برشکاری چیست و انواع آن کدامند؟

برشکاری یک فرآیند ضروری در حوزه صنعت است و به عنوان ابزاری برای شکل دادن به اجزای فلزی ضروری برای اهداف مختلف عمل می‌کند. برشکاری به عنوان یک گام اساسی در ایجاد قطعات مورد استفاده در خودروسازی، کشتی سازی، تولید هواپیما، ساخت و ساز و حتی تولید تجهیزات پزشکی به عنوان یک روش صنعتی بسیار مهم و حساس ظاهر می‌شود. در این مقاله به بررسی دقیق برشکاری می‌پردازیم و متعاقباً انواع مختلف برشکاری و دستگاه‌های مورد استفاده در این صنعت را بررسی می‌کنیم.

برشکاری چیست؟

برشکاری فلزات (Metal Cutting Process) یک فرآیند است که از طریق آن ورق‌های فلزی، میله و شمش‌ها با استفاده از مجموعه‌ای از ابزارها و تکنیک‌های متنوع به قطعات کوچک‌تر و کاربردی تقسیم می‌شوند. هدف اولیه از برشکاری ساخت قطعات فلزی مورد نیاز برای مونتاژ دستگاه‌های مختلف است. با توجه به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متمایز ذاتی فلزات مختلف، روش‌های مورد استفاده در برش آنها متنوع است. فلزات قوی و سنگین نیاز به استفاده از ماشین آلات پیچیده دارند اما فلزات سبک تر را می‌توان با ابزارهای ساده تر برش داد.

چه کسی فرآیند برشکاری فلزات را اختراع کرد؟

پاسخ کوتاه این است که، هیچ کس فرآیند برشکاری فلزات را به طور کامل اختراع نکرد. بلکه، این فرآیند از طریق پیشرفت‌های تدریجی در طول تاریخ تکامل یافته است. اولین ابزارهای برش فلزات از سنگ و چوب ساخته شده بودند. این ابزارها معمولاً برای برش فلزات نرم مانند طلا و نقره استفاده می‌شدند. با پیشرفت تکنولوژی، ابزارهای برش فلزات از مواد سخت‌تری مانند فولاد ساخته شدند. این ابزارها می‌توانستند فلزات سخت‌تری مانند آهن و فولاد را برش دهند.

در اواخر قرن 18، هنری ماودسلای (Henry Maudslay)، مخترع انگلیسی، ماشین تراش را اختراع کرد. ماشین تراش یک ابزار قدرتمند برای برش فلزات بود که می‌توانست قطعات دقیق و پیچیده‌ای را ایجاد کند. اختراع ماشین تراش نقطه عطفی در توسعه فرآیندهای برش فلزات بود.

در اوایل قرن 20، روش‌های برش فلزات جدیدی مانند برش با اکسیژن و برش با الکترود معرفی شدند. این روش‌های جدید می‌توانستند فلزات با ضخامت بیشتر را با سرعت و دقت بالاتری برش دهند. با توسعه قطعات الکتریکی، روش‌های برش فلزات به جای فیزیکی به عملیات الکتریکی تغییر یافت. برشکاری با لیزر، برشکاری با پلاسما و برشکاری با سیم از جمله روش‌های برش فلزات الکتریکی هستند. این روش‌ها می‌توانند برش‌های بسیار دقیق و تمیز ایجاد کنند.

توسعه بعدی فناوری CNC این فرآیند را بیشتر خودکار کرد. ماشین‌های CNC می‌توانند بدون دخالت انسان قطعات فلزی را با دقت بسیار بالا برش دهند. بنابراین، می‌توان گفت که فرآیند برشکاری فلزات حاصل تلاش‌های بسیاری از افراد در طول تاریخ است. هیچ کس به طور خاص مخترع این فرآیند نیست، بلکه این فرآیند از طریق پیشرفت‌های تدریجی تکامل یافته است.

انواع فلزات و روش‌های برشکاری

فلزات بلوک‌های سازنده پیشرفت صنعتی هستند و ویژگی‌های متنوعی را بر اساس ترکیبات خود نشان می‌دهند. درک این تفاوت‌ها برای تعیین موثرترین روش برشکاری ضروری است. فلزات سخت و سنگین که با درصد کربن بیش از 0.2 درصد مشخص می‌شوند نیاز به یک رویکرد تخصصی به نام برش گرم دارند. فلزات با محتوای کربن پایین‌تر که زیر آستانه 0.2 درصد قرار دارند برای تکنیک‌های برش سرد مناسب‌تر هستند.

انواع روش‌های برشکاری

حوزه برش فلزکاری به دو روش عمده تقسیم می‌شود: برش گرم و برش سرد. انتخاب بین این روش‌ها به فلز خاص در دست و خواص ذاتی آن بستگی دارد. در ادامه به بررسی هر یک از این روش‌ها می‌پردازیم و تفاوت‌های ظریف و کاربردهای آنها را روشن می‌کنیم.

