לצד טכניקות עיבוד שבבי “מסורתיות” יותר כמו כרסום, חריטה, השחזה וכיוצא באלו, הלייזר הוא טכנולוגיה שבהחלט סיפקה עליית מדרגה משמעותית ביכולות הייצור והדיוק של הכנת וייצור חומרי גלם תעשייתיים. השימוש העיקרי של לייזר בעיבוד שבבי וייצור הוא בחיתוך וחריטה, עם מהירות ביצוע גבוהה, דיוק מעולה ואינסוף אפשרויות של יישומי חיתוך לייזר. כך, כפי שטכנולוגיות לייזר יצרו מהפכה בתחומי רפואה, מערכות ביטחון, אלקטרוניקה ועוד מגוון אדיר של תחומים, כך גם עולם העיבוד השבבי השתנה והשתדרג מהותית עם הכנסת יכולות חיתוך לייזר.

לפניכם המדריך המלא והשימושי לטכניקות ויישומים של חיתוך לייזר – ללא ספק השימוש הנפוץ והפופולארי ביותר של טכנולוגיות לייזר בייצור ועיבוד שבבי.

למה משתמשים בקרני לייזר לחיתוך?

טכניקות של חיתוך לייזר מאפשרות כיום לייצר תוצרים ויישומים שבעבר היו בלתי אפשריים או שהיו משמעותית פחות יעילים, איטיים יותר ופחות מדויקים. האנרגיה הרבה שלייזר מיישם ומייצר, לצד האפשרות למקד את האנרגיה הזו בצורה סופר מדויקת ו”עדינה” מאפשרות לבצע חיתוכים איכותיים, מדויקים וברמות שונות של מורכבות צורתית והנדסית – בעיקר על מתכות שונות אך גם על חומרי גלם אחרים כמו חומרים תרמו-פלסטיים ואפילו עץ.

השימוש בטכניקות חיתוך לייזר כה נפוץ ופולארי בדיוק מסיבות אלו – חיתוכים מדויקים, אפשרות לחיתוכים וניקובים בצורות מורכבות, גימור מעולה של כל החיתוך, מינימום השפעה ויזואלית והנדסית על האזור הנחתך מהחום הרב הנוצר בתהליך (בשונה ואיכותי יותר מטכניקות חיתוך אחרות).

הלייזר הוא שם כללי לטכנולוגיה המאפשרת למקד בצורה יעילה וחזקה קרינת/אנרגיית אור, מה שניתן להפוך ליישומים של חיתוך לייזר וכמו כן לאמצעי מדידה מדויקים, אמצעי סימון לייזר וכן הלאה עם שלל תהליכים ואפשרויות פרקטיות לנצל את היכולות והיתרונות של הלייזר. אך כיצד מיקוד אנרגיית אור מבצע חיתוך של מתכות קשות? כעת נעבור לחלק שמסביר כיצד כל זה עובד.

בגלל אופן הפעולה הפיזיקלי של קרן הלייזר, השימוש בטכנולוגיה זו מתאים בעיקר לחיתוך ועיבוד של לוחות חומר גלם שטוחים, בעיקר יריעות מתכת מסוגים שונים ובמידות עובי שונות – זאת למשל בגלל שאיכות ודיוק חיתוך הלייזר תלויות במרחק בין העדשה המייצרת את הלייזר הממוקד לבין חומר הגלם שיש לחתוך.

כיצד עובד חיתוך לייזר?

חיתוך לייזר הוא במהותו תהליך טרמי שבו קרן לייזר ממוקדת משמשת כדי להמיס חומר גלם כלשהו באופן ממוקד ומקומי מאוד, למשל לביצוע חיתוכים או יצירת חורים בלוחות מתכת. על פי רוב, לצד השימוש בקרן לייזר מתאימה וחזקה, מיושם על האזור הנחתך והמטופל סילון של גז מיוחד וייעודי הפולט את חומר הגלם המותך, מה שיוצר חריץ מדויק, איכותי ויעיל בהתאם לתכנית החיתוך.

חיתוכי לייזר מבוצעים לרוב באופן רציף, מהיר ומדויק מאוד, על ידי הזזת אלמנט הלייזר לאורך ולרוחב לוח המתכת המעובד (במכונות מסוימות חומר הגלם זז והלייזר נותר נייח), זאת כמובן באמצעות מיכון CNC מתקדם ומתאים ליישומי חיתוך לייזר.

קרן הלייזר המשמשת לחיתוך לוח מתכת מסוים ומתאים היא קרן ממוקדת ובעוצמה גבוהה מאוד של אור, באורך גל בודד, או בהסבר פשטני יותר בצבע אור אחד. הרבה מיישומי הלייזר בעיבוד שבבי משוכלל ותעשייתי משתמשים באור בטווח האינפרה-אדום, כך שקרן הלייזר עצמה אינה נראית לעין האנושית ומה שפיזית רואים בזמן החיתוך הוא הגיצים של המתכת המותכת בתהליך החיתוך ו/או את שחרור התווך הגזי המיושם בתוך קרן הלייזר (למשל ביישומי לייזר CO2).

המיקוד של קרן הלייזר עצמה חייב להיות מדויק ויעיל ביותר כדי לאפשר לראש החיתוך והעיבוד לבצע חיתוכים נקיים ואיכותיים. המיקוד הזה מבוצע באמצעות עדשות מיוחדות ובהתאמה לסוג ועוצמת הלייזר המשמש – התאמה שיש לבצע לפי חומר הגלם המעובד והעובי של יריעת המתכת. לצד מיקוד הלייזר עם עדשה ייעודית, יש מכונות העושות שימוש גם במערכים חכמים של מראות מעוקלות.

