เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์สำหรับชิ้นส่วนโลหะความแม่นยำสูง [ประสิทธิภาพสูง]

ระบบตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นใหม่ถือเป็นจุดสูงสุดของวิศวกรรมโฟโตนิกส์ที่ประยุกต์ใช้ในการแปรรูปวัสดุอุตสาหกรรม ระบบเหล่านี้ใช้เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบไดโอดปั๊ม ซึ่งสร้างรังสีเลเซอร์ที่มีความสม่ำเสมอเชิงพื้นที่และความบริสุทธิ์ของสเปกตรัมในระดับสูงมาก แหล่งกำเนิดเลเซอร์ใช้เส้นใยแก้วนำแสงชนิดสองชั้นที่ผสมไอเทอร์เบียม (ytterbium-doped double-clad gain fibers) พร้อมโครงสร้างการปั๊มผ่านชั้นเคลือบด้านนอก โดยสามารถให้กำลังขับออกตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ถึง 60 กิโลวัตต์ และค่าคุณภาพลำแสง (M²) โดยทั่วไปต่ำกว่า 1.2 คุณภาพลำแสงที่เหนือกว่านี้ทำให้สามารถโฟกัสจุดแสงให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางลดลงได้ถึง 15 ไมครอน โดยมีความยาวเรย์ลี (Rayleigh length) ที่ถูกออกแบบให้เหมาะสมกับความหนาของวัสดุเฉพาะเจาะจง กระบวนการตัดเกี่ยวข้องกับการแทรกซึมความร้อนที่ควบคุมอย่างแม่นยำ ซึ่งพลังงานเลเซอร์จะมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุผ่านค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนที่เปลี่ยนแปลงตามความยาวคลื่นและคุณสมบัติของวัสดุ ระบบสมัยใหม่มีการควบคุมลำแสงแบบไดนามิก พร้อมความสามารถในการปรับตำแหน่งโฟกัสได้สูงสุด ±10 มม. และการปรับความถี่จากโหมดต่อเนื่อง (continuous wave) ไปจนถึงโหมดพัลส์ที่ 50 กิโลเฮิรตซ์ การประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรมต่อเรือแสดงให้เห็นถึงการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำหนา 35 มม. โดยใช้เลเซอร์ 15 กิโลวัตต์ ที่ความเร็ว 1.0 เมตร/นาที ได้ร่องตัด (kerf) กว้าง 0.4 มม. และขอบตัดที่ตรงตั้งฉากอย่างดีเยี่ยม เทคโนโลยีนี้พิสูจน์แล้วว่ามีความจำเป็นอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการผลิตภาชนะรับแรงดัน โดยระบบที่มีกำลัง 8 กิโลวัตต์สามารถตัดเหล็กกล้าคาร์บอนหนา 12 มม. ที่ความเร็ว 3.5 เมตร/นาที ขณะเดียวกันรักษาความสมบูรณ์ของวัสดุในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (heat-affected zone) ให้ต่ำกว่า 100 ไมครอน สำหรับการใช้งานด้านสถาปัตยกรรม เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถสร้างลวดลายซับซ้อนบนแผ่นทองเหลืองหนา 5 มม. ด้วยความเร็วการตัด 6 เมตร/นาที และการบิดเบือนจากความร้อนที่ต่ำมาก ผู้ผลิตชิ้นส่วนอากาศยานใช้เทคโนโลยีนี้ในการตัดโลหะผสมไทเทเนียมหนา 8 มม. โดยใช้ไนโตรเจนช่วยตัด เพื่อให้ได้ขอบตัดที่ปราศจากการออกซิเดชัน ระบบขั้นสูงยังมาพร้อมกับระบบวิชัน (vision systems) ในตัวเพื่อการรู้จำชิ้นงานโดยอัตโนมัติ และโปรโตคอลการเจาะเริ่มต้นที่แม่นยำ ซึ่งช่วยลดการเกิดสะเก็ดเหล็ก (splash formation) กรอบการทำงานการดำเนินงานรวมถึงการเชื่อมต่อกับโรงงานอัจฉริยะ (smart factory) ผ่านอินเตอร์เฟซ OPC UA เพื่อการตรวจสอบการผลิตแบบเรียลไทม์ และแจ้งเตือนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ (predictive maintenance) จากการวิเคราะห์การเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนออปติคัล ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจแสดงออกมาในรูปของการลดต้นทุนวัสดุสิ้นเปลือง โดยอายุการใช้งานหัวพ่น (nozzle) ยืดออกไปได้ถึง 300 ชั่วโมงการตัด และไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องผลิตก๊าซภายนอกสำหรับการตัดที่ใช้ไนโตรเจนช่วย สำหรับคำปรึกษาทางเทคนิคเฉพาะด้านการใช้งานและการสาธิตกระบวนการทำงานอย่างละเอียด ทีมเทคนิคของเราพร้อมให้บริการสนับสนุนอย่างครอบคลุม รวมถึงบริการปรับแต่งอุปกรณ์ตามความต้องการ