انواع روش‌های برش گرم

برش گرم روشی است که برای فلزات با سختی بالا طراحی شده است یعنی آنهایی که درصد کربن آنها بیش از 0.2٪ است. مشخصه تعیین کننده برش گرم، پیش نیاز فلز برای رسیدن به دمای خاصی قبل از شروع فرآیند برش است. آستانه دما بر اساس نوع فلز متفاوت است که بر نیاز به دقت برای جلوگیری از تغییرات در ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی فلز در طول فرآیند برش تاکید می‌کند.

برش هواگاز

برش هواگاز که به عنوان برش اکسی سوخت (Oxyfuel cutting) شناخته می‌شود یک روش برش گرم است که ریشه‌های آن به سال 1903 برمیگردد. این روش یک راه حل اقتصادی برای برش فلزات سنگین ارائه می‌دهد و رقص شعله‌های آتش را به نمایش می‌گذارد که آزمون زمان را پس داده است.

این فرآیند شامل ترکیب استراتژیک سوخت و اکسیژن برای تولید گرمای زیاد و ایجاد محیطی است که در آن فلزات می‌توانند با دقت برش داده شوند. در آغاز آن، دو مهندس فرانسوی پیشگام این روش برای برش ورق‌های فولادی بودند. این دو با استفاده از اکسیژن خالص برای ذوب قطعه کاری و سوخت گازی به دمایی در محدوده 2000 تا 4000 درجه سانتیگراد دست یافتند.

برش هواگاز، یک روش برش حرارتی است که از گاز اکسیژن و سوختی مانند استیلن، پروپان یا MAPP برای ذوب و جدا کردن فلزات استفاده می‌کند. این روش برشکاری یکی از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین روش‌های برشکاری است و هنوز هم در بسیاری از صنایع کاربرد دارد.

در برش هواگاز، از یک مشعل برش برای ایجاد یک شعله گرم استفاده می‌شود. این شعله معمولاً از ترکیب گاز اکسیژن و سوختی مانند استیلن تشکیل می‌شود. شعله مشعل برش فلز را ذوب می‌کند و سپس اکسیژن اضافی به منطقه برش تزریق می‌شود. اکسیژن اضافی باعث سوختن فلز ذوب شده می‌شود و سرباره‌ای جامد از آن باقی می‌ماند.

برش هواگاز می‌تواند برای برش انواع فلزات از جمله فولاد، آهن، آلومینیوم، مس و غیره استفاده شود. این روش برشکاری برای برش فلزات با ضخامت‌های مختلف مناسب است.

کاربردهای برش هواگاز

برش هواگاز در سناریوهایی که مقرون به صرفه بودن بر بالاترین دقت اولویت دارد جایگاه خود را پیدا می‌کند. این روش به ویژه برای برش قطعات فلزی با ضخامت 6 تا 25 میلی متر مناسب است. فلزاتی مانند ورق سیاه، گالوانیزه و فولاد در این فرآیند در مقابل شعله‌های آتش قرار می‌گیرند و تحت دگرگونی دیکته شده توسط گرما قرار می‌گیرند.

برش هواگاز یک راه حل اقتصادی ارائه می‌دهد اما نقاط ضعفی نیز دارد. دقت این روش ممکن است به خطر بیفتد و منجر به برش‌هایی شود که به اندازه مواردی که از طریق روش‌های دقیق تر مانند برش لیزری به دست می‌آیند تمیز نیستند. با این حال در شرایطی که ظرافت کار دغدغه اصلی نیست، مقرون به صرفه بودن برش هواگاز آن را به یک انتخاب عملی تبدیل می‌کند.

در برش هواگاز، دو نوع ارزش بررسی دارند: برش با گاز هوا و برش پلاسمای هوا.

برش با گاز هوا: این روش سنتی به ترکیبی از سوخت و اکسیژن برای ایجاد گرمای زیاد مورد نیاز برای برش متکی است. در حالی که این روش مقرون به صرفه است ممکن است کمی دقت را قربانی کند و برای سناریوهایی که برش تمیز اولویت اصلی نیست مناسب باشد.

برش پلاسمای هوا: این نوع فناوری پلاسما را به برش هواگاز اضافه می‌کند. برش پلاسما شامل گاز یونیزه برای ایجاد حالت پلاسما است که در نتیجه فرآیند برش دقیق تر و کنترل شده تری در مقایسه با برش سنتی با گاز هوا انجام می‌شود. برش پلاسمای هوا با دقت بیشتر ارائه می‌شود ممکن است همچنان از دقتی که با روش‌هایی مانند برش لیزری به دست می‌آید کمتر باشد.

