نازل دستگاه لیزر چیست و چه کاربردی دارد؟

نازل دستگاه لیزر یا همان نازل هد لیزر فایبر به انگلیسی : Fiber Laser Nozzle، یکی از اجزای مهم دستگاه های لیزر است که برای تمرکز و هدایت نور لیزری در جهت دقیق مورد نظر به کار می‌رود. این نازل معمولاً شامل یک عدد لنز یا آینه‌ای است که نور لیزری که از داخل دستگاه به نازل وارد می‌شود را تغییر جهت می‌دهد و به صورت یک شعاع لیزری خروجی به بیرون از دستگاه می‌فرستد. نازل هد لیزر معمولاً در دستگاه‌های لیزری با قدرت بالا استفاده می‌شود و برای دقت و کیفیت بالا در برش و حکاکی مواد استفاده می‌شود. بسته به نوع دستگاه و کاربرد و دقت مورد نظر، نازل ها می‌تواند دارای انواع مختلفی از لنزها و آینه‌ها باشد. نازلهای هد باید به دقت و با رعایت مراحل صحیح تنظیم شود تا بتوان بهترین کارایی و کیفیت لیزر را از دستگاه بدست آورد. همچنین، در صورت بروز خرابی یا آسیب به این قطعه، باید آن را تعویض کرد تا کارایی و دقت دستگاه حفظ شود.

طبقه بندی کلی انواع نازل دستگاه لیزر فایبر

در دستگاه‌ برش لیزر فلزات، نازل هد برش به قطعه‌ای اطلاق می‌شود که برای هدایت پرتو لیزر پرقدرت بر روی قطعه کار استفاده می‌شود. از نظر نوع نازل و طبقه بندی کلی ، نازل ها به نازل single و نازل double در دستگاه‌های برش لیزر فایبر فلزات تقسیم بندی می شوند:

نازل single (تک خروجی)

نازل single تک تکه است که برای تمرکز پرتو لیزر بر روی قطعه کار استفاده می شود. معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم ساخته شده است و برای هدایت پرتو لیزر بر روی قطعه کار با دقت بالا طراحی شده است.

نازل double (دو خروجی)

نازل double نازلی است که از دو قسمت تشکیل شده است: یک نازل بیرونی و یک نازل داخلی. نازل بیرونی برای تمرکز پرتو لیزر بر روی قطعه کار استفاده می شود، در حالی که نازل داخلی برای خنک کردن پرتو لیزر و محافظت از نازل در برابر آسیب استفاده می شود. نازل داخلی معمولاً از مواد مقاوم در برابر حرارت مانند سرامیک یا کوارتز ساخته شده است و برای دفع گرمای تولید شده توسط پرتو لیزر طراحی شده است.

تفاوت نازل double نسبت به single:

تفاوت اصلی بین نازل سینگل و نازل دوبل مکانیزم خنک کننده است. در نازل سینگل، هیچ چیز داخلی برای خنک کردن وجود ندارد، بنابراین پرتو لیزر بدون هیچ خنک کننده روی قطعه کار متمرکز می شود. این می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد نازل و کاهش دقت برش شود. در یک نازل دوبل، نازل داخلی خنک کننده پرتو لیزر را فراهم می کند که به حفظ دقت برش و افزایش طول عمر نازل کمک می کند.

علاوه بر مکانیسم خنک کننده، نازل دوبل نیز نسبت به نازل تک تطبیق پذیرتر است. می توان از آن برای برش انواع مواد از جمله مواد ضخیم و نازک استفاده کرد و می تواند پرتو لیزر با قدرت بالاتر را تحمل کند. نازلهای سینگل در کاربرد آن محدودتر است و معمولاً برای برش مواد نازک استفاده می شود.

مزایای نازل double نسبت به single:

• کنترل بهتر گاز برش و جلوگیری از پاشش مواد
• امکان برش ضخامت‌های بالاتر
• سرعت برش بیشتر
• کیفیت برش بهتر
• عمر مفید بیشتر نازل

البته انتخاب نوع نازل بستگی به نیاز کاربردی دارد، اما به طور کلی نازل‌های double عملکرد بهتری نسبت به single دارند.

