חיתוך באמצעות לייזר הוא אפשרות נפוצה וחשובה מאוד בעולם התעשייה ולא רק. מה חשוב שתדעו על כך, איך הוא עובד, מה החומרים שאפשר לחתוך בעזרת לייזר ומהם היתרונות והחסרונות שלו? על כל אלו ועל שאלות נוספות נענה במאמר שלפניכם.
חיתוך לייזר – מהו?
הלייזר הוא היום דבר ידוע ומוכר, שהספיק לעבור פיתוח רב ומרשים. כל אדם ממוצע שמע על כך ואפילו התנסה, החל ממצביע לייזר פשוט ועד לשימושים רפואיים מתוחכמים בטכנולוגיית הלייזר. אך חיתוך לייזר הוא היבט משנה חשוב לכך, שהוא עולם רחב בפני עצמו. זו היא בתמצית טכניקה של עיבוד חומרים, שבה משתמשים בקרן לייזר מבוקרת מחשב. מדובר כאמור בלייזר וזה אומר שימוש בקרן אור ממוקדת ולכן חזקה מהרגיל. גישה מיוחדת זו לחיתוך, היא גם בעלת השלכות מיוחדות שמייד נפרט עליהן.
כיצד הוא עובד?
מיקוד האור לשם יצירת קרן לייזר ניתן להשגה בכמה דרכים, כגון שימוש בגז, בגביש או במוליך למחצה. בהתאם לכך, יש מכונות חיתוך המתבססות על שיטה כזו או אחרת. במכשיר חיתוך בלייזר יש מערכת של מראות ועדשות, אשר משמשת למיקוד הקרן ולכיוונה ליעד הרצוי. עוד היבט חשוב הוא כיצד אובייקט העיבוד זז ביחס למכונה: אפשרות אחת היא שהקרן תכוון ליעדים שונים לפי הצורך, אפשרות נוספת היא קרן סטאטית ומנגנון שמאפשר להניע את האובייקט בצורה מדויקת. כמו כן, יש מכונות המאפשרות לשלב את שתי הגישות. לכל אחת מהגישות יש יתרונות וחסרונות משלה. אם למשל המערכת האופטית נעה והאובייקט המעובד סטאטי, מתקבלת מהירות העבודה המרבית. מצד שני, הדבר דורש מנגנון אופטי מורכב ויקר יותר. כעת השאלה היא באילו צירים תתבצע התנועה? כרגיל בתחום של עיבוד מסוג זה, יש האפשרויות החיוניות של עיבוד משטח (בצירים X ו-Y) ועיבוד תלת ממדי (שמתייחס גם לציר Z).
אילו חומרים אפשר לחתוך בחיתוך לייזר?
לחיתוך בלייזר יש יכולת לטפל במגוון רחב של סוגי חומרים. בעבודה המעשית, מתאימים את הספק הלייזר וכן אורכי גל שונים של קרן הלייזר לחומר שעליו עובדים. בצורה כזו, הלייזר יכול לחתוך מגוון סוגי מתכות, פלסטיק, חומרים אורגניים למיניהם כגון עץ או עור וסוגי חומרים נוספים.
מהם היתרונות של חיתוך לייזר?
חיתוך בלייזר מאפשר לעבוד באופן זריז למדי ומאוד ממוקד – הקרן עצמה דקה מאוד והיא גורמת להסרת כמות קטנה מאוד של חומר מהאובייקט שעליו עובדים. אפשר לבצע בעזרתו חיתוכים מורכבים ומדויקים. כמו כן, שיטה זו אינה דורשת מגע בין כלי החיתוך לבין החומר שעליו עובדים, הודות לכך יש פחות שחיקה של מערכת החיתוך. בשונה משיטות חיתוך מסוימות, הלייזר לא משאיר אחריו קצוות חדים, בכך חוסך בצורך לבצע שלבי עיבוד נוספים. יכולת השליטה בתהליך החיתוך בלייזר באופן ממוחשב מספקת כמה יתרונות נוספים. היא מאפשרת לבצע עיבודים מדויקים מאוד, המותאמים לדרישות מגוונות ומאוד ספציפיות (כמו הדפסת שם של לקוח) וגם להפעיל את המכונה באופן אוטומטי.
מהם החסרונות של חיתוך לייזר?
עיבוד באמצעות קרן לייזר עשוי להיות איטי בחומרים קשים במיוחד או בעיבוד עומק של אובייקטים עבים. ביישום של חיתוך בלייזר לייצור המוני הוא לא תמיד משתלם. כמו כן, שיטה זו עשויה לגרום לאידוי של גזים מסוכנים מהמשטח שעליו הקרן עוברת.
