهش می‌یابد.
4-با افزایش ضخامت ماده، میزان اثربخشی برش لیزر کاهش و اتلاف حرارتی افزایش می‌یابد. برای بهبود این مورد، باید تمرکز پرتو افزایش و اندازه قطر پرتو کاهش یابد.
5- اشکال مختلف به‌طور متفاوتی تحت تاثیر برش لیزر قرار می‌گیرند. نواحی کوچک و گوشه‌های قطعه تمایل بیشتری به جذب حرارت دارند که باعث می شود سرعت برش یکنواخت دچار مشکل شود.