آلومینیوم به دلیل استفاده فراوان در صنعت یکی از اصلی‌ترین فلزاتیست که تولید می‌شود. از این رو برشکاری آلومینیوم نیز در کلیه‌ی مراحل تولید، ریخته‌گری و شکل‌دهی، یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل است.
جهت انتخاب مواد در صنایع مختلف به ویژه صنایع خودروسازی و هوافضا، سبک‌وزن بودن یکی از اصلی‌ترین معیارهاست. سبک‌وزن بودن علاوه بر بالا بردن شتاب، میزان مصرف سوخت را به شدت کاهش می‌دهد.
خواص مکانیکی مواد و نسبت استحکام به وزن محصول نهایی یکی دیگر از فاکتورهای اساسی است که در صنعت خودروسازی مورد توجه قرار می‌گیرد. لذا آلومینیوم با داشتن خواص مکانیکی عالی روز به روز در صنعت خودروسازی جایگاه بیشتری پیدا می‌کند.
همچنین، آلومینیوم میتواند انرژی را در هنگام تصادفات بیشتر از فولاد جذب کرده و ایمنی را افزایش دهد.
اگرچه آلومینیوم چگالی کمتری نسبت به اکثر فلزات دارد و نسبت به سایر فلزات آسا‌‌‌‌‌‌‌‌ن‌تر برشکاری می‌شود؛ ولی بعضی از چالش‌ها در برشکاری آلومینیوم، نظیر چسبندگی بین آلومینیوم و تیغه‌ی اره و همچنین پلیسه‌گیری آن وجود دارد.
به‌طور کلی یکی از دقیق‌ترین و سریع‌ترین روش‌ها، برای برش آلیاژهای آلومینیوم استفاده از اره سرد دیسکی کاربیدی است.
به دلیل این‌که آلومینیوم سبک‌وزن است، می‌توان آن را با سرعت و تغذیه بالاتری توسط اره‌های دیسکی برش داد.
اره دیسکی، برش آلومینیوم را با سرعت بالا شروع کرده و در حین برشکاری سرعت ثابت بوده و تا پایان عملیات برشکاری تغییر نمی‌کند.
در این روش قطر تیغه‌ی اره دیسکی باید از دوبرابر قطر قطعه آلومینیومی بزرگتر باشد.
هرچه تیغه بزرگتر و سنگین‌تر باشد، اره بزرگ‌تری مورد نیاز است. بنابراین، اره دیسکی روش پرهزینهای بوده و همچنین تیغه‌های آن نیز گران‌تر از تیغه‌های اره نواری هستند.
قابلیت چرخاندن تیغه در سرعت‌های بالا نیازمند اره مستحکمی است.
در روش اره‌کاری دیسکی، پرداخت سطحی نهایی بسیار مطلوب بوده و معمولا نیاز به عملیات پرداخت‌کاری ثانویه وجود ندارد.
با این‌حال، به دلیل اندازه‌ی بزرگ تیغه، در این روش، معمولا کنده‌شدگی‌هایی در سطح برش آلومینیوم ایجاد می‌شود.
برای تولید در حجم بالا و برشکاری آلومینیوم در قطرهای بین ۱۲٫۵ تا ۱۵۰ میلی‌متر با پرداخت سطحی مطلوب، اره‌کاری دیسکی میتواند گزینه‌ی مناسبی باشد.
این روش برشکاری آلومینیوم در کارخانه عصر صنعت اشراق با بالاترین دقت ابعادی، انجام می‌گردد.
امروزه با پیشرفت تکنولوژی سرعت برشکاری در روش اره‌کاری نواری به ۳۰ متر مربع بر دقیقه می‌رسد.
تیغه‌ی اره‌کاری نواری قیمت کمتری نسبت به تیغه‌ی کاربیدی اره‌کاری دیسکی دارد ولی با این حال از نظر محدوده‌ی ظرفیت، تنوع بسیار بیشتری دارد.
