Lazerle kesme

[Ozlem]

Lazer isininin elde edilmesi kolaylastiktan sonra uygulama alanlari da artis gostermistir. Muhendislikte kullanimi kaynak, kesme ve delme islemleri seklindedir.

Lazerle yapilan uretim hem otomasyonu saglamakta hem de uretim hatasini azaltmaktadir. Lazerin cesitli tezgahlarda uygulanmasiyla uretim 24 saat yapilabilmekte, seri uretim saglanmasiyla maliyet de azalmaktadir. Ozellikle lazerle yapilan kesme islemleriyle bircok kalip ve aparatdan tasarruf saglanmistir. Bununla birlikte bircok makina kullanilmamakta, insan faktorunden kaynaklanan hatalarda azaltilmistir.

Celik, nikel alasimlari, titanyum, krom, paslanmaz celik, aluminyum ve alasimlari vb. malzemelerin kesme islemleri yapilabilmektedir. Lazer kesmenin avantajlari ise; kesme kalip ve aparati gerekmez, is parcasi kesme yuzeyi puruzsuzdur, 0.012 inch’ten 2.125 inch’e kadar lazerle kesme yapabilmektedir, daha ucuza maliyet saglanmaktadir, kucuk bir nokta seklinde yuksek yogunluklu lazer isini olusmaktadir ve isinma bu yogun enerjiye ragmen cok az gerceklesmektedir. Yapilan cesitli programlarla ozellikle AutoCAD ile, uretim cok hizlanmakta, ayni kalinlikta bircok parca ayni anda kesilebilmektedir. Boylece ayni yerde kullanilacak parcalar ayni anda takimlar halinde kesilebilmektedir. LAZER OLUÃ?UMU ve MAKiNADAKi iLETiMi Karbondioksit lazer tezgahlarinda lazer, karbondioksit gazina elektrik akimi verilerek olusturulur. Bunun yaninda kullanilan azot ve helyum gazi dusuk verimde olan karbondioksit lazerine eklenerek verim %30 artirilmaktadir. Lazer karisim orani CO2/N2 = 0.81, He ise » 1’dir[2,3]. Lazer isini tezgahin rezonator bolumunde cam tupler icinde 10m’ye yakin bir mesafe kateder. Bu tuplerden gaz gecerken iki ucu arasindan elektrik akimi verilerek lazer olusturulur. Daha sonra lazerin tezgah uzerinde izlemis oldugu yol Ã?ekil 1’de gorulmektedir. Lazerin bir isin olmasi sebebiyle aynalar sayesinde yonleri degistirilebilmektedir. En son olarak lazer isini kesme kafasina gelmekte burada kesme islemi yapilmaktadir. Lazer olusumu icin kullanilan gaz silindirlerinin makinaya mesafesi ise en fazla 10m kadar olmalidir. Uygulama basinci 6-10 bar’dir. Endustriyel lazerlerin bircogunda, lazer isininin olusabilmesi icin ozel gazlarin kullanilmasi gereklidir. Gazin kalitesi ve secimi, lazerin guvenilirligini ve islemin verimliligini dogrudan etkilemektedir. Lazer gazlari genellikle, yuksek saflikta ozel gazlardir. Lazer gazlari, makinaya ayri ayri tuplerde ya da onceden belli oranlarda karistirilmis olarak verilmektedir. Bu on karistirma ya da gazlarin ayri tuplerde verilmesindeki islem parametreleri (gaz debisi, basinc safligi vb.) her lazer makinasi ureticisi tarafindan belirlenir ve o sartlarda makinaya verilmektedir. Karbondioksit lazerini olusturan gazlar sunlardir; Karbondioksit, Azot ve Helyumdur. Bazi lazer gazlari 4 ya da 5 bilesen icerebilir (Ortama, CO2, N2 ve Helyumun disinda CO, H2 ve Ne eklenebilir iMALAT AKIÃ?ININ PLANLANMASI Lazer tezgahinin yerlesim plani ve yuklemenin uygun yapilmasi cok onemlidir. Lazer tezgahinin en yuksek verimle calisabilmesi icin kullanilan sac malzemelerin iyi kalitede olmasi gerekmektedir. Pasli ya da duzgun olmayan carpik malzemeler kesme kalitesini dusurmektedir, aksi durumda yuzeylerde kaynaklanma olusmaktadir. Sac uzerine yerlestirilen parcalar arasi mesafe en az sac kalinligi kadar olmalidir. Daire cevresini gezerek yapilacak dairesel kesmelerde minimum delik capi 8mm olmali, direk delme islemlerinde ise delik caplari sac kalinliginin yarisi kadar olmalidir. Daha buyuk kalinliklarda delik delme islemi icin sadece markalama yapilmaktadir. CAD(Computer Aided Design) asamasinda imal edilecek olan is parcasinin modeli tasarlanabilmekte ve imalat resmi yapilabilmektedir. is parcasinin imalat resimlerinin AutoCAD yazilimi