แนวคิดของเทคโนโลยีเลเซอร์สามารถสืบย้อนไปได้ถึงช่วงต้นทศวรรษ 1960 เมื่อมีการพัฒนาเลเซอร์เป็นครั้งแรก การตัดด้วยเลเซอร์ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในช่วงแรก จากนั้นจึงได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วและนำไปใช้ในภาคอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษ 1970 การตัดด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการตัด CNC ประเภทหนึ่งและเป็นกระบวนการที่นิยมใช้กัน สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว, เครื่องจักรกลและโครงการการผลิตขั้นสุดท้าย และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ


รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการตัดด้วยเลเซอร์
การตัดด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพซึ่งใช้ลำแสงเลเซอร์กำลังสูงในการตัดวัสดุ เทคโนโลยีนี้ใช้ลำแสงที่โฟกัสเพื่อหลอม เผา หรือทำให้วัสดุระเหย ส่งผลให้ตัดได้สะอาดและแม่นยำ
กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์
การตัดด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร
การตัดด้วยเลเซอร์ทำงานโดยฉายลำแสงเลเซอร์กำลังสูงไปยังพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งจะทำให้บริเวณเป้าหมายหลอมละลาย เผาไหม้ หรือระเหยเป็นไอ ทำให้เกิดการตัด โดยทั่วไปแล้ว ลำแสงเลเซอร์จะถูกโฟกัสผ่านเลนส์หรือฉายผ่านกระจกเพื่อให้ได้ความแม่นยำและความเข้มข้นตามต้องการ กระบวนการนี้ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งรับประกันความแม่นยำและความสม่ำเสมอ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อนและมีรายละเอียด
ส่วนประกอบหลักของระบบการตัดด้วยเลเซอร์
ระบบการตัดด้วยเลเซอร์ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญหลายส่วน:
- เครื่องกำเนิดเลเซอร์: ผลิตลำแสงเลเซอร์
- หัวตัด: โฟกัสและส่งลำแสงเลเซอร์ไปที่วัสดุ
- ตัวควบคุมซีเอ็นซี: ควบคุมการเคลื่อนไหวของหัวตัดและวัสดุ
- ระบบช่วยแก๊ส: ใช้ก๊าซเช่นออกซิเจน ไนโตรเจนหรืออากาศ เพื่อเป่าสารที่หลอมละลายออกไปและปรับปรุงคุณภาพการตัด
- ระบบระบายความร้อน: ป้องกันความร้อนสูงเกินไปของเลเซอร์และส่วนประกอบอื่นๆ
ขั้นตอนการตัดด้วยเลเซอร์แบบทีละขั้นตอน
- การเตรียมการออกแบบ: สร้างไฟล์ CAD (Computer-Aided Design) เพื่อระบุแบบที่ต้องการตัด
- การจัดวางวัสดุ: วัสดุที่ต้องการตัดจะถูกวางอยู่บนเตียงตัด
- การจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์: เลเซอร์ได้รับการปรับเทียบและจัดตำแหน่งเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำ
- การดำเนินการตัด: ตัวควบคุม CNC จะนำหัวเลเซอร์ให้ทำตามเส้นทางที่ออกแบบไว้และตัดผ่านวัสดุ
- ตรวจสอบคุณภาพ: ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะได้รับการตรวจสอบความถูกต้องและคุณภาพ
ประเภทของการตัดด้วยเลเซอร์
ชนิดของเครื่องตัดเลเซอร์ | กลไกและคุณสมบัติ | การใช้งานและข้อดีทั่วไป |
เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 | – ทำงานโดยใช้ส่วนผสมของก๊าซ (CO2, ไนโตรเจน, ฮีเลียม) ที่ถูกกระตุ้นโดยการคายประจุไฟฟ้า – ผลิตลำแสงอินฟราเรดที่มีความเข้มข้นสูง – เหมาะสำหรับการตัด การแกะสลัก และการเจาะ | – เหมาะสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ไม้ อะคริลิก แก้ว และพลาสติก – มีความแม่นยำสูงและมีขอบเรียบ – คุ้มค่าสำหรับวัสดุที่มีความหนาปานกลาง |
เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ | – ใช้เลเซอร์แบบโซลิดสเตตโดยที่ตัวกลางที่ให้ค่าการขยายแบบแอ็คทีฟคือเส้นใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยธาตุหายาก – สร้างลำแสงเลเซอร์กำลังสูงพร้อมคุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยม – ขึ้นชื่อในเรื่องประสิทธิภาพสูงและการทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษา | – เหมาะที่สุดสำหรับการตัดโลหะ รวมถึงเหล็ก อลูมิเนียม และทองเหลือง – ความเร็วในการตัดที่เร็วขึ้นและต้นทุนการดำเนินการต่ำเมื่อเทียบกับเลเซอร์ CO2 – สามารถตัดวัสดุบางและสะท้อนแสงได้อย่างแม่นยำสูง |
วัสดุที่เหมาะสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์
วัสดุโลหะ
การตัดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพสูงสำหรับวัสดุโลหะต่างๆ รวมถึงเหล็ก อลูมิเนียม และทองแดง โลหะเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีความแข็งแรงและทนทาน
-ประเภทของโลหะ
- เหล็ก: นิยมใช้ในงานก่อสร้าง ยานยนต์ และเครื่องจักร
- อลูมิเนียม: เหมาะกับการใช้งานที่มีน้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อน
- ทองแดง: เหมาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบทางไฟฟ้าเนื่องจากมีคุณสมบัตินำไฟฟ้า
-การสมัครและสิทธิประโยชน์
เหล็ก: เหมาะสำหรับส่วนประกอบโครงสร้าง กรอบ และกล่องหุ้ม
อะลูมิเนียม: ใช้ในอวกาศ ยานยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
ทองแดง: จำเป็นสำหรับสายไฟฟ้าและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
การตัดด้วยเลเซอร์ทำให้มีความแม่นยำสูงและลดของเสียให้น้อยที่สุด ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตและต้นทุนดีขึ้น
วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ
การตัดด้วยเลเซอร์ยังเหมาะสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะหลายชนิด เช่น พลาสติก ไม้ และอะคริลิก
-ประเภทของอโลหะ
- พลาสติก: รวมถึงวัสดุเช่น PVC, ABS และโพลีคาร์บอเนต
- ไม้ : มีหลายประเภท เช่น ไม้อัด, MDF และไม้ธรรมชาติ
- อะคริลิก: มักใช้ทำป้ายและตู้แสดงสินค้า
-การสมัครและสิทธิประโยชน์
พลาสติก: ใช้ในบรรจุภัณฑ์ ภายในยานยนต์ และผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค
ไม้: เหมาะสำหรับเฟอร์นิเจอร์ ของตกแต่ง และโมเดลสถาปัตยกรรม
อะคริลิค: มุ่งเน้นสำหรับโซลูชันการแสดงผลที่มีความชัดเจน ทนทาน และสวยงาม
การตัดโลหะด้วยเลเซอร์ช่วยให้ได้ขอบที่สะอาดและการออกแบบที่ซับซ้อน จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการที่มีรายละเอียดและสร้างสรรค์


การประยุกต์ใช้การตัดด้วยเลเซอร์
- การผลิตป้าย
การตัดด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่นิยมใช้กันมาโดยตลอดสำหรับโลโก้สแตนเลสบนป้ายโฆษณา การตัดด้วยเลเซอร์ช่วยให้ตัดโลโก้ป้ายโฆษณาได้เรียบเนียนขึ้น ทำให้ป้ายดูสวยงามยิ่งขึ้น
