เครื่องตัดด้วยไฟเบอร์เลเซอร์ทำงานอย่างไร?

การสร้างลำแสงเลเซอร์และการขยายสัญญาณผ่านเส้นใยแก้วนำแสง

เลเซอร์ไฟเบอร์สร้างและทิศทางลำแสงเลเซอร์อย่างไร

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ทำงานโดยใช้เลเซอร์ปั๊มพิเศษเพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นลำแสงที่เข้มข้น แสงนี้จะเคลื่อนผ่านเส้นใยแก้วนำแสงที่ถูกเติมวัสดุหายาก โดยส่วนใหญ่มักเป็นไอยเทอร์เบียม เมื่ออนุภาคของแสง (โฟตอน) พบกับอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นภายในแกนกลางของเส้นใย จะเกิดปรากฏการณ์ที่น่าสนใจขึ้น ปฏิกิริยาระหว่างกันนี้ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า การปล่อยแสงแบบเหนี่ยวนำ (stimulated emission) ซึ่งโฟตอนแต่ละตัวจะสร้างโฟตอนอื่นๆ เพิ่มขึ้นในลักษณะปฏิกิริยาลูกโซ่ กระบวนการนี้ทำให้ความเข้มของแสงเพิ่มขึ้นอย่างมาก บางครั้งอาจสว่างขึ้นกว่า 1,000 เท่า แต่ยังคงรักษารูปแบบของลำแสงให้มีความแม่นยำและสม่ำเสมอตลอดเวลา ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องมือตัดที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งยังคงความแม่นยำแม้อยู่ภายใต้ความเข้มข้นระดับสุดขีด

ไดโอดเลเซอร์ปั๊มและการสร้างแสง

ระบบสมัยใหม่รวมเอาผลผลิตจาก ไดโอดปั๊ม 11–20 ตัว เข้าสู่ช่องสัญญาณไฟเบอร์เดี่ยวเพื่อให้ได้ระดับพลังงานสำหรับอุตสาหกรรมที่ 1–10 กิโลวัตต์ แถวดิโอดเหล่านี้มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ (wall-plug efficiency) อยู่ที่ 45–50% ซึ่งมากกว่าเลเซอร์ CO ถึงสามเท่า (laser-welder.net) ทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการทำงานต่อเนื่อง

โครงสร้างเส้นใยแก้วนำแสง: คอร์และเคลือบหุ้ม

การออกแบบไฟเบอร์สองชั้นช่วยให้การส่งผ่านแสงมีประสิทธิภาพ:

• คอร์ (เส้นผ่านศูนย์กลาง 8–50 ไมครอน): นำแสงเลเซอร์ที่ถูกขยายแล้ว
• ผนัง: ล้อมรอบคอร์และสะท้อนโฟตอนที่หลุดออกไปโดย การสะท้อนภายในทั้งหมด
  การจัดเรียงนี้ช่วยลดการสูญเสียสัญญาณให้น้อยกว่า 0.1 ดีบี/กม. ทำให้สามารถส่งลำแสงได้อย่างมั่นคงในระยะทางเกินกว่า 100 เมตร

ไฟเบอร์แบร็กเกรตติงส์เพื่อการขยายลำแสง

คล้ายกระจก ไฟเบอร์แบร็กเกรตติ้ง จารึกที่ปลายทั้งสองด้านของไฟเบอร์ที่มีการเติมสารโดป ทำให้เกิดช่องโพรงเรโซแนนซ์แสง ซึ่ง:

1. คัดเลือกแถบความยาวคลื่นแคบ (1,070 นาโนเมตร ±3 นาโนเมตร)
2. เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเป็น 10–10 วัตต์/เซนติเมตร²
3. จำกัดการกระจายของลำแสงไว้ไม่เกิน 0.5 มิลลิเรเดียน

การขยายสัญญาณอย่างแม่นยำนี้ ทำให้เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถเจาะเหล็กกล้าไร้สนิมหนา 30 มิลลิเมตรได้ภายในเวลาไม่ถึงสองวินาที โดยมีความแม่นยำ ±0.05 มิลลิเมตร