در این روش برشکاری، باید دقت زیادی در حین ورود آلومینیوم به زیر اره و خروج آلومینیوم از اره انجام شود.
با این حال اره‌کاری نواری مدرن به اپراتور اجازه می‌دهد که سرعت و میزان برش را برنامه‌ریزی کند.
به گونه‌ای که تیغه در ابتدا به آهستگی وارد مرحله برش می‌شود و کم‌کم سرعت ورود قطعه بیشتر می‌گردد. و در نهایت در هنگام خروج تیغه دوباره سرعت آهسته می‌شود.
این روش کنترل، احتمال تخریب تیغه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. تیغه‌های آلیاژی که قبلا در اره‌کاری نواری استفاده می‌شدند، دارای یک دسته‌ی پنجه‌مانند بودند که بعد از برشکاری خطوط سایه‌ای از خود به جا می‌گذاشتند.
با این‌حال امروزه تیغه‌های اره‌ای با دندانه‌های کاربیدی و پوشش‌های خاص، برش‌هایی با پوشش تمیز و صاف ایجاد می‌کنند. همچنین در این روش اتلاف ماده بسیار کم است.
به دلیل این‌که تیغه‌ی مورد استفاده در این روش نازک‌تر از روش اره‌کاری دیسکی است، اندازه بریدگی‌های ایجاد شده در این روش، برابر یک سوم روش اره‌کاری دیسکی خواهد بود.
برای تولید در مقیاس پایین و برش آلومینیوم با قطرهای بیشتر از ۱۵۰ میلی‌متر، روش اره‌کاری نواری مناسب است.
این روش قابلیت برشکاری آلومینیوم تا ضخامت ۱۰۰۰ میلی‌متر را داشته و معمولا برای برش بلوک‌های بزرگی از صفحات آلومینیومی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
جهت مطالعه بیشتر در خصوص این روش برشکاری اینجا را کلیک کنید.
روش برشکاری پلاسما، جهت برشکاری فلزات رسانا توسط جت پلاسما انجام می‌شود.
این روش میتواند برای برش فلزاتی مانند ورق‌های آلومینیومی ، مسی و فولادی توسط یک مشعل پلاسما و میز آب مورد استفاده قرار گیرد.
برشکاری پلاسما یک روش موثر برای برشکاری فلزات با شکل‌های دارای انحنا یا زاویه‌دار است. این روش میتواند برای برش آلومینیوم‌های نازک و ضخیم مورد استفاده قرار گیرد.
البته در برشکاری به روش پلاسما، به دلیل ذوب سطحی در سطح برش، در نهایت سطح برش تمیز و خوبی نمی‌دهد و نیاز به یک ماشین‌کاری نهایی دارد.
مشعل‌های پلاسمای دستی به راحتی می‌توانند ورق‌های آلومینیوم با ضخامت ۳۸ میلی‌متر را برش دهند. همچنین مشعل‌های پلاسمای کنترل شونده توسط کامپیوتر می‌توانند ورق‌های آلومینیومی تا ضخامت ۱۵۰ میلی‌متر را برشکاری کند.
در برشکاری آلومینیوم به روش پلاسما، از میز آب و گاز خنثی با سرعت بالا که معمولا از یک روزنه خارج می‌شوند، استفاده می‌گردد.
در واقع، پلاسما گاز یونیزه‌ی سرعت بالایی است که الکتریسیته را از مشعل پلاسما به قطعه کار منتقل می‌کند و متعاقب آن جرقه، زمانی ایجاد می‌شود که مشعل پلاسما در تماس با قطعه‌ی کار قرار گیرد.
در این روش معمولا از ولتاژ یا فرکانس بالا استفاده می‌گردد. با این‌حال، در این روش احتمال برق‌گرفتگی وجود دارد و همچنین در صورت آسیب دیدن قطعه، تعمیر آن مشکل است.
در سال‌های اخیر برشکاری پلاسما به طور موفقیت‌آمیزی برای برش ورق‌های آلومینیوم با سرعت‌های بالا و میزان حرارت حداقل، مورد استفاده قرار گرفته است.
