Lazerler ahşabı kesmek için kullanılabilir ve bu, süreç fizibilitesi ve pratik uygulamalar açısından yaygın olarak doğrulanmıştır. Lazerle ahşap kesme, esasen yüksek enerjili yoğunluklu bir lazer ışını ile ahşap malzeme arasındaki termal etkileşime dayanır ve termal bozunmaya, karbonizasyona ve buharlaşmaya neden olarak malzeme ayrımını ve kesmeyi sağlar.
1. Lazerle Ahşap Kesmenin Temel İlkesi
Odaklandıktan sonra, lazer ışını ahşap yüzeyinde yüksek enerjili yoğunluklu bir nokta oluşturur. Ahşaptaki selüloz, hemiselüloz ve lignin, yüksek sıcaklık altında hızla bozunur ve buharlaşma reaksiyonlarına girer. Kesme işlemi sırasında, karbonize kalıntıları gidermek ve kerfi stabilize etmek için genellikle yardımcı gaz uygulanır. Lazer kesim, temassız bir işleme yöntemidir ve mekanik alet aşınması içermez.
2. Ahşap Kesimi İçin Uygun Lazer Tipleri
CO₂ Lazerler
CO₂ lazerler 10,6 μm dalga boyuna sahiptir. Ahşap, bu dalga boyunda yüksek bir emilim oranına sahiptir ve bu da CO₂ lazerleri ahşap kesimi için en yaygın kullanılan lazer türü yapar. Masif ahşap, kontrplak, MDF ve ahşap esaslı kompozit malzemeler için uygundurlar. Kesme verimliliği yüksektir ve kenar oluşumu stabildir.
Fiber Lazerler
Fiber lazerler yaklaşık 1,06 μm dalga boyuna sahiptir. Ahşap, bu dalga boyunda nispeten düşük bir emilim oranına sahiptir, bu nedenle fiber lazerler genellikle ahşap kesimi için ilk tercih değildir. Esas olarak ince ahşap levhalar veya düşük güç veya özel işlem koşulları altında işaretleme uygulamaları için kullanılırlar. Kesme kalitesi ve kararlılığı, CO₂ lazerlere göre daha düşüktür.
3. Lazerle Ahşap Kesimin İşlem Özellikleri
Dar kerf ve yüksek işleme doğruluğu, karmaşık konturlar ve ince desenler için uygundur.
Kesme kenarında belirli bir karbonizasyon derecesi meydana gelir; renk kararması, termal işlemenin normal bir sonucudur.
Isıdan etkilenen bölge nispeten yoğundur, önemli bir mekanik gerilme deformasyonu yoktur.
Kesme hızı, ahşap kalınlığı, yoğunluğu, nem içeriği ve lazer gücünden güçlü bir şekilde etkilenir.
4. Kesme Performansını Etkileyen Ana Faktörler
Ahşap türü: Yoğunluk ve lif yapısındaki farklılıklar, bireysel parametre eşleşmesi gerektirir.
Nem içeriği: Yüksek nem içeriği, kesme verimliliğini azaltır ve karbonizasyon ve kömürleşme riskini artırır.
Lazer gücü ve odak konumu: Yetersiz güç, eksik kesmeye neden olabilirken, uygunsuz odak, kerf kalitesini etkiler.
Yardımcı gaz basıncı: Yetersiz basınç, kalıntı birikmesine neden olabilir ve kesme sürekliliğini bozabilir.
5. Uygulama Senaryoları
Lazerle ahşap kesim, el sanatları imalatında, mobilya dekoratif bileşenlerinde, model yapımında, mimari dekoratif elemanlarda ve reklam tabelası endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Avantajları arasında yüksek işleme esnekliği ve mükemmel desen üretimi yer alır ve bu da onu küçük partili ve özelleştirilmiş üretim için uygun hale getirir.
6. Sınırlamalar
Lazer kesim, aşırı kalınlığa sahip masif ahşap için uygun değildir, çünkü kesme verimliliği kalınlığın artmasıyla önemli ölçüde azalır. Ayrıca, bazı kontrplak veya çok katmanlı panolar, kesim sırasında büyük miktarda duman üretebilen karmaşık yapışkan bileşenler içerir ve bu da egzoz ve duman ekstraksiyon sistemleri için daha yüksek gereksinimlere yol açar.
Lazerler ahşabı kesmek için kullanılabilir ve hassas işleme uygulamalarında olgun bir süreç temeline sahiptir. Uygun lazer türünü seçmek ve uygun işlem parametrelerini eşleştirmek, istikrarlı kesme kalitesi elde etmenin anahtarıdır.