องค์ประกอบหลักของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นใหม่รวมระบบย่อยสำคัญสี่ระบบที่ทำงานร่วมกัน เพื่อให้ได้ความแม่นยำระดับไมครอนในการผลิตชิ้นส่วนโลหะ:

แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์และหน่วยสร้างลำแสง

องค์ประกอบหลักของระบบนี้ขึ้นอยู่กับเส้นใยที่มีการเติมธาตุหายาก ซึ่งโดยทั่วไปจะประกอบด้วยวัสดุอิทเทรียมหรือเออร์เบียม เมื่อถูกกระตุ้น เส้นใยเหล่านี้จะสร้างลำแสงเลเซอร์ที่มีความสม่ำเสมอ โดยทำงานในช่วงความยาวคลื่นประมาณ 1,060 ถึง 1,070 นาโนเมตร สิ่งที่ทำให้แตกต่างจากเลเซอร์แก๊สแบบเดิมคือหลักการทำงาน แทนที่จะพึ่งพาห้องบรรจุแก๊สขนาดใหญ่ โครงสร้างแบบสเตตัสโซลิดจะส่งแสงผ่านสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งไม่เพียงแต่อนุญาตให้ติดตั้งในพื้นที่ขนาดเล็กลงเท่านั้น แต่ยังให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานดีขึ้นประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับระบบเลเซอร์ CO2 รุ่นเก่าที่มีการใช้งานกันมาหลายทศวรรษ

หัวตัดเลเซอร์, เลนส์โฟกัส, และระบบหัวฉีด

หัวตัดมีเลนส์พิเศษเหล่านี้ที่ทำจากซิลิกาฟิวส์บริสุทธิ์ ซึ่งช่วยโฟกัสลำแสงเลเซอร์ให้มีขนาดเล็กลงกว่า 0.1 มม. นอกจากนี้ยังมีระบบหัวฉีดแบบโคแอกเซียลที่เป่าก๊าซช่วยตัด เช่น ไนโตรเจน (ซึ่งต้องมีความบริสุทธิ์สูงประมาณ 99.95%) ที่ความดันระหว่าง 15 ถึง 20 บาร์ สิ่งนี้ช่วยดันวัสดุที่หลอมละลายออกขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้ออกซิเจนเข้ามาในพื้นที่ตัด เพื่อให้ได้ขอบที่เรียบเนียนสวยงามตามที่ต้องการ ผู้ปฏิบัติงานพบว่าชุดอุปกรณ์นี้ทำงานได้ดีที่สุดเมื่อมีการปรับความดันก๊าซตามชนิดของวัสดุที่กำลังใช้งาน

บทบาทของระบบซีเอ็นซีในการควบคุมความแม่นยำและการทำให้เป็นอัตโนมัติ

ระบบ CNC โดยพื้นฐานแล้วนำแบบแปลน CAD เหล่านั้นมาเปลี่ยนเป็นเส้นทางการเคลื่อนไหวจริง ซึ่งสามารถทำซ้ำได้ภายในความแม่นยำประมาณ 0.03 มม. ตัวควบคุมในเครื่องจักรขั้นสูงเหล่านี้จะปรับแต่งปัจจัยต่างๆ อย่างต่อเนื่อง เช่น พลังงานเลเซอร์ที่อาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ 500 วัตต์ ไปจนถึง 30 กิโลวัตต์ ควบคุมความเร็วของหัวตัด (บางครั้งเร็วถึง 200 เมตรต่อนาที) และควบคุมแรงดันก๊าซระหว่างการเคลื่อนไหวแบบห้าแกนที่ซับซ้อน ซึ่งทำให้สามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนมากได้โดยแทบไม่ต้องอาศัยการควบคุมด้วยมือ สิ่งที่น่าประทับใจคือ แม้จะทำงานกับแผ่นวัสดุขนาดใหญ่ ระบบนี้ยังสามารถรักษาระดับพื้นผิวให้เรียบได้ภายในค่าความคลาดเคลื่อนเพียง 0.05 มม. ต่อตารางเมตร ความสม่ำเสมอนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตชิ้นส่วนคุณภาพสูง