یکی از نکاتی که باید به آن توجه کرد؛ برشکاری پلاسمای آلیاژهای آلومینیوم – لیتیوم در حضور آب است.
حضور آب در برشکاری این نوع از آلیاژ بسیار خطرناک است و امکان انفجار وجود دارد؛ لذا باید از میز خشک استفاده گردد و نسبت به عدم حضور آب اطمینان حاصل شود.
در روش واترجت، فلزات توسط فشار آب بالا یا ترکیبی از آب و مواد ساینده برش داده می‌شوند.
روش برشکاری با مواد ساینده برای مواد سخت‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌طور کلی، برشکاری واترجت نیاز به فشار آب بالایی دارد که میتواند به ۶۲۰۰ بار برسد. این فشار بالا منجر به افزایش سرعت آب در لحظه خروج از نازل تا ۱۰۰۰ متر بر ثانیه می‌شود.
فشار آب استفاده شده در صنایع معمولا بین ۱۰۰۰ تا ۴۰۰۰ بار است که وابسته به خواص ماده میتواند تا ۶۲۰۰ بار افزایش یابد.
از مزیت‌های این روش حرارت بسیار کم تولید شده در حین برش است. برشکاری واترجت میتواند برای برش ورق‌های آلومینیوم تا ضخامت ۴۰۰ میلی‌متر مورد استفاده قرار گیرد.
ورق‌های بسیار نازک آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ می‌توانند به‌صورت توده‌ای روی هم توسط این روش برش داده شوند.
در این روش میزان فشار آب اعمال شده بر روی سطح قطعه، عمق برش را مشخص می‌کند.
عمق برش به صورت خطی با افزایش فشار، بیشتر می‌شود. همچنین نازل مورد استفاده در این روش متناسب با عمق برش است.
قطر نازل جت آب باید تا جای ممکن کوچک باشد تا از تشکیل قطره جلوگیری نماید. معمولا قطر نازل کوچک‌تر از ۰٫۱ میلی‌متر انتخاب می‌گردد.
از فاکتورهای تاثیرگذار در برشکاری واترجت می‌توان به فشار پمپ، فاصله‌ی نازل، قطر نازل و نرخ تغذیه نام برد.
در برشکاری آلومینیوم به روش واترجت، نیاز به پرداخت ثانویه نیست. همچنین واترجت باعث ذوب آلومینیوم در حین برش نشده و پرداخت سطحی نهایی کاملا صاف است.
میز کارهای واترجت می‌توانند برای برش‌هایی با طراحی و الگوهای پیچیده مورد استفاده قرار گیرند. در این روش دقت بالاست و معمولا برای موادی که نسبت به دمای بالا، حساس هستند؛ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
– عدم تغییرشکل ماده ناشی از حرارت
– عدم سخت شدن در امتداد لبه‌ی برشکاری
– عدم تغییر در ساختار فلز
– بدون تولید دود یا بخار
از معایب این نوع روش به صدای ناشی از فشار جت آب در حین برشکاری می‌توان اشاره کرد که تا ۱۲۰ دسی‌بل میتواند برسد.
دیگر عیب روش واتر جت که در استفاده از آن محدودیت ایجاد کرده این است که:
برش به روش واتر جت در ورق‌های به ضخامت بالا به صورت صاف و یک‌دست نیست و قطعه نهایی تا حدودی حالت دوکی‌شکل به خود می‌گیرد. به طور مثال اگر قطر قسمت بالایی نمونه ۳۰۰ میلی‌متر است در انتهای قطعه قطر به حدود ۲۹۰ میلی‌متر می‌رسد.
پس برای رسیدن به ابعاد نهایی، پس از برشکاری واترجت، نیاز به ماشین‌کاری و یکسان کردن ابعاد در تمام قسمت‌های نمونه است.
