10 องค์ประกอบหลักเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์

1. แหล่งกำเนิดแสงไฟเบอร์เลเซอร์ (Fiber Laser Source)

แหล่งกำเนิดแสงของเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ ถือเป็นหัวใจหลักของเครื่องเลเซอร์เลยก็ว่าได้ เนื่องจากเป็นตัวส่งกำลังความหนาแน่น และความถี่ของเลเซอร์ไปให้หัวตัดเลเซอร์ในการตัดชิ้นงานต่างๆตามที่ต้องการ ซึ่งแหล่งกำเนิดแสงของเครื่องไฟเบอร์เลเซอร์จะมีประสิทธิภาพค่อนข้างสูงกว่า มีอายุการใช้งานที่นานกว่า หรือเรียกอีกอย่างว่า ชั่วโมงในการตัดเลเซอร์นั้นเอง รวมไปถึง ค่าบำรุงรักษาที่ถูกกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องตัดเลเซอร์ชนิดอื่นๆ เช่น เครื่องตัดเลเซอร์ประเภท Co2 เป็นต้น

ในปัจจุบันได้มีบริษัทที่ผลิตแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์อยู่หลายเจ้า แต่บริษัทที่ได้รับความนิยมสูงๆ เช่น IPG ของประเทศเยอรมัน และRaycus ของประเทศจีน นอกจากนี้แหล่งกำเนิดแสงไฟเบอร์เลเซอร์ Fiber Laser Source ยังถูกแบ่งเป็น 2 ประเภท ดังนี้ 1. Sigle Module 2. Multi-module Laser Source

บทความแนะนำ : แหล่งกำเนิดแสงไฟเบอร์เลเซอร์ Sigle Module กับMulti-module Laser Source ต่างกันยังไง?

2. หัวตัดเลเซอร์ (Laser Cutting Head)

หัวตัดเลเซอร์ คือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการตัดชิ้นงานต่างๆของเครื่องตัดเลเซอร์ ซึ่งมีส่วนประกอบหลักๆ ดังต่อไปนี้

• Nozzle หัวNozzle นั้นแบ่งได้ เป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ 1. parallel, 2. convergent และ 3. Conical (อ่านเพิ่มเติม…)
• Focus lens ถือได้ว่า เป็นจุดรวมแสงของเลเซอร์ เพื่อใช้ในการตัดชิ้นงานต่างๆ
• Focus tracking system ของเครื่องไฟเบอร์เลเซอร์ ประกอบด้วย ระยะโฟกัสของหัวตัด และระบบเซ็นเซอร์ต่างๆ รวมไปถึงควบคุม แรงดันแก๊ส water chiller และการปรับค่าต่างๆของเครื่อง
• Protection lens คือ เลนส์ที่ช่วยปกป้องเศษ หรือวัสดุที่กระเด็นเข้าไปในหัวตัดเลเซอร์ เพื่อป้องกันความเสียหายกับหัวตัดเลเซอร์ อีกทั้งเป็นจุดกระทบของแสงเลเซอร์อีกชิ้นนึง

หัวตัดเลเซอร์ทำงานโดยผ่านระบบความคุมต่างๆของเครื่องตัด จะวิ่งไปตามแกน xyz-axis ของเครื่อง ทำงานร่วมกับ servo motor และส่วนประกอบอื่นๆของเครื่องเลเซอร์ ซึ่งในการตัดเหล็กด้วยเลเซอร์ หรือตัดเลเซอร์ด้วยวัสดุอื่นๆนั้น จะมีการปรับระยะขึ้น-ลง รวมถึง nozzle ระยะโฟกัส และค่าparameters ต่างๆ ของหัวตัดเลเซอร์ขึ้นอยู่กับ ความหนา วัสดุที่ใช้ในการตัดงาน นอกจากนี้หัวตัวเลเซอร์ยังแบ่งออกเป็นหลายประเภท หลายยี่ห้อ

สามารถอ่านเพิ่มเติมที่นี่: หลักการทำงานและส่วนประกอบของหัวตัดเลเซอร์มีอะไรบ้าง?

