Lazer Kesim Teknolojisi;
Lazer ışınının elde edilmesi kolaylaştıktan sonra uygulama alanları da artış göstermiştir. Mühendislikte kullanımı kaynak, kesme ve delme işlemleri şeklindedir. Lazerde yapılan üretim, hem otomasyonu sağlamakta hem de üretim hatasını azaltmaktadır. Lazerin çeşitli tezgahlarda uygulanmasıyla üretim 24 saat yapılabilmekte, seri üretim sağlanmasıyla maliyet de azalmaktadır. özellikle lazerle yapılan kesme işlemleriyle bir çok kalıp ve aparatdan tasarruf sağlanmıştır. Bununla birlikte birçok makina kullanılmamakta, insan faktöründen kaynaklanan hatalar da bu yoğun enerjiye rağmen çok az gerçekleşmektedir.
Yapılan çeşitli programlarla özellikle AutoCAD ile, üretim çok hızlanmakta, aynı kalınlıkta bir çok parça aynı anda kesilebilmektedir. Böylece aynı yerde kullanılacak parçalar aynı anda takımlar halinde kesilebilmektedir.
Karbondioksit lazer tezgahlarında lazer, karbondioksit gazına elektrik akımı verilerek oluşturulur. Bunun yanında kullanılan azot ve helyum gazı düşük verimde olan karbondioksit lazerine eklenerek verim %30 arttırılmaktadır. Lazer karışım oranı CO/N=0,81, He ise ==> 1′dir (2,3). Lazer ışının tezgahın rezonatör bölümünde cam tüpleri içinde 10 M2′ye yakın mesafe kateder. Bu tüplerden gaz geçerken iki ucu arasından elektrik akımı verilerek lazer oluşturulur. Lazerin bir ışın olması sebebiyle aynalar sayesinde yönleri değiştirilebilmektedir. En son olarak lazer ışını kesme kafasına gelmekte burada kesme işlemi yapılmaktadır. Lazer oluşumu için kullanılan gaz silindirlerinin makinaya mesafesi ise en fazla 10 m kadar olmalıdır. Uygulama basıncı 6-10 Bar'dır.
Endüstriyel lazerlerin birçoğunda, lazer ışınının oluşabilmesi için özel gazların kullanılması gereklidir. Gazın kalitesi ve seçimi, lazerin güvenirliliğini ve işlemin verimliliğini doğrudan etkilemektedir. Lazer gazları genellikle, yüksek saflıkta özel gazlardır. Lazer gazları, makinaya ayrı ayrı tüplerde ya da önceden belli oranlarda karıştırılmış olarak verilmektedir. Bu ön karıştırma ya da gazların ayrı tüplerde verilmesindeki işlem parametreleri (gaz debisi, basınç saflığı vb.) her lazer makinası üreticisi tarafından belirlenir ve o şartlarda makinaya verilmektedir.
Karbondioksit lazerini oluşturan gazlar şunlardır;
• Karbondioksit Azot Helyum.
• Azot
• Helyum
Bazı gazlar 4 ya da 5 bileşen içerebilir. (Ortama, CO, N ve Helyumun dışında CO,H ve Ne eklenebilir.)
Lazer tezgahının yerleşim planı ve yüklemenin uygun yapılması çok önemlidir. Lazer tezgahının en yüksek verimle çalışabilmesi için kullanılan sac malzemelerin iyi kalitede olması gerekmektedir. Paslı ya da düzgün olmayan çarpık malzemeler kesme kalitesini düşürmektedir. Aksi durumda yüzeylerde kaynaklanma oluşmaktadır. Sac üzerine yerleştirilen parçalar arası mesafe en az sac kalınlığı kadar olmalıdır. Daire çevresini gezerek yapılacak dairesel kesmelerde minimum delik çapı 8mm. olmalı, direk delme işlemlerinde ise delik çapları sac ve kalınlığının yarısı kadar olmalıdır. Daha büyük kalınlıklarda delik delme işlemlerinde ise delik çapları sac kalınlığının yarısı kadar olmalıdır. Daha büyük kalınlıklarda delik delme işlemi için sadece markalama yapılmaktadır.
CAD ( Computer Aided Desing ) aşamasında imal edilecek olan iş parçasının modeli tasarlanabilmekte ve imalat resmi yapılabilmektedir. İş parçasının imalat resimlerinin AutoCAD yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmesi büyük kolaylık sağlamaktadır. Lazer tezgahlarına ait programlarla da çizim gerçekleştirilebilmektedir. Eğer AutoCAD ile çizim yapılmışsa çizim .dwg uzantılı dosya halinde oluşturulur ve çizimde birden fazla katman (layer) bulunmamalıdır. Daha sonra bu çizim AutoCAD programında .dxf uzantılı dosya olarak kaydedilmektedir.