برش لیزری

در جست‌وجوی دقت بی‌نظیر در برشکاری، به برش لیزری (Laser Cutting) میرسیم. این روش انرژی متمرکز پرتو لیزر را برای دستیابی به برش‌هایی با دقت و ظرافت قابل توجه مهار می‌کند. در قلب برش لیزری، خود لیزر قرار دارد؛ دستگاهی که پرتو متمرکزی از نور منسجم را ساطع می‌کند. این انرژی نور شدید به موادی که قرار است برش داده شود، ذوب شود، سوزانده یا تبخیر شود هدایت می‌شود. نتیجه برشی با حداقل اعوجاج مواد و کیفیت لبه استثنایی است.

یکی از ویژگی‌های برجسته برش لیزری تطبیق پذیری آن در طیفی از فلزات است. چه با آهن، فولاد، آلومینیوم و یا مس کار کنید، پرتو لیزر ثابت می‌کند که یک ابزار جهانی و بی‌نظیر است. این روش می‌تواند ورق‌هایی با ضخامت 0.2 تا 20 میلی‌متر را مدیریت کند که سازگاری آن را با نیازهای مختلف صنعتی نشان می‌دهد.

ویژگی تعیین کننده برش لیزری در دقت آن نهفته است. این روش با توانایی دستیابی به برش‌هایی با تلورانس‌هایی به اندازه 0.01 میلی‌متر از بسیاری از روش‌های دیگر در حوزه دقت پیشی می‌گیرد. پرتو لیزر یک مسیر از پیش تعیین شده را دنبال می‌کند که توسط کنترل عددی کامپیوتری (CNC) هدایت می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که هر برش طرح مورد نظر را با دقت بالا منعکس می‌کند.

مزایای برش لیزری

• برش لیزری روی هر ماده‌ای کار می‌کند.
• دقت بالا
• برش لیزری می‌تواند اشکال پیچیده را برش دهد.

معایب برش لیزری

• مناطق تحت تأثیر گرما
• برش لیزری محدودیت‌های شدیدی در ضخامت مواد دارد.
• تولید تفاله در اثر اکسیداسیون فلزات ذوب شده

کاربردهای برش لیزری

برش لیزری در صنایع مختلف، از تولید خودرو گرفته تا الکترونیک و فراتر از آن کاربرد دارد. توانایی این روش در ایجاد اشکال پیچیده و متنوع، آن را به انتخابی ارجح برای کارهایی تبدیل می‌کند که دقت آن غیر قابل مذاکره است. به ویژه صنعت هوافضا از برش لیزری برای قطعاتی که بالاترین سطح دقت را می‌طلبند استفاده می‌کند.

برش لیزری دقت بی نظیری را ارائه می‌دهد اما نقاط ضعف آن را نباید نادیده گرفت. تجهیزات مورد نیاز برای برش لیزر از جمله خود دستگاه لیزر می‌تواند سرمایه گذاری قابل توجهی را نشان دهد. علاوه بر این، هزینه برش فلزات خاص مانند مس ممکن است کمی بیشتر از روش‌های دیگر باشد.

پیشرفت‌ها در برش لیزری

با پیشرفت تکنولوژی انواع برش لیزری به ویژه لیزرهای فیبر و لیزر CO2 ظاهر شده است.

لیزر فیبر: این لیزر با بهره گیری از فناوری فیبر نوری قدرت و کارایی بالایی را ارائه می‌دهند و آن را برای برش مواد نازک تا متوسط مناسب می‌کند. لیزر فیبر به دلیل سرعت و دقت خود به طور فزاینده‌ای محبوب شده است.

لیزر CO2: این لیزرها با استفاده از مخلوط گاز در برش مواد ضخیم تر برتری دارند. این روش برشکاری به سرعت لیزرهای فیبر نیست اما لیزرهای CO2 برای کارهایی که به عمق نفوذ بیشتری نیاز دارند موثر هستند.

برش پلاسما

برش پلاسما (Plasma Cutting) به عنوان یک روش متفاوت ظاهر می‌شود و قدرت گاز یونیزه را برای برشکاری فلزات با سرعت و دقت بی سابقه‌ای معرفی می‌کند. این روش که در دهه 1980 متولد شد به سنگ بنای ساخت فلزات مدرن تبدیل شده است و ترکیبی از کارایی و تمیزی را ارائه می‌دهد.

در قلب برش پلاسما، استفاده از گاز یونیزه شده است. هوای فشرده، همراه با یکی از گازهای نجیب یعنی هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون یا رادون با فشار بالا از طریق یک نازل به پیش می‌رود. این امر یک قوس الکتریکی ایجاد می‌کند که گاز را یونیزه می‌کند و آن را به حالت پلاسما تبدیل می‌کند. پلاسمای پر انرژی که اکنون قادر به رسیدن به دمای بیش از 30000 درجه است به ابزاری برای برش دقیق تبدیل می‌شود.