تکنولوژی برش لیزر یکی از روش‌هایی است که جهت تولید قطعاتی با هندسه‌های پیچیده و ابعاد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دستگاه برش لیزر، دسته‌ای از فوتون‌های پرانرژی را بر روی محل دقیق قطعه‌کار، متمرکز می‌کند و شکل موردنظر محصول نهایی را برش می‌دهد.
این روش از اولین روش‌های برشکاری لیزر در صنعت محسوب می‌شود. در این روش از گاز کربن‌دی‌اکسید به عنوان محیط گازی، جهت تمرکز اشعه بر روی مواد، استفاده می‌شود.
یک اشعه پیوسته با قدرت نفوذ بالا برای ایجاد برش به‌کار می‌رود. گازهای مورد استفاده در این روش جهت تولید اشعه لیزر، ترکیبی از گازهای کربن‌دی‌اکسید با مقدار کمی نیتروژن، هلیوم و هیدروژن هستند. این روش برای برش ورق‌های آلومینیوم با ضخامت بین ۱۰ تا ۱۵ میلی‌متر استفاده می‌شود.
این روش از جمله لیزرهای حالت جامد محسوب می‌شود. در این روش ابتدا یک اشعه لیزر، تولید شده و سپس درون یک فیبر شیشه‌ای تقویت می‌گردد.
این روش به دلیل داشتن شعاع اشعه‌ی کوچک معمولا برای برش مواد بازتاب دهنده‌ی نور استفاده می‌شود. این روش برای برش ورق‌های آلومینیوم تا ضخامت حداکثر ۱۰ میلی‌متر استفاده می‌گردد.
این نوع لیزرها از یک کریستال جامد برای تمرکز اشعه بر روی ماده استفاده می‌کنند. در این روش یک اشعه مادون قرمز میتواند توسط تجهیزات ثانویه مانند دیودها تقویت شوند.
لیزر Nd:YAG مشابه لیزر Nd است و تفاوت آنها تنها در کابردشان است. لیزر Nd، بیشتر در مواردی که انرژی بالا و تکرارپذیری کم، موردنظر باشد استفاده می‌شود و لیزر Nd:YAG زمانی که انرژی پایین مدنظر است کاربرد دارد.
– عرض برش بسیار باریک
– لبه‌ی برش تمیز
– سرعت و دقت برش بالا
– برش انواع شکل‌ها، بدون محدودیت (خطوط و هندسه‌های پیچیده)
– صرفهجویی در مقدار انرژی مصرفی
به دلیل این‌که آلومینیوم پرتوهای لیزر CO2 را بیشتر از فولاد بازتاب می‌دهد؛ میتواند باعث آسیب رساندن به لیزر شود.
بیشتر دستگاه‌های برش لیزر معمولا از پرتو لیزری که عمود بر ورق فلزی قرار گرفته است؛ استفاده می‌کنند.
این بدان معناست که پرتو لیزر بازتاب شده توسط ورق آلومینیومی ممکن است به چشمی‌های داخل لیزر برگردانده شده و سبب آسیب به لیزر شود.
بازتاب صورت گرفته صرفا ناشی از سطح ورق نبوده و تشکیل حوضچه مذاب نیز میتواند به عنوان بازتاب دهنده قوی عمل کند. به همین دلیل، سطح ورق با یک پوشش غیربازتاب دهنده اسپری می‌شود.
با این حال، این مشکل به طور کامل برطرف نمی‌گردد. به عنوان یک قانون کلی، افزودن عناصر آلیاژی میزان بازتاب‌کنندگی آلومینیوم را کاهش می‌دهد.
بنابراین، فرآیند برش لیزر آلومینیوم خالص گروه ۱۰۰۰ نسبت به آلیاژهای دیگر آن مشکل‌تر است. با انتخاب صحیح پارامترهای برش لیزر، احتمال بازتاب کاهش می‌یابد.
از جمله چالش‌های دیگر در برشکاری لیزر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
با افزایش ضخامت ماده، میزان اثربخشی برش لیزر کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش ضخامت ماده، اتلاف حرارتی افزایش می‌یابد. برای بهبود این مشکل، باید تمرکز پرتو را افزایش و اندازه‌ی قطر پرتو را کاهش داد.
