חיתוך לייזר

חיתוך לייזר היא טכנולוגיה המבוססת על קובץ דיגיטאלי דו ממדי הנוצר בתוכנת מחשב ונחתך או נצרב בעזרת מכונת לייזר.
מכונות חיתוך לייזר יכולות לחתוך חומרים כמו עץ, קרטון, נייר, בד, מתכת ועוד… החומרים אותם מכונות חיתוך הלייזר יכולות לחתוך תלויים בסוג המכונה ורכיביה.

מהו לייזר?

לייזרים הם דבר נפוץ ורובנו נחשפים אליהם במגוון רחב של מופעים ושימושים. חלקם משמשים לסימון נקודה על מצגת או בשמי הלילה על מנת להראות קבוצת כוכבים מסוימת, בעוד שאחרים משמשים תאורה במועדונים ומסיבות או אמצעי אבטחה בכניסה לאזור מאובטח. קיימים עוד אינספור שימושים שונים בלייזר.

מה ההבדל בין קרני הלייזר הללו? ומהו לייזר בכלל?

המילה לייזר היא ראשי תיבות (LASER):
LASER-Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
ובתרגום לעברית: הגברה של אור על ידי פליטה מאולצת של קרינה.
נסביר הגדרה זו בעזרת חזרה נוסטלגית אל הילדות. כל מי ששיחק בעודו ילד עם זכוכית מגדלת על מנת להבעיר עלים או ליצור מדורות קטנטנות התנסה ביצירת תופעה הדומה מאד להיווצרות קרן הלייזר.
בעוד שקרני השמש מפוזרים למספר רב של כיוונים, פגיעתם במשטח הקמור של זכוכית המגדלת גורם לקרני השמש להתמקד לכיוון נקודה אחת, ועל ידי כך למקד אנרגיה רבה לכיוון נקודה אחת. אנרגיה זו היא שגורמת לדליקה.

מהו לייזר? המחשה של ההבדל בין קרניים העוברות דרך זכוכית ישרה לבין זכוכית קמורה

בדומה לשמש, ישנם מוקדי אור שונים המוכרים לנו שפולטים קרני אור בכל הכיוונים כמו נורה.
קרני הנורות שונות מקרני הלייזר במספר מאפיינים. ראשית, קרני הנורה, בדומה לקרני השמש מכוונות לכל הכיוונים, בעוד שקרן לייזר היא בעלת כיווניות אחידה. 

בנוסף, אורכי הגל שנורה מייצרת הם מגוונים, ואורך הגל שלייזר מייצר הוא אחיד. בעצם לקרן הלייזר מספר מאפיינים המעניקים לה את תכונותיה היחודיות. ראשית קרני האור היוצרות את קרן הלייזר הן קוהרנטיות, משמע מדובר בגלים בעלי אורך זהה והמתואמים בצורתם. שנית, קרן הלייזר מוכרחה להיות אלומת אור צרה וממוקדת ביותר (בדומה למיקוד קרני השמש המתרחש בעזרת זכוכית המגדלת) ובנוסף על מנת לייצר מיקוד זה כל הגלים המרכיבים את האלומה מוכרחים להיות מגבילים זה לזה.
על מנת לייצר קרן לייזר דרושים מספר מרכיבים:

-תווך המייצר את הלזירה לדוגמא גז, תרכובת אורגנית, ועוד חומרים שונים
-מקור אנרגיה
-ומראות כאשר אחת מהן שקופה למחצה או בעלת חור התווך המייצר את הלזירה מורכב מחלקיקים, מקור האנרגיה מזרים אנרגיה למערכת וחלקיקי החומר המרכיב את התווך מגיעים לדרגת אנרגיה גבוהה יותר-נהיים "מעוררים", כאשר אחד החלקיקים חוזר למצבו הקודם (מצב לא מעורר), משתחררת אנרגיה בצורת פוטון-קוונטום אור. 

הפוטון פוגע בחלקיק מעורר נוסף וגורם לו לחזור למצבו הרגיל. תופעה זו נקראת "פליטה מעודדת" ( Stimulated Emission) כך פוטונים נוספים פוגעים בחלקיקים מעוררים וגורמים להם לשחרר פוטונים נוספים. 