برش پلاسما از یک سیستم منبع تغذیه برای ایجاد یک قوس الکتریکی استفاده می‌کند که گاز را یونیزه می‌کند و آن را به پلاسما تبدیل می‌کند. پلاسما یک گاز یونیزه شده است که در آن ذرات باردار به طور آزاد حرکت می‌کنند. پلاسمای تولید شده توسط برش پلاسما بسیار داغ است و قادر به ذوب فلزات با سرعت و دقت بالا است.

مزایای برش پلاسما

• برش پلاسما برای موادی مانند فولاد ضد زنگ خوب است.
• هزینه کم مواد مصرفی
• دقت بالا

معایب برش پلاسما

• تشکیل مناطق متاثر از گرما
• برای مواد ضخیم‌تر کار نمی‌کند.
• انتشار دود سمی
• تابش قوس الکتریکی ایجاد می‌کند.

مزایا و معایب برش پلاسما

برش پلاسما از سرعت قابل توجهی برخوردار است و آن را به انتخابی ایده آل برای سناریوهایی که کارایی در آن‌ها اهمیت دارد تبدیل می‌کند. این فرآیند به طور قابل توجهی سریعتر از روش‌های سنتی است و ابزاری سریع و دقیق برای برش فلزات ارائه می‌دهد. علاوه بر این عدم وجود تراشه‌های فلزی که یک محصول جانبی رایج در سایر روش‌های برش است به عملیات تمیزتر و کارآمدتر کمک می‌کند.

برش پلاسما از نظر سرعت و تمیزی عالی است اما ملاحظاتی را به همراه دارد. تجهیزات مورد نیاز این روش برشکاری از جمله منبع تغذیه، سیستم‌های خنک کننده، کابل‌ها و اتصالات به هزینه نسبتاً بالاتری در مقایسه با برخی روش‌های برشکاری دیگر کمک می‌کند. با این حال افزایش بهره وری اغلب سرمایه گذاری را توجیه می‌کند؛ به ویژه در کاربردهایی که نیاز به برش سریع و دقیق فلز دارند.

کاربردهای برش پلاسما

برش پلاسما کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا می‌کند. ماشین‌های برش پلاسما در ساخت فلز که در آن سرعت و دقت بسیار مهم است ضروری هستند. بخش ساخت و ساز نیز از برش پلاسما برای کارهای مختلف از شکل دادن به اجزای ساختاری گرفته تا جزئیات پیچیده استفاده می‌کند.

برش پلاسما بسیار کارآمد است اما مهم است توجه داشته باشید این روش برشکاری در محدوده خاصی از ضخامت مواد موثرتر است. مواد ضخیم‌تر ممکن است چالش‌هایی ایجاد کنند و روش‌های جایگزین مانند برش لیزری یا برش واترجت ممکن است برای کارهایی که به عمق نفوذ بیشتر نیاز دارند ترجیح داده شوند.

برش CNC

برش CNC که در آن CNC مخفف Computer Numerical Control یا کنترل عددی به واسطه کامپیوتر است نشان دهنده یک تغییر رویکرد در پیگیری دقت است. این روش از قدرت فناوری رایانه برای تنظیم برش‌ها با دقتی بی نظیر استفاده کرده و مواد خام را به اجزای پیچیده با جزئیات دقیق تبدیل می‌کند.

در هسته و اصل کار برش CNC به یک میکرو کامپیوتر با دستورات خاص مورد نیاز برای برش برنامه ریزی شده توسط کاربر یا اپراتور برمیگردد. این برنامه ریزی دقیق است و می‌تواند در حافظه دستگاه ذخیره شود و امکان برش‌های بعدی را با همان سطح دقت فراهم می‌کند. دستگاه CNC با هدایت این دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی شده، برش‌ها را با سطحی از دقت اجرا می‌کند که امکان‌های ساخت فلز را دوباره تعریف می‌کند.

مزایا و معایب برش CNC

مزیت اصلی برش CNC در دقت آن نهفته است. دقت به دست آمده توسط دستگاه‌های CNC بی نظیر است و این روش برشکاری را برای کارهایی که یکنواختی و شکل‌های پیچیده در آنها اهمیت دارد ایده آل می‌کند. ماهیت برنامه‌ریزی شده برش CNC تکرارپذیری را تضمین می‌کند و سناریوهای تولید انبوه را در مواردی که اجزای یکسان مورد نیاز است ممکن می‌سازد.