kullanilarak gerceklestirilmesi buyuk kolaylik saglamaktadir. Lazer tezgahlarina ait programlarla da cizim gerceklestirilebilmektedir. Eger AutoCAD ile cizim yapilmissa cizim .dwg uzantili dosya halinde olusturulur ve cizimde birden fazla katman (layer) bulunmamalidir. Daha sonra bu cizim AutoCAD programinda .dxf uzantili dosya olarak kaydedilmektedir. Tezgaha ait programin alt programlari yardimiyla cizim donusturulerek (convert) programda kullanilacak olan .geo uzantili dosya haline getirilmektedir. Eger cizim tezgaha ait programda yapilirsa bunlara gerek kalmadan .geo uzantili dosya olarak kaydedilebilmektedir. Bu islemlerden sonra tezgahin programi calistirilarak kesilecek parca veya parcalarin sac plaka uzerinde yerlesim plani hazirlanmaktadir. Boyutlari belli olan bir plaka uzerine kalinliklari esit olmak sartiyla tek bir parcadan belli sayida veya birden fazla sayida farkli parca yerlestirilebilir. Bu da takim halinde kesilen parcalar icin uygun bir yontemdir. Daha onceden hazirlanan .geo uzantili dosya veya dosyalar cagrilarak sac plaka uzerine istenen sayi ve cesitlilikte yerlestirilirler. Daha sonra kesme kurali belirlenmektedir. CAM(Computer Aided Manufacturing) bolumunde ise bir veya birden fazla is parcasinin kesme simulasyonu, program yardimiyla gerceklestirilmektedir. Bununla kesmede olusabilecek cesitli hatalar degerlendirilmektedir. Ornegin; delik caplari cok kucukse farkli yerden lazer isini girisi gerceklestirilmekte ya da parcalar cok yakin yerlestirilmisse aralarindaki mesafe degistirilmektedir. Lazerin kafa hareketleri ekranda gorulmekte ve istenirse degisiklik yapilabilmektedir. Kafa hareketlerinin ayarlanmasinda parca uzerindeki lokal isinmalar dikkate alinmaktadir. Lazer tablosu belirlenip, program icin bir numara verilmesi gerekmektedir. Bu program numarasi programin kutuphanesinde uc farkli uzantili dosya olarak saklanmaktadir. Sac uzerine yerlestirme islemi bittikten sonra makinaya gonderilecek olan dosya uzantisi olan .taf dosyasi olusturulmaktadir. Daha sonra bu dosya makinadan kesim yapilacagi sirada cagrilmak uzere transfer edilmektedir. Operator kesim yapma sirasi geldiginde parcayi verilen program numarasi ile bilgisayardan cagirmaktadir Operatorun islemleri yapmasi ve herhangi bir sorunda mudahale edebilmesi icin operator uygulama sayfasi (Operator Setup Sheet) ve lazer kesme kafasinin hareket sekli kagit uzerine alinarak operatore verilmektedir. Operator icin duzenlenen sayfada yapilan program icin genel olarak program numarasi, tarihi, malzemenin cinsi, agirligi ve boyutlari, kac plaka kesilecegi, toplam kesme zamani, kesme uzunlugu, kesilecek parca veya parcalarin .geo uzantili dosya isimleri, sayfa ismi belirtilir. Ayrica program icinde bulunan her bir parcanin verilen parca ismi, geometrik dosya ismi, kesme kuralinin ismi, program numarasi, o parcanin kesme zamani, o parcanin kesme uzunlugu, agirligi, kac noktadan parcanin icine isleyecegi gibi bilgileri gorulebilmektedir. Sac malzeme girildikten, parcalar yerlestikten, kalinlik belirlendikten sonra sac plaka agirligi ve lensin boyutu belirlenmektedir. Lazer tezgahiyla yapilan islemin kesme zamanini da aninda gorebilmektedir. Makina da yapilan bir programdan cok fazla kesim yapilacaksa tekrar tekrar cagirilarak yapilabilmektedir. Tezgaha sac plaka el, forklift ya da vakumlu kollar yardimiyla yerlestirilebilir. Tezgahin uzerinde iki adet araba vardir. Bu arabalardan birisinin uzerine konulan sac islemdeyken digerine islenecek sac malzeme yerlestirilir. islemi biten araba disari alinirken isleme girecek diger araba alinir. Boylece zamandan cok buyuk tasarruf saglanir. Boylelikle kesilen parcalar toplanirken diger arabadaki sac isleme baslar. Tezgah calismaya basladiktan sonra kesinlikle cam bolmeleri acilmamalidir. Bu cam bolmeler radyasyona ve