- การแปรรูปโลหะแผ่น
การตัดด้วยเลเซอร์เป็นขั้นตอนสำคัญในการแปรรูปแผ่นโลหะ การตัดที่แม่นยำช่วยให้กระบวนการต่างๆ ในขั้นตอนต่อไป เช่น การดัด การเจียร และการเชื่อมง่ายขึ้น การตัดด้วยเลเซอร์ที่แม่นยำช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนโลหะจะพอดีกันอย่างสมบูรณ์แบบ ลดความจำเป็นในการปรับแต่งเพิ่มเติมและเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม
- การผลิตตู้และกล่องหุ้ม
สามารถผลิตรูปทรงและดีไซน์ที่ซับซ้อนซึ่งมักต้องการสำหรับเคสและตู้ที่สั่งทำพิเศษ ความสามารถในการตัดวัสดุ เช่น เหล็กและอลูมิเนียมด้วยความแม่นยำสูงทำให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะตรงตามมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวด การตัดด้วยเลเซอร์ยังช่วยเร่งกระบวนการผลิต ลดระยะเวลาในการจัดส่ง และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอีกด้วย
ประโยชน์ของการตัดด้วยเลเซอร์
1. ความแม่นยำสูง การตัดด้วยเลเซอร์สามารถผลิตการตัดที่แม่นยำสูงโดยมีค่าความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อย ทำให้มั่นใจได้ว่าจะได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอแม้กับการออกแบบที่ซับซ้อน
2. ลดการสูญเสียวัสดุและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
3. ใช้งานได้หลากหลาย สามารถตัดวัสดุได้หลายชนิด ทั้งโลหะ พลาสติก และไม้
4. สามารถลดเวลาการผลิตเมื่อเทียบกับวิธีการตัดแบบดั้งเดิม
5. เพิ่มผลผลิตและประหยัดต้นทุนทางธุรกิจ
ข้อจำกัดของการตัดด้วยเลเซอร์
1. ต้นทุนการตั้งค่าเริ่มต้นอาจสูง ซึ่งถือเป็นการลงทุนที่สำคัญสำหรับธุรกิจขนาดเล็ก
2. กระบวนการนี้ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งอาจทำให้ต้นทุนการดำเนินงานสูงขึ้น วัสดุบางชนิด โดยเฉพาะวัสดุที่มีค่าการสะท้อนแสงสูงหรือจุดหลอมเหลวต่ำ อาจตัดด้วยเลเซอร์ได้ยาก และอาจต้องใช้วิธีการอื่น
ข้อเสียเปรียบหลักของการตัดด้วยเลเซอร์คือการใช้พลังงานสูง ประสิทธิภาพของเลเซอร์อุตสาหกรรมมีตั้งแต่ 5% ถึง 45% พลังงานในการตัดด้วยเลเซอร์ (เรียกว่าความร้อน) ที่จำเป็นสำหรับงานเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ ความหนา กระบวนการที่ใช้ (ปฏิกิริยา/เฉื่อย) และความเร็วในการตัดที่ต้องการ
กำลังความร้อนเข้าของเครื่องตัดเลเซอร์ CO2 ภายใต้ความหนาและวัสดุที่แตกต่างกัน (W) | |||||
วัสดุ | ความหนาของวัสดุ | ||||
เหล็กกล้าไร้สนิม | 0.51mm | 1.0mm | 2.0mm | 3.2mm | 6.4mm |
อลูมิเนียม | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 | 2500 |
เหล็กเหนียว | - | 400 | - | 500 | - |
ไทเทเนียม | 250 | 210 | 210 | - | - |
เข้าเฝือก | - | - | - | - | 650 |
โบรอน/อีพอกซี | - | - | - | 3000 | - |
3. มีปัญหาเรื่องความปลอดภัย เนื่องจากการตัดด้วยเลเซอร์ต้องใช้ความร้อนและแสงที่แรง จึงจำเป็นต้องใช้มาตรการด้านความปลอดภัยที่เหมาะสมเพื่อปกป้องคนงาน การตัดด้วยเลเซอร์ CNC มีความปลอดภัยมากกว่าเล็กน้อย
ปัจจัยที่มีผลต่อความแม่นยำในการตัดของการตัดด้วยเลเซอร์ CNC
1.ขนาดของการควบแน่นของเลเซอร์จากเครื่องกำเนิดเลเซอร์