برش CNC دقت بی نظیری را ارائه می‌دهد اما باید توجه داشته باشید این روش نیاز به تجهیزات و تخصص مناسب دارد. ماشین‌های CNC از جمله روتر، لیزر و برش پلاسما سرمایه گذاری قابل توجهی را طلب می‌کنند. بعلاوه برنامه نویسی دستگاه مستلزم سطحی از مهارت برای اطمینان از دستیابی به دقت مطلوب است. منحنی یادگیری مرتبط با برنامه نویسی CNC می‌تواند با مشکل همراه باشد و به اپراتورهایی نیاز دارد که هم از مواد در حال برش و هم از قابلیت‌های دستگاه CNC درک دقیقی داشته دارند.

کاربردهای برش CNC

برش CNC نقطه قوت خود را در محیط‌های تولید انبوه می‌یابد. صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و الکترونیک که به حجم بالایی از قطعات با شکل‌های یکسان نیاز دارند برای کارایی و سازگاری به برش CNC متکی هستند. این روش در ایجاد اشکال پیچیده که دستیابی به آنها با روش‌های برش دستی چالش برانگیز یا غیرممکن است برتری دارد.

فناوری‌های پیشرفته CNC

همانطور که تکنولوژی به پیشرفت خود ادامه می‌دهد روش‌های برش CNC نیز پیشرفت می‌کنند و طیف وسیعی از فناوری‌ها را شامل می‌شوند. وقتی برش لیزر و برش پلاسما با CNC یکپارچه می‌شوند، قابلیت‌های روش‌های برشکاری مرتبط را افزایش داده و دقت و تطبیق پذیری بیشتری را ارائه می‌دهند.

برش لیزری CNC: ادغام فناوری لیزر با کنترل CNC باعث افزایش دقت می‌شود و امکان برش‌های پیچیده با حداقل اعوجاج مواد را فراهم می‌کند. برش لیزری CNC به ویژه در کاربردهایی که دقت بالا بسیار مهم بوده ارزشمند است.

برش پلاسمای CNC: مشابه برش لیزری، برش پلاسمای CNC کارایی برش پلاسما را با دقت کنترل CNC ترکیب می‌کند. اضافه کردن این روش به ویژه در سناریوهایی که سرعت و دقت هر دو ضروری هستند مفید است.

برش سرد

در بخش دوم مقاله به برش سرد به عنوان یک رویکرد جایگزین برای برشکاری فلزات با محتوای کربن پایین (زیر 0.2٪) ترجیح داده می‌شود. برش سرد برخلاف برش گرم شامل گرمای قابل توجهی کمتری است که تغییرات ماهیت فلز را در طول فرآیند برش به حداقل می‌رساند. ابزارها و دستگاه‌های مختلف در روش‌های متنوع برش سرد نقش دارند که هر کدام بر قیمت و دقت ورق برش حاصل تأثیر می‌گذارند.

برش با واترجت

برش با واترجت یک روش برشکاری مبتنی بر ترکیب سادگی و دقت است و از نیروی آبی که با سرعت بالا به همراه مواد ساینده برای کار روی فلزات به حرکت در می‌آید استفاده می‌کند. این روش برش سرد به دلیل توانایی آن در رسیدگی به طیف متنوعی از مواد بدون نیاز به گرمای بیش از حد شناخته شده است.

در قلب برش با واترجت مفهوم هیدرودینامیک است یعنی استفاده از نیروی آب برای دستیابی به دقت برش. این فرآیند شامل فشار دادن آب به سطوح بالا و سپس عبور دادن آن از طریق یک نازل کوچک است. در برش واترجت ساینده، ساینده‌های دانه‌ریز ریز مانند گارنت وارد مخلوط می‌شوند که قدرت برش را افزایش داده و به جت واترجت اجازه می‌دهد تا با دقت استثنایی از میان فلزات عبور کند.

مزایا و معایب برش با واترجت

یکی از ویژگی‌های تعیین کننده برش با واترجت، توانایی آن در دستیابی به دقت بدون به خطر انداختن تطبیق پذیری است. این روش می‌تواند طیف وسیعی از مواد از جمله فلزات، پلاستیک‌ها، کامپوزیت‌ها و حتی سرامیک‌ها را برش دهد. عدم وجود نواحی متاثر از حرارت در طول فرآیند برش تضمین می‌کند که خواص مواد تا حد زیادی بدون تغییر باقی می‌مانند و برش با واترجت را برای طرح‌های پیچیده و مواد ظریف مناسب می‌کند.

برش با واترجت فراتر از قدرت برش دارای مزیت زیست محیطی است. این روش به عنوان یک روش برشکاری سرد، تولید دودهای خطرناک را به حداقل می‌رساند و به تولید آلودگی حرارتی کمک نمی کند. فقدان گرما به این معنی نیز هست که در طول فرآیند برش، هیچ تاب خوردگی یا اعوجاجی در مواد وجود ندارد و این اطمینان را می‌دهد که محصول نهایی شکل مورد نظر خود را حفظ می‌کند.

