เครื่องเลเซอร์ตัดเหล็ก กับงานอุตสาหกรรม

การตัดชิ้นงานที่เป็นเหล็กด้วยเครื่องเลเซอร์ตัดเหล็ก

     อุตสาหกรรมที่ผลิตชิ้นส่วนอะไหล่ของเครื่องจักรที่ต้องการความแม่นยำสูงจึงเลือกใช้การตัดชิ้นงานที่เป็นเหล็กด้วยเครื่องเลเซอร์ตัดเหล็ก อุปกรณ์ที่ใช้ในการตัดวัสดุที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพในการทำงานสูง เพราะสามารถตัดเหล็กได้ในเวลาอันรวดเร็ว และคุณสมบัติพิเศษที่มากกว่าการตัดเหล็กวิธีอื่น ก็คือการตัดเหล็กที่มีรูปร่างซับซ้อนได้สวยงามและแม่นยำมาก ฉะนั้นในวงการของอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆ ทั้ง อุตสาหกรรมการเครื่องผลิตเครื่องจักร, อุตสาหกรรมยานยนต์, อุตสาหกรรมเครื่องครัว หรืออุตสาหกรรมเฟอร์นิเจอร์และอุตสาหกรรมการผลิตป้ายโฆษณาต่างๆ ในปัจจุบันนี้มักเลือกใช้เครื่องมือการตัดโลหะที่มีคุณภาพสูงอย่างเครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก เพราะมีข้อดีในเรื่องของการความรวดเร็วและแม่นยำในสัดส่วนและรูปทรงของชิ้นงานโลหะเป็นอย่างมาก นอกจากการใช้เครื่องเลเซอร์ตัดเหล็กได้แล้ว ยังสามารถตัดโลหะชนิดอื่นๆ ได้ด้วย เช่น อะลูมิเนียม, สังกะสี, ทองเหลือง, สเตนเลส, แผ่นอิเล็กโทรไลต์, ซิงก์หรือโลหะผสมชนิดอื่นๆ ก็สามารถใช้ เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก ได้สวยงามและแม่นยำเช่นเดียวกัน เพราะ ระบบการตัดของเลเซอร์นั้นจะใช้ความร้อนผ่านทะลุไปยังโลหะชนิดต่างๆ ทำให้ได้ชิ้นงานของขอบที่โดนตัดออกไปเรียบเนียน ซึ่งจะทำให้ได้ชิ้นงานที่สวยละเมียดละไมมากขึ้นนั่นเอง

เครื่อง “เลเซอร์ตัดเหล็ก” ทำงานอย่างไร?

ในอดีตเครื่องตัดเลเซอร์นั้น นิยมนำมาใช้สำหรับใช้เจาะรูเพชรในอุตสาหกรรมของอัญมณีและเครื่องประดับ ก่อนที่จะนิยมนำมาตัดโลหะเช่นในปัจจุบัน โดยการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์นี้จะมีลำแสงที่ทำให้เกิดความร้อน ที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ที่ให้พลังงานสูงมีช่วงความถี่คลื่นแคบและมีความเข้ม โดยเป็นกระบวนการที่ทำให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซฮีเลียมและก๊าซไนโตรเจน ผ่านเข้าไปในแท่งทรงกระบอกกลวงพร้อมๆ กัน โดยเครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก จะมีหัวตัดที่เป็นเลนส์ในการบีบลำแสงให้เล็กลง เพื่อให้สามารถฉายไปบนวัตถุได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด ตามด้วยการกระตุ้นอะตอมของก๊าซที่มีความดันต่ำด้วยพลังงานไฟฟ้า เพื่อเป่าไล่เศษจากการตัดชิ้นงานให้หมดไป ทำให้ชิ้นงานที่ได้จากเครื่องตัดเลเซอร์มีประสิทธิภาพในการตัดวัตถุอย่างรวดเร็ว แม่นยำและสวยงามไร้ร่องรอยการตัด

เครื่อง “เลเซอร์ตัดเหล็ก” มีกี่ประเภท

ในปัจจุบันนี้มีประเภทของเครื่องเลเซอร์ ให้เลือกใช้กันเพื่อความเหมาะสมกับการใช้งาน รวมถึงวัสดุที่ใช้ตัดและประเภทของแก๊สที่ใช้ด้วย โดยแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ ดังนี้