หากจุดหลังจากความเข้มข้นของเลเซอร์มีขนาดเล็กมาก ความแม่นยำในการตัดจะสูงมาก หากลำแสงที่เลเซอร์ปล่อยออกมาเป็นทรงกรวย ภายใต้เงื่อนไขนี้ ยิ่งชิ้นงานหนาขึ้น ความแม่นยำก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นรอยแยกก็จะใหญ่ขึ้น
2.ความแม่นยำของโต๊ะทำงาน
โต๊ะทำงานที่มั่นคงและปรับเทียบอย่างแม่นยำจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องตลอดกระบวนการตัด การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องหรือไม่เสถียรอาจทำให้วัสดุเคลื่อนที่ ส่งผลให้ตัดไม่แม่นยำ เครื่องจักร CNC ที่มีความแม่นยำสูงมักมีการออกแบบโต๊ะทำงานขั้นสูงที่ลดการสั่นสะเทือนและรักษาตำแหน่งที่แน่นอน จึงช่วยเพิ่มความแม่นยำในการตัดโดยรวม
3.รูปร่างกรวยของลำแสงเลเซอร์
รูปร่างกรวยของลำแสงเลเซอร์อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการตัด เมื่อลำแสงเลเซอร์เดินทางจากเครื่องกำเนิดแสงไปยังวัสดุ ลำแสงอาจเบี่ยงเบนเล็กน้อยจนเกิดเป็นรูปร่างกรวย การแยกดังกล่าวอาจทำให้ความกว้างของการตัดเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะในวัสดุที่มีความหนา เพื่อลดผลกระทบนี้ จึงใช้เลเซอร์คุณภาพสูงและเลนส์โฟกัสเพื่อรักษาลำแสงให้ขนานกันมากขึ้น นอกจากนี้ การปรับความยาวโฟกัสและใช้เทคนิคการสร้างรูปร่างลำแสงสามารถช่วยให้ตัดได้สม่ำเสมอมากขึ้น


การตัดด้วยเลเซอร์เทียบกับการกัดด้วยเลเซอร์
เครื่องตัดเลเซอร์ และ เลเซอร์มิลลิ่ง เป็นกระบวนการผลิตขั้นสูงที่ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ แต่มีวัตถุประสงค์และการทำงานที่แตกต่างกัน:
- จุดมุ่งหมาย:
- เครื่องตัดเลเซอร์:ส่วนใหญ่ใช้ในการตัดวัสดุต่างๆ เพื่อสร้างรอยตัดที่เรียบร้อยและแม่นยำ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างรูปร่าง ลวดลาย และโครงร่างในวัสดุต่างๆ เช่น โลหะ พลาสติก และไม้
- เลเซอร์มิลลิ่ง:ใช้ในการลอกชั้นวัสดุออกจากพื้นผิวทีละชั้นเพื่อให้ได้รูปร่างหรือความลึกที่ต้องการ คล้ายกับการกัดแบบดั้งเดิม เหมาะสำหรับการสร้างโครงสร้าง 3 มิติที่มีรายละเอียดและพื้นผิวที่ซับซ้อน
- กระบวนการ:
- เครื่องตัดเลเซอร์:ลำแสงเลเซอร์จะตัดผ่านวัสดุทั้งหมด โดยแยกวัสดุออกเป็นชิ้นๆ โดยทั่วไปแล้ว ลำแสงเลเซอร์จะใช้ตัดวัสดุเป็นแผ่นแบน
- เลเซอร์มิลลิ่ง:เลเซอร์จะกำจัดวัสดุด้วยวิธีการกำจัด โดยกัดกร่อนพื้นผิวทีละน้อยจนเกิดโพรง ช่อง หรือรูปทรง 3 มิติที่ซับซ้อน
- การใช้งาน:
- เครื่องตัดเลเซอร์:มักใช้ในการผลิตงานต่างๆ เช่น การตัดแผ่นโลหะ การผลิตป้าย และการสร้างส่วนประกอบที่มีรายละเอียดละเอียด
- การกัดด้วยเลเซอร์: มักใช้ในการสร้างแม่พิมพ์ แม่พิมพ์ และการแกะสลักที่มีรายละเอียด รวมถึงในอุตสาหกรรมที่ต้องการการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอย่างแม่นยำสูง
สรุป
การตัดด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูงและแม่นยำสูง ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว EAISIAHOME เป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องจักร CNC ที่ทรงพลังที่สุดในประเทศจีน โดยมีวิศวกร CNC และผู้พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสบการณ์ ซึ่งสามารถช่วยคุณแก้ปัญหาทางเทคนิคในการผลิตผลิตภัณฑ์ได้ครบจบในที่เดียว