کاربردهای برش با واترجت

برش با واترجت در صنایع مختلفی از کارهای هنری گرفته تا اجزای حیاتی هوافضا کاربرد دارد. این روش برشکاری در زمینه‌های هنری و معماری، امکان ایجاد الگوها و طرح‌های پیچیده در مواد مختلف از فلز تا سنگ را فراهم می‌کند. در هوافضا که دقت در درجه اول اهمیت است، برش واترجت به ساخت قطعات با حداقل تنش مواد کمک می‌کند.

پیشرفت‌های تکنولوژیکی برش با واترجت

با پیشرفت تکنولوژی، انواع روش‌های برش با واترجت برای افزایش قابلیت‌های آن پدیدار شده است.

برش دینامیک واترجت: این پیشرفت تکنولوژیکی شامل استفاده از بازوهای رباتیک مفصلی برای کنترل حرکت نازل واترجت به صورت دینامیک است. این کنترل پویا امکان دقت در برش اریب و کانتورینگ سه بعدی را فراهم می‌کند و دامنه کاربردهای برش با واترجت را گسترش می‌دهد.

ادغام رباتیک: ادغام برش با واترجت با سیستم‌های رباتیک تطبیق پذیری آن را بیشتر می‌کند. بازوهای رباتیک مجهز به نازل‌های واترجت می‌توانند اشکال پیچیده را برش بدهند و راه حلی انعطاف پذیر برای نیازهای مختلف برشکاری ارائه کنند.

برش با قیچی

برش با قیچی در انواع برشکاری سرد به عنوان یک روش کم‌زمان و سرراست ظاهر می‌شود. این روش که اغلب به آن قیچی کاری نیز می‌گویند به سادگی قیچی برای دستیابی به برش در ورق‌های فلزی با کارایی و سهولت متکی است.

برش با قیچی یک فرآیند ساده است که شامل استفاده از انواع مختلف قیچی است که هر کدام برای محدوده ضخامت و نیازهای برش خاصی طراحی شده‌اند. ظرافت این روش در سادگی آن نهفته است و آن را در سناریوهایی که نیاز اولیه برش‌های پیچیده نیست قابل دسترس و قابل اجرا می‌کند.

انواع قیچی

در قلمرو برش با قیچی، انواع مختلف قیچی به محدوده ضخامت‌های مختلف و پیچیدگی‌های برش مورد نظر شما بستگی دارد.

قیچی دستی: قیچی دستی که برای برش ورق‌هایی با ضخامت کمتر از 1.5 میلی متر طراحی شده است شش نوع مختلف را در بر می‌گیرد. هر نوع قیچی دارای تیغه‌های تخصصی است که برای ایجاد برش‌های مختلف طراحی شده است.

قیچی اهرمی: این نوع قیچی مناسب برای برش ورق‌های فولادی با ضخامت حداکثر 5 میلی متر بوده و در سه نوع ساده، مرکب و ورق‌بر (وزنه‌ای) تولید می‌شود. مکانیسم اهرمی نیروی برش را افزایش می‌دهد و به کاربر اجازه می‌دهد مواد ضخیم تر را با استفاده از این روش برشکاری کنند.

قیچی ماشینی: این دسته شامل چندین نوع است که نمونه‌های قابل توجه آن قیچی گردبر و قیچی یونیورسال است. با قیچی ماشینی می‌توان قطعات فلزی را تا حداکثر ضخامت 30 میلی متر برش داد که تطبیق پذیری در کاربردهای برش را ارائه می‌دهد.

مزایا و معایب برش با قیچی

برش با قیچی جایگاه خود را در سناریوهایی پیدا می‌کند که در آن سادگی و کارایی بر برش‌های پیچیده اولویت دارد. کاربردهای متداول این روش شامل برش ورق‌های فلزی برای اهداف ساخت و ساز و ایجاد قطعاتی است که در آن دقت دغدغه اصلی نیست.

یکی از مزایای ذاتی برش با قیچی ویژگی‌های ایمنی آن است. برخلاف برخی از روش‌های برش قوی، برش با قیچی کمتر در معرض تصادف است. علاوه بر این، قیچی دستی و اهرمی مجهز به مکانیزم‌های ایمنی برای جلوگیری از حوادث ناگوار در حین کار است.

برش قیچی از نظر سادگی عالی است اما محدودیت‌هایی نیز دارد که به ویژه خودش را در مورد ضخامت مواد نشان می‌دهد. این روش برای ورق‌هایی با ضخامت کمتر از 30 میلی متر مؤثرتر است. مواد ضخیم‌تر ممکن است چالش‌هایی ایجاد کند و به روش‌های برش جایگزین نیاز داشته باشد.