ระบบระบายความร้อนและความมั่นคงของโครงเครื่องจักร

ความแม่นยำต้องอาศัยความเสถียรทางอุณหภูมิ: เครื่องทำความเย็นน้ำช่วยควบคุมไดโอดเลเซอร์ให้อยู่ในช่วง 25°C±2°C เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพระหว่างการทำงานต่อเนื่อง กรอบเครื่องจักร มักสร้างด้วยฐานแกรนิตและรางเลื่อนเชิงเส้น ช่วยลดการสั่นสะเทือนต่ำกว่า 5 ไมครอน รองรับการตัดที่สม่ำเสมอที่ความเร็วเคลื่อนที่เกิน 1,500 มม./วินาที

ชิ้นส่วน	ฟังก์ชัน	ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ
แหล่งกำเนิดเลเซอร์	สร้างลำแสงความเข้มข้นสูง	ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 98%
หัวตัด	โฟกัสลำแสงและควบคุมการไหลของก๊าซ	เส้นผ่านศูนย์กลางจุดโฟกัส 0.08 มม.
ตัวควบคุม CNC	ดำเนินการตามลวดลายการตัด	ความแม่นยำในการหมุน 0.01°
ตัวควบคุมอุณหภูมิแบบอุณหะ	รักษาระดับอุณหภูมิในการทำงาน	ค่าความคลาดเคลื่อน ±0.5°C

สถาปัตยกรรมแบบบูรณาการนี้รองรับการกลายเป็นไอของโลหะได้อย่างแม่นยำ สำหรับความหนาโลหะสูงสุดถึง 40 มม. ในขณะที่ยังคงความแม่นยำในการจัดตำแหน่งที่ 0.1 มม./ม. บนพื้นที่ทำงานขนาดใหญ่ 3×2 เมตร

กลไกการหลอมละลายและการกลายเป็นไอในกระบวนการแปรรูปโลหะ

เลเซอร์ไฟเบอร์ผลิตแสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นประมาณ 1,070 นาโนเมตร ซึ่งถ่ายเทพลังงานความร้อนจำนวนมากไปยังวัสดุใดๆ ก็ตามที่ใช้ในการทำงาน เมื่อแสงนี้ตกกระทบกับโลหะ จะถูกดูดซับโดยอิเล็กตรอนในโครงสร้างของโลหะ ทำให้อุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นเกินกว่าค่าที่เหล็กกล้าส่วนใหญ่จะทนได้ (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1,400 ถึง 1,650 องศาเซลเซียส) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วนี้ทำให้เกิดทั้งการหลอมละลายและการกลายเป็นไอ ซึ่งช่วยตัดผ่านวัสดุและสร้างสิ่งที่เราเรียกว่า kerf สำหรับแผ่นบางที่มีความหนาไม่เกินประมาณ 6 มิลลิเมตร กระบวนการจะทำงานในโหมดที่เรียกว่า keyhole ซึ่งลำแสงเลเซอร์จะเจาะทะลุตรงผ่านและเปลี่ยนโลหะให้กลายเป็นไอทันที อย่างไรก็ตาม สำหรับวัสดุที่หนากว่านั้น ผู้ผลิตมักจะเปลี่ยนไปใช้วิธีอื่นที่เรียกว่า melt-and-blow วิธีนี้ใช้การทำงานแบบคลื่นต่อเนื่อง (continuous wave operation) เพื่อควบคุมปริมาณวัสดุที่ถูกกำจัดออกไปในระหว่างการตัด

บทบาทของก๊าซช่วยในการตัด: ออกซิเจน ไนโตรเจน และอากาศอัด

ก๊าซช่วยเสริมคุณภาพและเพิ่มความเร็วในการตัดผ่านหน้าที่หลักสามประการ ได้แก่ การพุ่งเป่าวัสดุที่หลอมละลายออก การระบายความร้อนในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) และการควบคุมการเกิดออกซิเดชัน

ประเภทก๊าซ	ผลต่อกระบวนการตัด	ดีที่สุดสําหรับ
ออกซิเจน	ปฏิกิริยาเอกซ์โซเทอร์มิกช่วยเพิ่มความร้อน ส่งผลให้ความเร็วเพิ่มขึ้นได้สูงสุดถึง 30%	เหล็กกล้าอ่อน >3 มม.
ไนโตรเจน	การป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อยช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ทำให้ได้ขอบที่ปราศจากครีบหรือสะเก็ด	เหล็กไร้ขัดเหล็ก อลูมิเนียม
อากาศอัด	ทางเลือกที่ประหยัดสำหรับการใช้งานที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง	โลหะแผ่นบาง (<2 มม.)