1. เครื่องเลเซอร์ Co2 : เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก ชนิดนี้จะเป็นที่นิยมใช้ในงานที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ไม้, กระดาษ, หนัง, แผนอะคริลิกและพลาสติก สามารถตัดชิ้นงานที่มีช่วงความหนาตั้งแต่ 0.5-15 มม. ซึ่งความจริงแล้วเครื่องเลเซอร์ Co2 ก็สามารถตัดโลหะอย่าง เหล็ก, สแตนเลสและอะลูมิเนียมได้ เพียงแต่ผู้ใช้งานจะต้องมีความชำนาญงานในการตัดโลหะค่อนข้างสูง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีกำลังอยู่ที่ประมาณ 25 ถึง 130 วัตต์
   
   การทำงานของ เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก ชนิดนี้ คือตัวเครื่องจะส่งประจุไฟฟ้าผ่านหลอดกำเนิดแสงที่มีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์(Co2), ไนโตรเจนและ ฮีเลียม เพื่อที่จะกระตุ้นอะตอมของแก๊สต่างๆ ให้มีการกำเนิดลำแสงเลเซอร์แบบ Invisible Light ออกมา และเนื่องจากลำแสงชนิดนี้มีความเข้มของแสงที่ค่อนข้างสูง และจะมีความยาวคลื่น 10.6 ไมโครเมตร (uM) ที่สามารถเป็นอันตายต่อดวงตาได้ หากผู้ปฏิบัตงานไม่ระวังก็อาจจะทำให้เกิดอันตราย จึงควรใส่แว่นนิรภัยทุกครั้งเมื่อปฎิบัติงาน
   
   
2. เครื่องไฟเบอร์เลเซอร์ (Fiber Laser) : เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก ชนิดนี้จะมีกำลังที่สูงกว่าประเภทอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่นำมาใช้ในการตัดโลหะเท่านั้น เช่น เหล็ก, สแตนเลส, อลูมิเนียม, ทองแดงหรือทองเหลือง ซึ่งข้อดีของเครื่องตัดชนิดนี้ก็คือ ชั่วโมงในการทำงานมากกว่า 25,000 ชั่วโมง ทำให้แสงเลเซอร์ที่ได้ออกมามีความคงที่และมีคุณภาพดีกว่าเครื่องเลเซอร์ Co2
   
   แหล่งกำเนิดแสงของเครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก แบบFiber Laser นี้มาจาก Diode-Laser หลายๆ ตัว ที่ทำการรวมแสงไว้ในที่เส้นไฟเบอร์แล้วส่งผ่านไปยังหัวเลเซอร์ที่มีโฟกัสขนาดเล็ก โดยความหนาของโลหะที่ตัดได้จะมีตั้งแต่ 0.5 มม. ไปจนถึง 50 มม. ซึ่งความหนาที่ตัดได้จะขึ้นอยู่กับกำลังวัตต์ของเครื่อง ซึ่งในปัจจุบันนี้เครื่องไฟเบอร์เลเซอร์นี้มีกำลัง 1,000 วัตต์ขึ้นไป โดยประเภทของแก๊สที่ใช้ในการตัดสำหรับเครื่องชนิดนี้มี 2 ชนิด คือ ออกซิเจน กับ ไนโตรเจน ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ต้องการตัด
   
   
3. เครื่อง Nd :YAG หรือ Nd:YVO (Vanadate crystal laser) เครื่องเลเซอร์ชนิดนี้เป็นที่รู้จักกันดีในวงการของอุตสาหกรรมเสริมความงาม ในนามของ Gentle Yag ถูกนำไปใช้ในการปรับสภาพผิวด้วยวิธีการปล่อยคลื่นความถี่ที่เหมาะสม ซึ่งมีความยาวของคลื่นความถี่อยู่ 2 ช่วงคือ ช่วงความยาวคลื่น 532 นาโนเมตร และช่วงความยาวคลื่น 1,064 นาโนเมตร

แต่ความจริงแล้วเครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก ชนิดนี้สามารถใช้ตัดโลหะต่างๆ และแผ่นพลาสติกหรืออะคริลิกอีกด้วย นอกจากนั้นยังสามารถใช้ในงานเชื่อมโลหะได้อีกด้วย เพียงแต่ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากมีชั่วโมงการทำงานต่ำกว่าเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ การตัดชิ้นงานแต่ชิ้นจึงใช้เวลานานและมีราคาสูง นั่นเอง

ฉะนั้นในอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆ ที่ต้องใช้ชิ้นงานที่เป็นโลหะ จึงนิยมเลือกใช้เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก แบบFiber Laser มากที่สุด เพราะมีข้อดีต่างๆ ดังนี้

• ได้ชิ้นงานเสมือนจริงทั้งเหลี่ยม มุมและรูปร่าง
• ได้ชิ้นงานที่ตัดได้เรียบ บาง และมีความแม่นยำในการตัดสูง
• สามารถตัดเป็นช่องหรือรูที่มีความซับซ้อนได้
• ลดปัญหาของโลหะที่บิดรูปจากการถูกตัด
• มีการปนเปื้อนของชิ้นงานน้อย
• ใช้เวลาในการที่ตัดรวดเร็ว