3. มอเตอร์ควบคุมเครื่องเลเซอร์ (Servo Motors)

มอเตอร์ควบคุมเครื่องเลเซอร์ ใช้ในการควบคุมความเร็ว และตำแหน่งในการเคลื่อนที่ต่างๆของหัวตัวเลเซอร์ให้มีความแม่นยำ ซึ่งเป็นอีกหนึ่งส่วนสำคัญของตัวเครื่องตัดเลเซอร์ ดังนั้นจึงต้องเลือกมอเตอร์ที่มีคุณภาพสูง เนื่องจากการตัดงานต่างๆ ต้องอาศัยความแม่นยำ การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว และระยะการวิ่งกลับไป-มาของหัวตัดเลเซอร์ ถ้าอุปกรณ์ไม่ได้คุณภาพอาจจะส่งผลกระทบต่อชิ้นงานที่ตัดมีขนาดคลาดเคลื่อนได้ ทางเราแนะนำให้ใช้ Yaskawa ของประเทศญี่ปุ่น

ห้างหุ้นส่วนจำกัด เอี่ยมเส็ง สตีล มีให้บริการตัดเลเซอร์เหล็กตามแบบ ด้วยเครื่องมีที่ทันสมัย แม่นยำ ยินดีให้คำปรึกษา

4. ระบบทำความเย็น (Water Chiller)

ระบบทำความเย็น หรือเรียกสั้นๆว่า Chiller ซึ่งเป็นระบบที่ให้ทำความเย็นให้กับหัวตัวเลเซอร์ และแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ ได้อย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ เนื่องจากในตอนตัดเหล็กด้วยเลเซอร์ หรือตัดชิ้นงานวัสดุอื่นๆนั้นทำให้เกิดความร้อนที่ตัวเครื่องเลเซอร์ รวมไปถึงหัวตัด และแหล่งกำเนิดแสง ถ้ามีอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ประสิทธิในการตัดลดลง หรือเรียกว่า เกิดอาการ over heat ดังนั้นจึงต้องมี chiller ในการควบคุมอุณภูมิให้ต่ำอย่างคงที่ไม่ให้ส่งผลกระทบต่อการตัดเหล็กด้วยเลเซอร์ โดยส่วนมาก เครื่อง chiller ของ S&A เป็นหนึ่งในยี่ห้อที่ได้รับความนิยมสูง

5. ระบบตัดด้วยแรงลม (Air Cutting System)

เครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ นั้นสามารถตัดเหล็ก หรือวัสดุต่างๆ ได้หลากหลายวิธี โดยการตัดด้วยแรงลม หรือเรียกกว่า Air cut เป็นอีกหนึ่งวิธีในการตัดที่ค่อนข้างประหยัด หรือมีต้นทุนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ การตัดด้วยแก๊สชนิดอื่นๆ เช่น ออกซิเจน (O2) ไนโตรเจน (N2) โดยการตัดชนิดนี้จะใช้หลักการ คือการอัดแรงลมจำนวนมากเข้าไปรวมกับลำแสงเลเซอร์เพื่อที่ตัดชิ้นงานต่างๆ ในปัจจุบันไม่ค่อยได้รับความนิยมมากนัก

6. ระบบแก๊สต่างๆ (Gas Cylineders)

ระบบแก๊สเป็นอีกหนึ่งระบบที่ใช้ในการตัดเลเซอร์เหล็ก หรือตัดเลเซอร์สแตนเลส รวมถึงวัสดุอื่นๆ โดยการใช้แก๊สออกซิเจน (O2) และไนโตรเจน (N2) ในการตัดชิ้นงานต่างๆ คุณภาพของชิ้นงาน และผิวของงาน ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของชนิดแก๊สในการตัดเหล็ก และขึ้นกับความหนาของวัสดุที่ตัดด้วย