ตามที่ระบุในรายงานการวิเคราะห์อุตสาหกรรมปี 2024 จาก The Fabricator กดันก๊าซ (1–20 บาร์) มีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพของการตัด กดันที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการขจัดสแล็ก แต่อาจก่อให้เกิดการไหลปั่นป่วนได้ ระบบสมัยใหม่มักใช้วาล์วแบบสัดส่วนที่ควบคุมด้วย CNC เพื่อรักษาระดับความคงที่ของแรงดันไว้ที่ ±2% เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

หน้าที่ของหัวฉีดและพฤติกรรมลำก๊าซในการตัดที่สะอาด

หัวฉีดทรงกรวย (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8–3.0 มม.) ทำหน้าที่ปรับรูปร่างลำก๊าซช่วยให้เกิดเป็นลำก๊าซซูเปอร์โซนิก (แมช 1.2–2.4) ที่สามารถขจัดโลหะที่หลอมละลายออกจากแนวตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปัจจัยสำคัญ ได้แก่:

• ระยะห่างจากหัวตัดถึงชิ้นงาน (Standoff distance) : ช่องว่างขนาด 0.5–1.5 มม. ช่วยป้องกันหัวพ่นในขณะที่ยังคงให้การปกคลุมของก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ
• การออกแบบเลนส์ก๊าซ : ลดการไหลที่ปั่นป่วนลง 62% เมื่อเทียบกับหัวพ่นมาตรฐาน
• การจัดแนวแบบร่วมแกน (Coaxial Alignment) : ต้องการความแม่นยำในการจัดแนวระหว่างลำแสงและลำก๊าซน้อยกว่า 0.05 มม.

การออกแบบหัวพ่นที่เหมาะสมช่วยเพิ่มความเร็วในการตัดได้ถึง 18% และลดการใช้ก๊าซลง 22% โดยการปรับปรุงการไหลให้เป็นระเบียบมากขึ้น เซ็นเซอร์เซรามิกแบบพีโซอิเล็กทริกที่ติดตั้งไว้สามารถตรวจจับการอุดตันภายใน 50 มิลลิวินาที ซึ่งช่วยป้องกันข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องได้ประมาณ 93%

การโฟกัสลำแสงเลเซอร์ การควบคุมความแม่นยำ และการรับประกันคุณภาพ

การโฟกัสลำแสงเลเซอร์โดยใช้เลนส์รวมแสงและเลนส์โฟกัส

เลนส์รวมแสงทำงานโดยการนำรังสีแสงที่กระจายออกมารวบรวมให้จัดเรียงกันในแนวที่ใกล้เคียงกับขนาน ก่อนที่จะไปถึงเป้าหมาย จากนั้น อุปกรณ์ออปติกคุณภาพสูงที่ทำจากซิลิกาฟิวส์จะโฟกัสลำแสงที่จัดเรียงแล้วนี้ให้มีขนาดจุดเล็กมากอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.3 มม. การศึกษาจาก InTechOpen ชี้ให้เห็นว่า เมื่อพิจารณาเกณฑ์คุณภาพของลำแสง เช่น BPP (Beam Parameter Product) ค่าที่ต่ำกว่า 2 mm·mrad จะส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อความแม่นยำในการตัด ผลลัพธ์ที่ได้คือ การตัดเหล็กสเตนเลสสามารถแคบลงได้ประมาณ 30% เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้เลเซอร์ CO₂ แบบดั้งเดิม สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการผลิต โดยเฉพาะเมื่อทุกส่วนย่อยของมิลลิเมตรมีความหมาย