חיתוך לייזר בתעשייה המודרנית
הייצור ההמוני של מכשירים מסוג זה הביא להוזלה של המוצרים. גם היכולות שלהם השתפרו בהדרגה, והיום פתרונות לחיתוך בלייזר זמינים ומשתלמים לעיתים גם לעסקים קטנים יחסית. דוגמה לכך היא היכולת לצרוב על מוצרים מידע אישי, כדי להפיק במהירות מוצרים מותאמים ללקוח. זה יכול להיות אפילו טקסט או תמונה, כאשר הדיוק והמהירות של הלייזר מאפשרים לבצע זאת באופן איכותי ומרשים. חיתוך בלייזר מקבל כמובן ביטוי רחב גם בתעשייה, לצד ובשילוב יכולות מתקדמות כגון רובוטיקה ואוטומציה. במקרים כאלה, רואים לעיתים שימוש במכונות לייזר עוצמתיות מאוד. באמצעות שילוב של שירות CNC ושל מערכת חיתוך בלייזר, אפשר להשיג היום כמעט כל סוג של עיבוד סופי שתרצו למוצרים למיניהם.
מה נוכל לעשות באמצעות חיתוך לייזר?
בתעשייה נדרש ביצוע של פעולות עיבוד רבות, כגון כרסום וחריטה, אך מחרטה אינה הכלי היחיד למטרה כזו. אפשר לתאר את סוגי הפעולות שחותך לייזר מבצע על פי העומק שאליו הוא יגיע והזמן שבו הוא מופעל (שמושפע מכך ומעוצמת הקרן). הפעלה קצרה מאוד עשויה להתבטא רק בשינוי צבע של פני השטח וכך מתקבל אפקט של סימון. הפעלה מעט יותר ממושכת וחזקה של הלייזר, תביא להסרת שכבה דקה מפני השטח או במילים אחרות, לאפקט של חריטה. המשך ההפעלה לאורך זמן, יגרום לחיתוך לעומק האובייקט ולבסוף לחיתוך מלא. המטרות האפשריות של החיתוך בלייזר הן כאמור רחבות מאוד והן נעות משימושים תעשייתיים מתוחכמים ועד שימושים ייחודיים כגון הסרת קעקועים בלייזר.
איך משתמשים במכונת חיתוך לייזר?
מעבר להתאמת אופן פעולת המכשיר לסוג החומר (שאותה הזכרנו קודם), יש כמובן היבטים מעשיים רבים של שימוש מקצועי ויעיל בחותכי הלייזר. העוצמה המרבית האפשרית של כל מכשיר מסוג זה מוגדרת בהספק חשמלי (Watt). אך כמובן לא חייבים ובמקרים רבים אין צורך בעוצמה מרבית וניתן לשלוט בעוצמה לפי אחוזים מהערך המרבי. בהתאם לעוצמת קרן הלייזר, תהיה לה השפעה כזו או אחרת על המשטח המעובד, בין אם זה בהתכה או באידוי שלו. מהירות התנועה של הלייזר ניתנת לבחירה והיא תשפיע על הזמן שבו הוא פועל על כל נקודה ספציפית ולכן על עומק הפעולה. נושא מיוחד בפני עצמו, הוא כל הקשור להפעלה באמצעות המחשב. אם מדובר בחריטה באמצעות לייזר או חיתוך מורכב, כל זאת יתוכנן במחשב מראש.
מאילו חומרים נמנע משימוש בחיתוך לייזר?
חיתוך בלייזר מתאים למגוון רחב מאוד של חומרים, אך אינו אידאלי לכל סוג חומר. לדוגמה: חום הלייזר עלול להשפיע באופן שלילי על האובייקט שמעבדים, כגון שחרור גזים רעילים או אפילו התלקחות שלו. חיתוך עץ באמצעות לייזר עשוי להשפיע על צבע העץ. עשוי להיות גם מצב שבו החומר עליו עובדים קשיח מדי לחותך הלייזר שבו משתמשים.
לסיכום
החיתוך בלייזר הוכיח עצמו כפתרון ייחודי ומצוין. היום, זו היא כבר טכנולוגיה בשלה עם היצע מוצרים רחב, וכאמור, גם מחירים נוחים. לכן, כדאי להביא זאת בחשבון, הן כאשר מחפשים שירותי עיבוד למוצרים שונים והן כאשר מעוניינים לרכוש פתרון עיבוד לעסק עצמו.