Tezgaha ait program, alt programlar yardımıyla çizime dönüştürülerek (convert) programda kullanılacak olan .geo uzantılı dosya haline getirilmektedir. Eğer çizim tezgaha ait programda yapılırsa bunlara gerek kalmadan .geo uzantılı dosya olarak kaydedilebilmektedir. Bu işlemlerden sonra tezgahın programı çalıştırılarak kesilecek parça veya parçaların sac plaka üzerinde yerleşim planı hazırlanmaktadır. Boyutları belli olan bir plaka üzerine kalınlıkları eşit olmak şartıyla tek bir parçadan belli sayıda veya birden fazla sayıda farklı parça yerleştirilebilir. Bu da takım halinde kesilen parçalar için uygun bir yöntemdir. Daha önceden hazırlanan .geo uzantılı dosya veya dosyalar çağrılarak sac plaka üzerine istenen sayı ve çeşitlilikte yerleştirilirler. Daha sonra kesme kuralı belirlenmektedir. CAM (Computer Aided Manufacturing) bölümünde ise bir veya birden fazla iş parçasının kesme simülasyonu, program yardımıyla gerçekleştirilmektedir. Bununla kesmede oluşabilecek çeşitli hatalar değerlendirilmektedir. örneğin; delik çapları çok küçükse farklı yerden lazer ışını girişi gerçekleştirilmekte ya da parçalar çok yakın yerleştirilmişse aralarındaki mesafe değiştirilmektedir. Lazerin kafa hareketleri ekranda görülmekte ve istenirse değişiklik yapılabilmektedir.
Kafa hareketlerinin ayarlanmasında parça üzerindeki lokal ısımalar dikkate alınmaktadır. Lazer tablosu belirlenip, program için bir numara verilmesi gerekmektedir. Sac üzerine yerleştirme işlemi bittikten sonra makinaya gönderilecek olan dosya uzantısı olan .taf dosyası oluşturulmaktadır. Daha sonra bu dosya makinadan kesim yapılacağı sırada çağrılmak üzere transfer edilmektedir. Operatör kesim yapma sırası geldiğinde parçayı verilen program numarası ile bilgisayardan çağrılmaktadır.
Operatörün işlemleri yapması ve herhangi bir sorunda müdahale edebilmesi için operatör uygulama sayfası (Operator Setup Sheet) ve lazer kesme kafasının hareket şekli kağıt üzerine alınarak operatöre verilmektedir. Operatör için düzenlenen sayfada yapılan program için genel olarak program numarası, tarihi, malzemenin cinsi, ağırlığı ve boyutları, kaç plaka kesileceği, toplam kesme zamanı, kesme uzunluğu, kesilecek parça veya parçaların .geo uzantılı dosya isimleri, sayfa ismi belirtilir. Ayrıca program numarası, o parçanın kesme zamanı, o parçanın kesme uzunluğu, ağırlığı, kaç noktadan parçanın içine işleyeceği gibi bilgileri görülmektedir.
Sac malzeme girildikten, parçalar yerleştikten, kalınlık belirlendikten sonra sac plaka ağırlığı ve lensin boyutu belirlenmektedir. Lazer tezgahıyla yapılan işlemin kesme zamanı da anında görülmektedir. Makinada yapılan bir programdan çok fazla kesim yapılacaksa tekrar tekrar çağırılarak yapılabilmektedir.
Tezgaha sac plaka el, forklift ya da vakumlu kollar yardımıyla yerleştirilebilir. Tezgahın üzerinde iki adet araba vardır. Bu arabalardan birisinin üzerine konulan sac işlemdeyken diğerine işlenecek sac malzeme yerleştirilir. İşlemi biten araba dışarı alınırken işleme girecek diğer araba alınır. Böylece zamandan çok büyük tasarruf sağlanır. Böylelikle kesilen parçalar toplanırken diğer arabadaki saç işleme başlar.
Tezgah çalışmaya başladıktan sonra kesinlikle cam bölmeleri açılmamalıdır. Bu cam bölmeler radyasyona ve lazer ışınının göz ve cilde etkisine karşı koruyan malzemelerden yapılmıştır. Tezgahın hava gereksinimi ise bir kompresör yardımıyla sağlanmaktadır. Ayrıca tezgahın bulunduğu ortamın temiz olması gerekmektedir. Lazer tezgahının üzerinde bulunan bilgisayar ile programların çağrılması, işlemlerin yapılması ve o anki işlemlerin görülmesi sağlanır.
Teknik resmi çizilen parçalar için hazırlanan iki farklı program çeşidi oluşturulabilir. Bunlardan ilki parçadan oluşan programdır. Genellikle bu program düzgün şekli ve çok fazla miktarda üretimi yapılacak olan parçalar için tercih edilmektedir. Sac plaka tamamına sadece bu parçalar yerleştirilir. Programda simulasyon yaptırılarak sorunlar görebilmektedir. Sac plaka üzerinde lazer kafasının hareketleri değiştirilebilir. Lazer sac plaka üzerine giriş noktaları, lazerin kesme yaparken izlediği yollar ve lazerin kafasının işlem dışı hareketleri görülmektedir. Hepsi farklı renklerle görülmektedir. Noktalı yerler lazerin ilk giriş noktalarını, dikdörtgen yerler lazer kesme işlemi yapılan yerleri, zikzaklı çizgiler ise lazer kafasının işlemsiz hareketlerini ifade etmektedir. Bu şekilde alının çıktı ile herhangi bir sorunda lazerin nereden tekrar başlatılacağı görülebilmektedir. Tezgah üzerinde bulunan bilgisayar ekranında da bu simulasyon bulunmaktadır.