ถึงจะมีข้อดีอยู่หลายประการ เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก ก็มีจำกัดเรื่องความหนาของแผ่นโลหะ ที่หากว่ามีความหนามากการใช้พลังงานก็จะสูงตาม เพราะต้องสิ้นเปลืองก๊าซและพลังงานในการผลิตเลเซอร์มาก ซึ่งอาจส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มสูงขึ้นได้เช่นกัน แต่ถึงอย่างไรก็ดี สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตที่ต้องการชิ้นงานโลหะที่มีความแม่นยำสูง ก็เลือกใช้วิธีการตัดโลหะจากเครื่องเลเซอร์ชนิดนนี้ก็ยังถือว่าคุ้มค่าอยู่มาก เพราะหากเกิดการผลิดพลาดของชิ้นงานที่ไม่ตรงสเปกแล้ว ก็จะต้องเสียเวลาและค่าจ้างในการทำใหม่ชิ้นใหม่อยู่ดี เทคโนโลยีการตัดโหละด้วย เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก หรือโลหะชนิดต่างๆ เพื่อให้เป็นชิ้นงานที่ได้รูปทรงและขนาดตามความต้องการ และอย่างที่เราได้กล่าวไปในข้างต้นแล้วว่าการตัดโลหะด้วยเลเซอร์นี้ เป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมหลายชนิดทั้งขนาดใหญ่และเล็กที่ต้องการใช้ชิ้นงานโลหะที่มีความซับซ้อน เนื่องจากเครื่องตัดเลเซอร์ สามารถนำเข้า CAD ได้โดยตรง จึงสามารถตัดชิ้นงานที่มีความซับซ้อนให้ได้ โดยเทคโนโลยีการใช้เครื่องตัด เลเซอร์เหล็ก นี้เข้ามาทดแทนการการตัดด้วยออกซิเจนหรือพลาสม่าแบบเดิม

ข้อควรระวังในการใช้เครื่องตัด “เลเซอร์เหล็ก” กับชิ้นโลหะที่มีลักษณะมันวาว

กระบวนการตัดโดยใช้ความร้อน Laser Beam cutting (LBC) มีการใช้แก๊สเข้ามาช่วยในการขจัดเศษโลหะที่หลอมเหลวออกมาให้หมดไป ซึ่งกระบวนการสร้างแสงเลเซอร์นั้นจะต้องใช้แก๊สนำเข้าระบบ ซึ่งเป็นรังสีที่เป็นกระจกเงา เมื่อส่องแสงไปยังวัสดุชิ้นนั้นบรเวณที่โดนแสงก็จะหลอมละลายและขาดออกจากกัน แต่หากว่าวัสดุชิ้นนั้นมีลักษณะที่เป็นมันวาวซึ่งอาจจะทำให้แสงเลเซอร์นั้นเกิดหักเหผิดพลาด ซึ่งสามารถแก้ปัญหาได้ดังนี้คือ ต้องให้แยกสารกำเนิดเลเซอร์ออกก่อน เช่น

• CO2 Laser ใช้ในการตัด, เชื่อมและคว้านวัตถุ
• Neodymium Laser ใช้ในการเชื่อมและการคว้านที่ต้องใช้พลังงานสูง
• Nd-YAG Laser ใช้ในงานสลัก งานคว้านและงานเชื่อมที่ต้องใช้พลังงานสูง

และนี่คือทั้งหมดของเครื่องตัด “เลเซอร์เหล็ก” ที่ใช้สำหรับงานอุตสาหกรรมที่หลากหลาย และหากคุณกำลังมองหาร้านสำหรับรับตัดเหล็กหรือร้านเลเซอร์คัท ที่สามารถเลเซอร์ตัดเหล็ก สเตนเลสหรือโลหะต่างๆ ที่มีความประณีตและสวยงาม บริษัท P&S Stainless Steel Center มีความชำนาญงานชนิดนี้ พร้อมกับช่างผู้มีประสบการณ์พร้อมร้างสรรค์งานที่ดีที่สุดให้คุณ  

ติดต่อสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม หรือสั่งซื้อสินค้าได้ที่
บริษัท พี แอนด์ เอส สเตนเลสสตีลเซ็นเตอร์ จำกัด
Tel : 081-618-0778, 081-615-4296, 082-782-8654, 02-753-7753
Fax : 02-753-7770
Email : pands_stainless@yahoo.com
LINE : @psmetal
Facebook : @psstainlesssteel