تکامل تکنولوژیکی برش با قیچی

در سال‌های اخیر، استفاده از روش برش با قیچی کاهش یافته و روش‌های برش سرد جایگزین برای دقت بیشتر ترجیح داده می‌شوند. با این حال با نوآوری‌هایی مانند کلیدهای ایمنی خودکار در قیچی اهرمی که در صورت شکستن تیغه در حین کار دستگاه را متوقف می‌کند تلاش‌هایی برای بهبود جنبه‌های ایمنی برش با قیچی صورت گرفته است.

برش با گیوتین

روش برش با گیوتین به عنوان تجسمی از دقت مکانیکی است که در آن یک طراحی ساده و در عین حال موثر امکان برش‌های تمیز و کارآمد را در ورق‌های فلزی فراهم می‌کند. این روش برش نشات گرفته از مفهوم گیوتین تاریخی است و به یک شگفتی مکانیکی با کاربرد در صنایع مختلف تبدیل شده است.

در قلب روش برش با گیوتین یک مکانیسم ساده و در عین حال قدرتمند نهفته است. این دستگاه از دو تیغه تشکیل شده است: تیغه بالایی و تیغه پایینی. تیغه پایینی ثابت می‌ماند و به عنوان یک پایه استیبل عمل می‌کند و تیغه بالایی که در یک زاویه قرار گرفته است با دقت مکانیکی پایین می‌آید تا برش را اجرا کند. عمل برش توسط مکانیزم فشار روغن هیدرولیک تامین می‌شود که برش کنترل شده و یکنواخت را در سراسر ورق تضمین می‌کند.

مزایا و معایب برش با گیوتین

یکی از ویژگی‌های بارز روش برش با گیوتین توانایی دستیابی به برش‌های تمیز و دقیق است. موقعیت زاویه‌ای تیغه بالایی امکان عمل برشی را فراهم می‌کند که به طور تمیز ورق فلز را جدا می‌کند. این روش به ویژه برای ورق‌هایی با ضخامت تا 30 میلی‌متر مؤثر بوده و برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب است.

برش گیوتین از نظر کارایی عالی است و آن را به انتخابی ارجح برای کارهایی تبدیل می‌کند که برش سریع و دقیق در آنها اهمیت دارد. علاوه بر این، طراحی دستگاه گیوتین امکان برش آسان ورق‌های طولانی را فراهم می‌کند. تیغه بالایی که توسط مکانیزم هیدرولیک هدایت می‌شود می‌تواند تمام طول ورق را طی کرده و یک برش پیوسته و یکنواخت ایجاد کند.

برش با گیوتین شامل اجزای مکانیکی قدرتمندی است ولی با در نظر گرفتن ایمنی مهندسی شده است. این طراحی شامل ویژگی‌های ایمنی است که از بروز حوادث ناگوار در حین کار جلوگیری می‌کند. فرود کنترل شده تیغه بالایی همراه با سوئیچ‌های ایمنی، محیط برش ایمن را برای اپراتورها تضمین می‌کند.

کاربردهای روش برش با گیوتین

برش با گیوتین در صنایع مختلف از ساخت و ساز تا ساخت فلز کاربرد دارد. در ساخت و ساز که در آن برش‌های دقیق برای اجزای ساختاری مورد نیاز است، برش با گیوتین کارایی و دقت را تضمین می‌کند. کارگاه‌های ساخت فلز از این روش برشکاری برای کارهای مختلف از ساخت قطعات برای ماشین آلات گرفته تا ایجاد ورق‌های استاندارد برای پردازش بیشتر استفاده می‌کنند.

تکامل تکنولوژیکی برش با گیوتین

با پیشرفت تکنولوژی، برش با گیوتین برای ترکیب فناوری CNC تکامل یافته است. برش‌های گیوتین کنترل‌شده با CNC دقت بالا و توانایی اجرای الگوهای برش پیچیده را ارائه می‌دهند. اتوماسیون نیز راه خود را در فرآیندهای برشکاری با گیوتین پیدا کرده، مداخله دستی را کاهش داده و دقت را بهبود می‌بخشد.

برش با اره نواری

در این روش در برشکاری سرد، اره نواری در مرکز توجه قرار می‌گیرد و دقتی را که یک تیغه متحرک می‌تواند به دست آورد آشکار می‌کند. این روش که با یک نوار پیوسته از فلز دندانه دار کشیده شده بین دو چرخ شناخته می‌شود تطبیق پذیری و کارایی را در شکل دادن به اجزای فلزی ارائه می‌دهد.

برش با اره نواری شامل یک تیغه حلقه‌ای پیوسته با دندانه‌هایی است که به دور دو چرخ می‌چرخد: یکی در بالا و دیگری در زیر قطعه کار. دندانه‌های تیغه با مواد درگیر می‌شوند و با وارد شدن قطعه کار به تیغه دوار، عمل برش را ایجاد می‌کنند. نتیجه یک برش صاف و دقیق است که برش با اره نواری را برای مواد مختلف از جمله فلز مناسب می‌کند.