lazer isininin goz ve cilde etkisine karsi koruyan malzemelerden yapilmistir. Tezgahin hava gereksinimi ise bir kompresor yardimiyla saglanmaktadir. Ayrica tezgahin bulundugu ortamin temiz olmasi gerekmektedir. Lazer tezgahinin uzerinde bulunan bilgisayar ile programlarin cagrilmasi, islemelerin yapilmasi ve o anki islemelerin gorulmesi saglanir. iMALATI YAPILAN iÃ? PARCALARI Teknik resmi cizilen parcalar icin hazirlanan iki farkli program cesidi olusturulabilir. Bunlardan ilki bir parcadan olusan programdir. Genellikle bu program duzgun sekilli ve cok fazla miktarda uretimi yapilacak olan parcalar icin tercih edilmektedir. Sac plaka tamamina sadece bu parca yerlestirilir (Ã?ekil 2). Programda simulasyon yaptirilarak sorunlar gorebilmektedir. Sac plaka uzerinde lazer kafasinin hareketleri degistirilebilir. Lazerin sac plaka uzerine giris noktalari, lazerin kesme yaparken izledigi yollar ve lazer kafasinin islem disi hareketleri gorulmektedir. Hepsi farkli renklerle gorunmektedir. Noktali yerler lazerin ilk giris noktalarini, dikdortgen yerler lazer kesme islemi yapilan yerleri, zikzakli cizgiler ise lazer kafasinin islemsiz hareketini ifade etmektedir. Bu sekilde alinan cikti ile herhangi bir sorunda lazeri nereden tekrar baslatilacagi gorulebilmektedir. Tezgah uzerinde bulunan bilgisayar ekraninda da bu simulasyon bulunmaktadir. Yukarida gorulen parca AutoCAD programi yardimiyla cizilip yukarida anlatilan islemler yapildiktan sonra Ã?ekil 2’de lazer kafasinin hareketleri gorulen program yapilmaktadir. Daha sonra lazer tezgahinda kesme islemi gerceklestirilebilmektedir. ikinci olarak ise sac plaka uzerine birden cok sayida farkli veya ayni parca yerlestirilerek yapilan programdir. Bu programla asimetrik parcalarin aralarina veya kenarlarina diger kucuk boyutlu parcalar konarak malzemeden en az fireyi elde edecek programlar yapilabilir. Ã?ekil 3’de goruldugu gibi 15 tane farkli parca bir sac plaka uzerine yerlestirilmistir. Bu kesimde malzeme sekillerinden dolayi olusacak fire malzemeler uzerine kucuk parcalarda yerlestirilerek fire azaltilmistir. Bu programlama sayesinde ayni takim veya grupta kullanilacak malzemeler bir arada kesilmistir. Kaynak, montaj ya da boyamaya gidecek olan parcalarin tamami bir arada bulunacagindan malzemenin kontrolu de saglanmis olmaktadir. ?lkemizde son yillarda teknolojik imalat tezgahi olarak ithal edilen lazer kesme tezgahlari otomotiv sektorunde uretim icin buyuk kolaylik saglamaktadir. Otomotiv yan sanayisi olarak calisan cesitli fabrikalar lazer kesme tezgahini kullanarak rakiplerine buyuk fark atmislardir. Yapilan calismada lazer tezgahinin genel ozellikleri, lazer tezgahinin kullanilmasiyla saglanan kolayliklar, lazer tezgahinin hangi malzemeler icin ve hangi kalinliklar kadar kesme yapildigi, parca programi yapilirken nelere dikkat edilmesi gerektigi ve bir imalat isleminin programlama asamalari belirtilmistir. Lazer tezgahinda programlama yapilirken nelere dikkat edilmesi gerektigi ve program asamasinin daha etkili uygulanabilmesi ve kavranabilmesi icin aciklamalar yapilmistir. Lazer kesme tezgahinda yapilan imalatta gorulen olumsuzluklardan birisi ise tek darbede delik delme islemi yapilan kisimlarda malzemede sertlesme gorulmesidir. Bu kisimlara dis acma v.b. gibi islemler yapilacagi dusunuluyorsa tek darbede delme yerine delinecek kisimlara sadece markalama islemi yapilacak sekilde program yeniden gozden gecirilmelidir. Lazer tezgahini kullanmak icin, tezgahin yapisini ve ozelliklerini iyi anlamak gerekir. Kesilecek malzemenin tezgahin uzerine konulmasindan kesilen parcalarin alinmasina kadar gecen islemler iyi takip edilmelidir. Programlama yapabilmek icin tezgaha ait programin iyi bilinmesi gerekmektedir. Ayrica iyi bir AutoCAD bilgisi ile programlama cok daha kolay gerceklestirilebilir.