כל עוצמת קרן הלייזר החזקה הזו ממוקדת לנקודה קטנה בפיית ראש העיבוד, מה שיוצר גם דיוק רב אבל כמובן גם חום אדיר וממוקד מאוד, זה מה שמאפשר לבצע חיתוכים כל כך איכותיים, מדויקים ומורכבים. חישבו על זה כמו למקד את כל עוצמת קרינת השמש במקום בו אתם נמצאים לזכוכית מגדלת אחת קטנה והעברת הקרן הממוקדת לעלה, החום הרב והממוקד ייצור שריפה או חיתוך של העלה – באופן דומה ומתקדם הרבה יותר מתרחש חיתוך בלייזר של מתכות שונות.

סוגי לייזר המשמשים לחיתוך תעשייתי

בדר”כ, חיתוך באמצעות לייזר לא מבוצע רק ע”י מיקוד של קרן אור בעוצמה גבוהה, אלא יש ליישם תווך גזי מסוים או אמצעים טכנולוגיים אחרים כדי לאפשר לקרן הלייזר להיווצר ולהיות מיושמת באופן הנכון והמדויק על חומר הגלם שיש לחתוך. אי לכך יש סוגי לייזר שונים המשמשים לחיתוך יריעות ולוחות של חומרי גלם שונים, הסוגים הנפוצים בחיתוכי לייזר תעשייתיים הם:

  • לייזר CO2: לייזר פחמן דו חמצני הוא לייזר הכולל יישום של תערובת גזית מיוחדת יחד עם קרן הלייזר, התערובת כוללת פחמן דו חמצני, הליום וחנקן. הגזים גם מאפשרים את יצירת קרן הלייזר וגם מייעלים את תהליך העבודה של הלייזר. זהו הסוג הנפוץ ביותר ליישומי חיתוך לייזר שונים.
  • לייזר סיבים / לייזר Solid State: הפקת קרן לייזר באמצעות שימוש בסיבים אופטיים מיוחדים וגם יסודות נדירים, בניגוד לשימוש בתווך גזי, כאן קרן הלייזר נוצרת דרך מדיום מוצק וסדרה של דיודות לייזר.
  • לייזר דיודה ישיר: אחד החידושים המהותיים ביותר בתחום של חיתוך לייזר ועיבוד שבבי באמצעות לייזר, חדשנות של לייזר הסיבים הוותיק יותר. בטכנולוגיה זו משתמשים בכמה דיודות לייזר המייצרות קרני לייזר באורכי גל שונים, אלו בתורן מועברות דרך אמצעי לאיחוד הקרן ליצירת קרן לייזר אחת, חזקה ואיכותית לחיתוכים שונים. מכונות אלו מאפשרות יעילות אנרגטית גבוהה בהפעלתן וביישום הלייזר לחיתוך.

יתרונות של חיתוכי לייזר

  • חיתוך באיכות גבוהה מאוד – גימור מדויק ואיכותי ללא צורך ביישום טכניקות גימור נוספות.
  • אפשרות לחיתוכים איכותיים ומדויקים של רוב סוגי המתכות, כולל יריעות מתכת בעובי גדול יחסית.
  • גמישות גבוהה ומעולה בטכניקות חיתוך – לייצור של רכיבים פשוטים ומורכבים כאחד.
  • חיתוך ללא מגע ישיר בין ראש העיבוד לחומר הגלם – מפחית שחיקת ראש העיבוד, אין פגיעה בחומר הגלם למעט חריץ החיתוך וכדומה.
  • הכנה וייצור מהירים – מצוין לחיתוך לוחות מתכת בכמויות קטנות ועם ביצוע מהיר.
  • חתימת חום נמוכה על כל יתר אזורי יריעת המתכת – ללא עיוות וללא סימני חום.
  • מתאים כמעט לכל סוגי החומרים והמתכות.
  • חיתוך מדויק ואיכותי ללא יצירה של אבק ושבבי מתכת.
  • יכולות אוטומציה גבוהות מאוד של מכונות חיתוך לייזר ו-CNC.

מה ניתן לחתוך באמצעות לייזר

חיתוך לייזר אפשרי על כמעט כל חומר גלם קיים – כאמור הוא בעיקר יעיל למשטחים ישרים ושטוחים. לצד עיבוד שבבי וייצור תעשייתי, ניתן לראות כיום יישומים פשוטים קטנים יותר של חיתוך בלייזר, למשל בחללי “מייקרים” במוסדות חינוך, בכלי חריטת לייזר על מוצרי צריכה פשוטים וכיוצא באלו. חיתוך בלייזר אפשרי על מגוון רחב של מתכות, כולל מתכות קשות במיוחד, וכמו כן על עץ, פלסטיקים מסוימים, נייר, בדי טקסטיל וקרטון.

באופן טבעי והגיוני, עיקר השימוש בטכניקות חיתוך לייזר הן בהקשרים תעשייתיים ושל חומרי גלם מתכתיים.

רוצים לשמוע עוד על חיתוך לייזר? מעוניינים בהצעת מחיר מנצחת לשירותי חיתוך בלייזר? פנו היום אל חברת יעקובוביץ חיים ונתאים לכם חבילת שירותים מושלמת.

לקבלת הצעת מחיר
[contact-form-7 404 "לא נמצא"]