חיתוך בלייזר וחיתוך מכאני, שניהם תהליכים נפוצים בענפי התעשייה של ימינו. כל שיטה כוללת ציוד ייחודי משלה עם יתרונות וחסרונות משלה. ההעדפה בין שני אלה תלויה בדרך כלל במגוון גורמים, כמו דרישות יישום, עלות-תועלת, ויכולות ייצור.

חיתוך פלדה בלייזר או בשיטה מכאנית – מה עדיף?

חיתוך פלדה בלייזר או בשיטה מכאנית – מה עדיף?

עולם הנפחות עוסק ביצירת פריטים מפלדה או מברזל על ידי עיצוב המתכת כשהיא במצב של מוצק, כולל: עיקום, חיתוך ושינוי צורתה של המתכת. המניפולציה על המתכת מתאפשרת לאחר שמחמים אותה בטמפרטורות גבוהות עד שהיא מתחילה לבהוק בגוונים שונים של אדום.

נפחים מקצועיים מייצרים מגוון של פריטים מברזל או פלדה כמו כלי עבודה, כלי נשק, רהיטים או פיסול אומנותי. היום, העולם האדריכלי מעדיף לשלב בעיצוב המבנה (פנים או חוץ) עבודות פרזול מעוצבות מברזל כמו שערים, גדרות, סורגים, מדרגות, פרגולות ועוד.

כאשר עובדים במתכת, הנפח יכול לבחור בין שתי אפשרויות נפוצות, תלוי בפרויקט ובתוצאה הסופית המבוקשת: חיתוך בלייזר או חיתוך מכאני. שני תהליכי העיבוד נפוצים בענפי התעשייה של ימינו. כל שיטה כוללת ציוד ייחודי משלה עם יתרונות וחסרונות משלה. ההעדפה בין שני אלה תלויה בדרך כלל במגוון גורמים, כמו דרישות יישום, עלות-תועלת, ויכולות ייצור.

תהליכי חיתוך מכאניים

חיתוך מכאני, שכולל כלים ומכונות, הוא תהליך שמשתמש בציוד שמונע עצמאית לחיתוך חומר כמו פלדה למשל, לעיצוב צורה שעוצבה מראש. המכונות הנפוצות בשימוש החיתוך המכני כוללות מחרטות, מכונות כרסום ומקדחות שתואמות את תהליך החריטה, הכרסום או הקידוח, בהתאמה.

תהליכי חיתוך בלייזר

חיתוך בלייזר משתמש במכשיר לפליטת אנרגיה שמתמקד בשליחת זרם פוטונים מרוכז ועוצמתי לעבר שטח או חומר על מנת לחתוך עיצובים מדויקים מתוך החומר הנתון. חיתוך פלדה בלייזר למשל, מבוקר על ידי מחשב ויכול לבצע חתכים מדויקים מאוד עם גמר איכותי וכמעט ללא בזבוז של חומר. חותך הלייזר הנפוץ ביותר הוא Co2 או מודלים של Nd:YAG.

  • חיתוך בלייזר Co2

לייזר פחמן דו חמצני (Co2), פולט גז שמשמש כמדיום לאלומת אור. זהו אחד מגלי הלייזר המתמשכים בעלי העוצמה הגבוהה ביותר שנמצאים היום בשימוש, בעיקר בשל יחס התפוקה הגבוה. קרן לייזר שמבוססת על פחמן דו חמצני נמצאת בצד האינפרה אדום של ספקטרום האור, עם אורכי גל שנעים בין 9.4 ל-10.6 מיקרומטר. קרני לייזר אלה משמשים בדרך כלל עבור ריתוך וחיתוך של מתכות. לייזרים אלה משמשים גם לשחזור רקמות ביולוגיות.

  • חיתוך בלייזר Nd:YAG (Neodymium-doped: Yttrium Aluminum Garnet)

לייזרים Nd:YAG לחיתוך יריעות מתכת, שלא כמו לייזרים של Co2, משתמשים בקריסטל כמדיום לאלומת האור. לייזרים אלה כוללים גם דיודות לייזר או נורות פלאש ששואבות קרניים שפולטות גל אינפרה אדום של 1064 ננו-מטרים. מודלים של Nd:YAG הם חלק מהלייזרים הנפוצים ביותר בשימוש בייצור עם יישומים לריתוך, חיתוך, חריטה, וסימון של מגוון חומרים. בנוסף, ללייזרים אלה יש גם שימושים רפואיים רבים.

חיתוך מכני לעומת חיתוך לייזר

כיוון שחיתוך לייזר יכול לא רק לחתוך את החומר אלא גם לספק גימור מושלם למוצר, תהליך החיתוך בלייזר הוא יעיל יותר מאשר החלופות המכאניות, שדורשות לעתים קרובות טיפולים ועיבודים נוספים. בנוסף, בלייזר לא מתקיים קשר ישיר בין מכשיר החיתוך לבין החומר. בכך מופחת הסיכון לזהם או לפגוע בטעות בחומר עצמו.

בשני סוגי מכשירי החיתוך יוצרים אזור מושפע מחום, אבל מכשיר הלייזר יוצר אזור קטן יותר מהמכשיר המכאני ובכך מופחת הסיכון לעיוות החומר באתר החיתוך.

החיתוך בלייזר עשוי להיות שיטת ייצור יקרה ומאתגרת מבחינה טכנית, לעומת תהליכי החיתוך המכאני שנוטים להיות זולים יותר, וקלים יותר לשילוב בשירותי הייצור. ציוד לייזר דורש בדרך כלל מקור של אנרגיה חזקה וצורך אנרגיה בקצב מהיר מאוד. בדרך כלל שימוש בלייזר דורש שמירה של יחידות סוללה או קבלים נרחבים, בנוסף למקורות החשמל הסטנדרטיים. התקני לייזר הם בדרך כלל יקרים וגם הציוד ההיקפי עלול להניב הוצאות נוספות. אבל, קלות העבודה וניקיון התוצאה גורמים לכך שיותר ויותר עסקים מעדיפים את להשתמש במכשירי לייזר על פני המכשיר המכאני המסורתי.