การจัดแนวหัวพ่นและการปรับแต่งจุดโฟกัส

การรักษาระยะห่างระหว่างปลายหัวพ่นกับระนาบโฟกัสที่ ±0.05 มม. จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการขจัดวัสดุหลอมเหลวรอบตัวรูเจาะอย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่เกิดการรบกวนลำแสง เซ็นเซอร์ความสูงแบบเหนี่ยวนำไฟฟ้าสามารถทำให้ระบบปรับเทียบอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ในระหว่างกระบวนการตัดได้ ความเบี่ยงเบนที่มากกว่า 0.1 มม. อาจทำให้เกิดคราบตะกรันเพิ่มขึ้นถึง 60% เมื่อทำการตัดอลูมิเนียม ตามผลการทดลองเชื่อมในปี 2023

การตรวจสอบและควบคุมแบบปรับตัวแบบเรียลไทม์ผ่านระบบซีเอ็นซี

ระบบ CNC แบบทันสมัยสามารถรวบรวมข้อมูลประมาณ 1,000 จุดต่อวินาทีในระหว่างการดำเนินงาน ข้อมูลเหล่านี้ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่รูปแบบพฤติกรรมของก๊าซ ผลกระทบจากความร้อนที่มีต่อเลนส์ ไปจนถึงตำแหน่งที่แท้จริงของเครื่องจักรในแต่ละช่วงเวลา บนพื้นฐานของข้อมูลทั้งหมดนี้ ระบบสามารถปรับค่ากำลังเลเซอร์ได้ตั้งแต่ 1 ถึง 20 กิโลวัตต์ และปรับความเร็วในการเคลื่อนที่ตั้งแต่เพียง 0.1 เมตรต่อนาที ไปจนถึง 40 เมตรต่อนาที ภายในไม่กี่มิลลิวินาที ผลลัพธ์ที่ได้คือ การตัดที่แม่นยำอย่างต่อเนื่อง โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนไม่เกิน ±0.1 มิลลิเมตร แม้จะทำงานกับรูปทรงที่ซับซ้อนและดีไซน์ที่มีรายละเอียดสูง ยกตัวอย่างเช่น เทคนิคการมอดูเลตพัลส์ด้วยความถี่แปรผัน เมื่อนำมาใช้ในการตัดแผ่นทองเหลืองหนา 5 มิลลิเมตร เทคนิคนี้สามารถลดขนาดของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนลงได้เกือบครึ่งเมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม ทำให้กลายเป็นนวัตกรรมสำคัญสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง

การผสานรวมปัญญาประดิษฐ์เพื่อการปรับพารามิเตอร์เชิงคาดการณ์และการตรวจสอบคุณภาพ

โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องที่ได้รับการฝึกอบรมจากข้อมูลโปรไฟล์การตัดมากกว่า 10,000 ชุด สามารถทำนายค่าการตั้งค่าที่เหมาะสมสำหรับวัสดุใหม่ด้วยความแม่นยำถึง 92% ระบบการตรวจสอบด้วยภาพความละเอียดสูง (ความละเอียด 5-ไมครอน) ร่วมกับการวิเคราะห์สเปกตรัม สามารถตรวจจับข้อบกพร่องขนาดเล็กได้เร็วกว่าการตรวจสอบด้วยมือถึง 50% ซึ่งช่วยลดอัตราของเสียในกระบวนการผลิตรถยนต์ลงได้ 18% (รายงานการกลึงความแม่นยำสูง ปี 2024)

ความเข้ากันได้ของวัสดุและการประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรม

โลหะที่เหมาะกับการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์: เหล็กกล้าไร้สนิม, อลูมิเนียม, ทองเหลือง

เลเซอร์ไฟเบอร์ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นประมาณ 1 ไมโครเมตร สามารถใช้งานได้ดีมากกับโลหะที่มีผิวสะท้อนแสง เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม อลูมิเนียม และทองเหลือง การทดสอบล่าสุดในปี 2024 แสดงให้เห็นว่า ระบบเลเซอร์เหล่านี้สามารถตัดแผ่นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความหนาถึง 3 เซนติเมตร ได้จริง โดยยังคงความแม่นยำของขนาดอยู่ภายในระยะประมาณหนึ่งในสิบของมิลลิเมตร ความแม่นยำระดับนี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างที่ใช้ในอาคารและยานพาหนะ เมื่อพิจารณาถึงโลหะผสมอลูมิเนียมที่นิยมใช้ในแผงตัวถังรถยนต์ เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถประมวลผลวัสดุได้เร็วกว่าเลเซอร์ CO2 แบบดั้งเดิมประมาณ 20 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ ข้อได้เปรียบด้านความเร็วนี้ช่วยลดปัญหาความเสียหายจากความร้อนเมื่อทำงานกับแผ่นโลหะบาง ซึ่งมีความสำคัญต่อการรักษาคุณภาพในการผลิตรถยนต์