باید توجه کرد که اشکال مختلف به‌طور متفاوتی تحت تاثیر برش لیزر قرار می‌گیرند. برای مثال، نواحی کوچک و گوشه‌های قطعه تمایل بیشتر به جذب حرارت دارند. در نتیجه، سرعت برش یکنواخت دچار مشکل می‌شود.
هرچه قطعه، هندسه‌ی پیچیده‌تری داشته باشد، دقت برش کمتر خواهد شد.
معمولا جهت جلوگیری از جذب حرارت بیش از حد، در هنگام برش گوشه‌ها، سرعت برشکاری افزایش می‌یابد.
برشکاری لیزر نسبت به برشکاری‌های دیگر، شدیدا بستگی به کیفیت ماده دارد و این موضوع به شدت بر روی سطح نهایی مؤثر است.
برای مثال فولادهای کربنی از عناصر مختلفی تشکیل شده‌اند و هر عنصر دمای ذوب متفاوتی دارد. در لحظه‌ی تماس با لیزر، هر عنصر باعث یک واکنش متفاوت می‌شود. در واقع برای دستیابی به پرداخت سطحی تمیز و عاری از آلودگی و روغن، ماده باید دارای ترکیب شیمیایی یکنواختی باشد.
برش گیوتین معمولا در موارد زیر کاربرد دارد:
– سرعت و دقت بالا مد نظر باشد.
– پرداخت سطحی تمیز لازم باشد.
– قطعه نهایی چهارگوش و کاملا صاف باشد.
این روش جهت برشکاری ورق‌های فلزی در ابعاد مختلف به‌کار می‌رود.
از مزایای اصلی این روش، برش چهارگوش ورق در سریع‌ترین زمان ممکن است که باعث صرفهجویی در زمان توام با پرداخت سطحی مطلوب می‌شود.
در برش گیوتین با ایجاد زاویه تیغه‌ی مناسب، فشار بالایی روی ورق اعمال می‌شود. زاویه‌ی برش را می‌توان با توجه به نوع و ضخامت ورق تنظیم کرد. تنظیم مناسب زاویه‌ی تیغه، به برش دقیق‌تر ورق کمک می‌کند
با توجه به این‌که دستگاه‌های گیوتین ظرفیت‌های برش متفاوتی دارند، جهت محاسبه‌ی حداکثر ظرفیت برش یک دستگاه گیوتین از معادلاتی استفاده می‌شود که در حوصله این مقاله نیست.
– برش چهارگوش ورق در زمان بسیار کوتاه
– روش برش بسیار ساده و بدون نیاز به اپراتور ماهر
– دقت فوق‌العاده
– صرفهجویی در هزینه و اتلاف حداقل ورق
– پرداخت سطحی تمیز
از معایب روش گیوتین می‌توان به این مورد اشاره کرد که:
در برشکاری به روش گیوتین، سطح برش علاوه بر برش خوردن مقداری کنده می‌شود که این مورد به خصوص در آلیاژهای نرم آلومینیوم میتواند صافی سطح را از بین ببرد.
کلیه خدمات برشکاری آلومینیوم در شرکت عصر صنعت اشراق با کادری مجرب و با بالاترین دقت ابعادی، انجام می‌شود.
_____
مطالب مرتبط
_____
نظرات مشتریان
دفتر مرکزی
آدرس: تهران، میدان هروی، خیابان وفامنش، خیابان مکران شمالی نبش کوچه گل، پلاک ۱، واحد ۶، طبقه سوم
دفتر غرب:
تهران، کیلومتر ۴ جادۀ قدیم تهران کرج
کارخانه:
تهران، شهرک صنعتی عباس‌آباد
ساعات کار:
شنبه تا چهار شنبه: 8:30 – 17:00
پنج شنبه : 8:30 – 12:30
تمامی حقوق این سایت برای شرکت عصر صنعت اشراق محفوظ است.