کاربردهای برش با اره نواری

سادگی طراحی اره نواری کارایی آن را در دستیابی به برش‌های دقیق نشان می‌دهد. حرکت مداوم تیغه امکان برش صاف و بدون وقفه را فراهم می‌کند و باعث کاهش ایجاد سوراخ‌ها یا لبه‌های ناهموار روی سطح برش می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که برش با اره نواری برای کارهایی که تمیز کردن آن ضروری است مفید باشد.

برش با اره نواری در صنایع مختلف، از کارگاه‌های فلزکاری گرفته تا استودیوهای نجاری کاربرد دارد. از اره نواری در ساخت فلز برای برش با دقت ورق‌های فلزی، لوله و میله‌ها استفاده می‌شود. صنعتگران نجاری از اره نواری برای برش‌های پیچیده در چوب استفاده می‌کنند که تطبیق پذیری این روش برش را نشان می‌دهد.

ملاحظات برش با اره نواری

انتخاب تیغه اره نواری برای دستیابی به نتایج مطلوب بسیار مهم است. تیغه‌های مختلف با پیکربندی دندانه‌های متفاوت برای مطابقت با مواد خاص و نیازهای برشکاری در دسترس هستند. تعمیر و نگهداری منظم اره نواری از جمله کشش و تعویض تیغه، عملکرد ثابت را تضمین می‌کند و عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد.

پیشرفت‌های تکنولوژیکی برش با اره نواری

با پیشرفت تکنولوژی، برش با اره نواری با ادغام کنترل‌های پیشرفته، اتوماسیون را اضافه کرده است. دستگاه‌های اره نواری خودکار می‌توانند الگوهای برش پیچیده را با دقت اجرا کنند و اتکا به عملکرد دستی را کاهش دهند. تیغه‌های دو فلزی که ترکیبی از دوام فولاد پرسرعت و انعطاف پذیری فولاد کربنی بوده راندمان برش و طول عمر اره نواری را افزایش داده است.

انتخاب روش برشکاری مناسب

تا اینجای مقاله درباره انواع روش‌های برشکاری سرد و گرم صحبت کردیم و دیدیم که هر روش ترکیب منحصر به فردی از مزایا و معایب خود را ارائه می‌دهد. از دقت برش لیزری گرفته تا ویژگی‌های ایمنی اره نواری، انتخاب روش برش یک تصمیم مهم است که به عوامل مختلفی بستگی دارد.

نوع فلز: ماهیت فلز در حال برش نقش مهمی دارد. فلزات سخت و سنگین ممکن است برای روش‌های برش گرم مناسب‌تر باشند اما فلزات سبک‌تر می‌توانند به طور موثر با تکنیک‌های برش سرد برش داده شوند.

الزامات دقت: سطح دقت مورد نیاز برای یک کار خاص یک ملاحظه اساسی است. برش لیزری و برش CNC در کاربردهای با دقت بالا عالی هستند و از طرف دیگر روش‌های برش سرد ممکن است برای کارهای پیچیده‌تر کافی باشند.

بودجه پروژه: ملاحظات مالی جزء جدایی ناپذیر فرآیند تصمیم گیری روش برشکاری هستند. روش‌های برش گرم ممکن است هزینه‌های بیشتری را تحمیل شما کنند و بر بودجه پروژه تأثیر بگذارند اما روش‌های برش سرد جایگزین‌های مقرون به صرفه‌ای را ارائه می‌دهند.

ملاحظات ایمنی: ایمنی اپراتور در هر محیط صنعتی مهم است. روش‌های برش سرد، به ویژه آن روش‌هایی که مجهز به ویژگی‌های ایمنی خودکار هستند ایمنی محل کار را افزایش می‌دهند.

پرسش و پاسخ

جمع‌بندی

در این مقاله به روش‌های برشکاری پرداختیم و انواع روش‌های برش سرد و گرم را بررسی کردیم. از دقت برش لیزری گرفته تا ویژگی‌های ایمنی اره نواری، هر روشی مزایا و ملاحظات منحصر به فرد خود را دارد که آنها را بررسی کردیم. انتخاب یک روش برشکاری شبیه به انتخاب ابزار مناسب برای یک کار خاص است؛ تصمیمی که به عواملی از ماهیت مواد گرفته تا نیازهای دقیق و بودجه پروژه بستگی دارد. خواه برش با واترجت یا کار با گاز یونیزه در برش پلاسما مدنظر شما باشد، هر روش به حوزه تولید مدرن کمک می‌کند.

فرآیند, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 21 بهمن 1402