سایر طبقه بندی نازل های هد برش فایبر

• نازل های هد برش فایبر را می توان بر اساس معیارهای مختلفی دیگری طبقه بندی کرد، از جمله:

قطر دهانه نازل:

• قطر دهانه بر ضخامت ماده ای که می توان با آن برش داد تأثیر می گذارد. نازل های با قطر کوچکتر برای برش مواد نازک تر و نازل های با قطر بزرگتر برای برش مواد ضخیم تر مناسب هستند.

فاصله فوکوس نازل:

• فاصله فوکوس فاصله بین نازل و نقطه ای است که پرتو لیزر در آن متمرکز می شود. فاصله فوکوس بر عمق نفوذ پرتو لیزر تأثیر می گذارد. نازل های با فاصله فوکوس کوتاهتر برای برش مواد نازک تر و نازل های با فاصله فوکوس بلندتر برای برش مواد ضخیم تر مناسب هستند.

جنس نازل:

• نازل های فایبر معمولاً از جنس سرامیکی، فلزی یا سرامیکی-فلزی ساخته می شوند. نازل های سرامیکی برای برش مواد نرم مانند آلومینیوم و مس مناسب هستند. نازل های فلزی برای برش مواد سخت مانند فولاد ضد زنگ و فولاد مناسب هستند. نازل های سرامیکی-فلزی برای برش طیف گسترده ای از مواد مناسب هستند.

شکل نازل:

• شکل نازل بر کیفیت برش تأثیر می گذارد. نازل های گرد برای برش های دقیق تر و نازل های مربعی برای برش های سریعتر مناسب هستند.

حفاظ نازل:

• برخی از نازل ها دارای محافظ هستند که از آنها در برابر گرد و غبار و سایر ذرات محافظت می کند. محافظ نازل می تواند عمر نازل را افزایش دهد.

هنگام انتخاب نازل برش فایبر، مهم است که نوع ماده ای را که می خواهید برش دهید، ضخامت ماده، سرعت برش و کیفیت برش را در نظر بگیرید. با در نظر گرفتن این عوامل، می توانید بهترین نازل را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

سایز نازل (single) و نازل (double)

نازل ها این اندازه‌ها معمولا از 0.4 میلیمتر تا 12 میلیمتر  هم برای نازل سینگل و هم برای نازل دوبل (با مشخصات قطر بیرونی/درونی)هستند. نازل با سوراخ‌های بزرگتر هم می‌توانند برای برش مواد ضخیم‌تر مورد استفاده قرار گیرند.

Single Nozzle Sizes:

0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm, 1.4 mm, 1.6 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm, 4.0 mm, 5.0 mm, 6.0 mm, 8.0 mm, 10.0 mm, 12.0 mm

Double Nozzle Sizes:

0.8/0.4 mm, 1.2/0.8 mm, 1.4/1.0 mm, 1.6/1.2 mm, -1.8/1.4 mm, 2.0/1.6 mm, 2.5/2.0 mm, 3.0/2.5 mm, 4.0/3.0 mm, 5.0/4.0 mm, 6.0/5.0 mm, 8.0/6.0 mm, 10.0/8.0 mm

نازل‌های با قطر کوچک (1 میلی‌متری):

• برای برش ورق‌های نازک و کارهای ظریف مناسب هستند.

نازل‌های متوسط (1.5 تا 2 میلی‌متری):

• برای اغلب کاربردهای عمومی مناسب هستند.

نازل‌های بزرگ (2.5 تا 3 میلی‌متری):

• برای برش ورق‌ها و قطعات ضخیم‌تر به کار می‌روند.

نازل‌های خیلی بزرگ (3.5 تا 4 میلی‌متری):

• فقط برای برش قطعات بسیار ضخیم استفاده می‌شوند.
• انتخاب سایز نازل بستگی به ضخامت موادی دارد که قرار است برش داده شوند. همچنین سایز نازل تاثیر مستقیمی بر دقت و کیفیت برش دارد. بنابراین انتخاب صحیح سایز نازل بر اساس کاربرد آن بسیار حائز اهمیت است.
• علاوه بر اندازه‌های رایج نازل‌های لیزر که ذکر شد، نازل‌های بزرگ‌تر از 4 میلی‌متر هم برای کاربردهای خاص وجود دارند.
• نازل‌های بسیار بزرگ معمولاً در محدوده‌ی قطری 5 تا 8 یا 10 میلی‌متر قرار می‌گیرند و برای برش قطعات و ورق‌های فوق‌العاده ضخیم استفاده می‌شوند.