กรณีศึกษา: การตัดด้วยความแม่นยำสูงในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์

ผู้ผลิตรถยนต์ใช้เครื่องตัดด้วยเลเซอร์เส้นใยในการผลิตชิ้นส่วนโครงรถที่มีความคลาดเคลื่อนเพียง 0.05 มม. รายงานปี 2023 ระบุว่า เทคโนโลยีนี้ช่วยลดของเสียจากวัสดุได้ 18% เมื่อขึ้นรูปกรอบประตูเหล็กความแข็งแรงสูง นอกจากนี้ การควบคุมกำลังแบบปรับตัวขณะตัดตามแนวเส้นโค้ง ยังทำให้ได้อัตราผลผลิตครั้งแรกสำเร็จ 98% ในการผลิตชิ้นส่วนเบรก

แนวโน้มในอนาคต: การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์

อุตสาหกรรมการบินและอวกาศกำลังเติบโต เนื่องจากเลเซอร์ไฟเบอร์ถูกนำมาใช้ในการแปรรูปแผ่นอลูมิเนียมสำหรับดาวเทียม ในขณะเดียวกันในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ เลเซอร์ชนิดเดียวกันนี้สามารถตัดชิ้นส่วนไทเทเนียมที่ใช้ฝังในร่างกายได้อย่างแม่นยำสูงถึงประมาณ 50 ไมครอน วิศวกรจำนวนมากจึงพึ่งพาเลเซอร์ไฟเบอร์ในการสร้างลักษณะรายละเอียดขนาดเล็กบนเครื่องมือผ่าตัดที่ทำจากสแตนเลสสตีลเช่นกัน พื้นผิวที่ได้มักมีค่าความหยาบเฉลี่ยต่ำกว่า 0.8 ไมครอน โดยไม่จำเป็นต้องขัดเงาเพิ่มเติมหลังจากนั้น ด้วยข้อได้เปรียบทั้งหมดเหล่านี้ จึงไม่น่าแปลกใจที่การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์จะกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาดขั้นสูง และอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ทำงานได้จริงภายในร่างกายมนุษย์

คำถามที่พบบ่อย

ข้อได้เปรียบหลักของการใช้เลเซอร์ไฟเบอร์แทนเลเซอร์ CO2 แบบดั้งเดิมคืออะไร

ข้อได้เปรียบหลักของเลเซอร์ไฟเบอร์คือประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ซึ่งดีกว่าระบบเลเซอร์ CO2 ประมาณ 30% นอกจากนี้ยังช่วยให้ติดตั้งระบบขนาดเล็กลงได้ และมีความสามารถในการตัดที่แม่นยำ

เลเซอร์ไฟเบอร์ทำให้การตัดมีความแม่นยำสูงได้อย่างไร

เลเซอร์ไฟเบอร์ทำให้การตัดมีความแม่นยำสูงผ่านกระบวนการเร่งการปล่อยรังสี (stimulated emission) เลนส์โฟกัส และระบบ CNC ที่ควบคุมกำลังเลเซอร์ ความเร็ว และแรงดันก๊าซ ความแม่นยำนี้ยังคงรักษาไว้ได้แม้ในระดับความเข้มข้นสูง

โลหะชนิดใดที่เหมาะสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์

เลเซอร์ไฟเบอร์ทำงานได้ดีกับโลหะที่มีความแวววาว เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม อลูมิเนียม และทองเหลือง ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์และอากาศยาน

ก๊าซช่วยตัด (assist gases) ช่วยปรับปรุงการตัดด้วยเลเซอร์อย่างไร

ก๊าซช่วยตัด เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน และอากาศอัด ช่วยในการขับวัสดุที่หลอมละลายออก ระบายความร้อนบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และควบคุมการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพและความเร็วของการตัด