ประเภทของแก๊สแบ่งออกเป็น 2 ประเภทดังนี้

• แบบท่อ หรือ cylinders
• แบบเหลว หรือ liquid

การเลือกใช้แก๊สที่มีความบริสุทธิ์ของแก๊สมากๆ จะทำให้ลดต้นทุนได้ 30-40% เลยทีเดียว ไม่ว่าจะเป็นระยะเวลาในการตัดเลเซอร์ หรือปริมาณแก๊สที่ต้องใช้ในงานตัดเลเซอร์นั้นๆ

7. ตัวเครื่อง (Body)

ตัวเครื่องตัดเลเซอร์ หรือ โครงเครื่องตัดเลเซอร์ นั้นถูกแบ่งออกเป็นหลายหลากประเภทขึ้นอยู่กับการใช้งาน เช่น แบบโต๊ะเดี่ยว (Flat Bed Machine) และแบบปิด (Cover Machine) เป็นต้น

แนะนำบทความ : เครื่องตัดเลเซอร์แบบ Flat Bed กับ Cover Machine ต่างกันยังไง

ซึ่งโครงเครื่องตัดเลเซอร์ทางเราสามารถกำหนดความต้องการต่างๆได้ เช่น ขนาดของตัวเครื่อง (1.5 x 3 เมตรง หรือมากกว่านั้น) รวมไปถึงระบบมอเตอร์ และระบบควบคุมแกน xyz-axis ต่างๆในตัวเครื่องตัดเลเซอร์

8. ระบบควบคุม (Control system)

ระบบควบคุม คือหัวใจหลักในการควบคุมเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ให้สามารถเคลื่อนที่ใน แกน xyz aixs รวมไปถึงควบคุมแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ด้วย และทำงานร่วมกับโปรแกรม software เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในการในการตัดเหล็กด้วยเลเซอร์ได้อย่างแม่นยำ และได้คุณภาพสูงสุด

โปรแกรม หรือ software ที่ใช้ในการควบคุมเครื่องเลเซอร์ มีหลากหลายโปรแกรม เช่น cypcut ซึ่งเป็นที่นิยมค่อนช้างมากในปัจจุบัน สามารถอ่านเทคนิคการใช้ cypcut ได้ที่นี่ : สอนเทคนิคการใช้ cypcut programme

9. เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (Stabilizer)

เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าอัติโนมัติ คือ เครื่องช่วยรักษาระดับไฟฟ้าให้มีความเสถียร และคงที่มากที่สุด เพื่อป้องกันการเกิดไฟลัดวงจร ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อการตัดชิ้นงานต่างๆของเรา โดยหลักการทำงานของ เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าอัติโนมัติจะถูกเชื่อมกับ power supply system และ แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพไม่สะดุด

10. ระบบดูดควัน (Dust Removal System)

หลักการของการตัดเลเซอร์ไฟเบอร์นั้น คือการรวมแสงเลเซอร์ไว้ที่บริเวณพื้นผิวของชิ้นงาน เพื่อให้พื้นผิวบริเวณนั้นเกิดจุดหลอมเลวด้วยลำแสงเซอร์ และแปรสภาพเป็นแก๊ส ดังนั้น ระบบดูดควัน หรือเรียกอีกอย่างนึงว่า blower ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการดูดไอร้อน และควันจากการตัดเลเซอร์ในบริเวณนั้น ไม่ให้เกิดสภาวะอากาศเสียมากเกินไป ลดผลกระทบต่อสุขภาพของช่างตัดเลเซอร์ หรือ วิศวกรคุมเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์

สรุป

เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ นั้นมีองค์ประกอบสำคัญๆอยู่ 10 อย่างด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็น แหล่งกำเนิดแสง หัวตัดเลเซอร์ ระบบควบคุม CNC ต่างๆของตัวเครื่องเลเซอร์ และอื่นๆ ซึ่งองค์ประกอบเหล่านี้มีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์ รวมไปถึงคุณภาพของชิ้นงานที่เกิดขึ้นด้วย ดังนั้นการเลือกซื้ออุปกรณ์ต่างๆเหล่านี้ควรเลือกให้เหมาะกับงานที่ต้องการตัด ประเภทวัสดุที่ต้องการตัด และความหนาของวัสดุด้วยเช่นกัน