ככל שמוזרמת אנרגיה אל המערכת, החלקיקים המעוררים משחררים עוד פוטונים הזהים כמעט לגמרי אחד לשני. תגובת שרשרת זו משחררת אנרגיה ויוצרת גלי אור קוהרנטיים בעלי אורכי גל זהים ומתואמים. אך קוהרנטיות היא רק תכונה אחת המאפשרת לקרן הלייזר את תכונותיה היחודיות. קרן הלייזר מוכרחה להיות צרה וממוקדת ועל כל הגלים בה להיות מקבילים זה לזה. לשם כך במערכת הלייזר קיימות שתי מראות המקבילות אחת לשניה. שתי המראות בעלות שני תפקידים חיוניים בתפקוד מערכת הלייזר. ראשית,המראות גורמות לכך שכל קרן שאיננה בציר המקביל בין שתי המראות נפלטת מחוץ למערכת הלייזר.

כיצד לייזר עובד? החזרת הקרן בין שתי מראות מסננת אל מחוץ למערכת קרניים שאינן מקבילות זו לזו
שנית הקרניים המקבילות לציר שבין שתי המראות מתעצמות ומצטמצמות לאורך גל אחיד.
כיצד לייזר עובד? יציאת קרן לייזר ממוקדת דרך מראה שקופה למחצה או דרך חריר

בין שתי המראות נוצרת קרן ממוקדת, חזקה ובעלת אורכי גלים המקבילים ושווים זה לזה. הקרן יוצאת מהמראות דרך חריר או מראה שקופה למחצה. הקרן מכוונת אל החומר המעובד ומאפשרת צריבה או חיתוך של החומר.

שימושיו של חיתוך לייזר

חיתוך לייזר היא אחת הטכנולוגיות הנמצאות בשימוש הנרחב ביותר בתהליכי ייצור ברחבי העולם כיום. מכונות חיתוך לייזר משמשות מגוון רחב של תעשיות- עיצוב תעשייתי, עיצוב אופנה, אומנות, רפואה, תעשייה אווירית, אלקטרוניקה ועוד…
טכנולוגיה זו מביאה איתה יתרונות יחודיים ומאפשרת יצירה של אמצעים שונים עבור כמות עצומה של שימושים. מנגנון הפעולה של הטכנולוגיה השתכלל רבות במרוץ השנים והוא ממשיך להשתפר ולפתוח דלתות לשימושים חדשניים שלא התאפשרו בעבר.
היתרונות העיקריים של טכנולוגיה זו הם קלות תפעול ויצירה של קבצים, יחד עם עלות ייצור נמוכה יחסית.

דוגמאות לשימושים מעניינים בחיתוך לייזר

חיתוך לייזר עבור התעשיה הכבדה

חיתוך לייזר מאפשר חיתוך מדויק של חלקי מתכת. שימוש בטכנולוגיית חיתוך הלייזר בתעשיה הוא דרך זולה יחסית ויעילה ביותר ליצירה של חלקים מותאמים אישית והורדה במשקל החלקים בעזרת יצירה של דפוסי חיתוך שונים. טכנולוגיה זו באה לידי שימוש בתעשיות הרכב, האלקטרוניקה, הרפואה ועוד רבות אחרות.

שימושי לייזר לתעשייה הכבדה
זיווד אלקטרוני

זיווד אלקטרוני

אחד השימושים המרכזיים של חיתוך לייזר בתעשיה הכבדה הוא עבור יצירה של זיוודים אלקטרוניים. הזיוודים מותאמים בצורה מדיוקת עבור הרכיבים אותם הם מיועדים להכיל. ניתן בקלות לשנות את הקבצים המקורייםולהתאימם ביעילות לשינויי המוצר.

חיתוך לייזר בעולם הקולינארי

שפים ומעצבי מזון משתמשים בטכנולוגיית חיתוך לייזר על מנת להעניק למנות שלהם נראות ייחודית יחד עם מרקם מעניין וחדשני.

אצות נורי מעוצבות שנחתכו בלייזר עבור החנות: umino seaweed shop

חיתוך לייזר של אצות נורי מעוצבות עבור החנות: umino seaweed shop

עיצוב אצות זה פותח על ידי חברת השיווק I&S BBDO עבור חנות אצות בשם umino seaweed shop. כל הדוגמאות שנחתכו בלייזר באצות מבוססת על אלמנטים מהסימבוליזם וההיסטוריה היפנית. הדוגמאות מבוססת על פריחת הדובדבן, טפטוף מים, שריון צב, שריון צב ים וצמח הקנאבוס הנחשבים כמביאי מזל, יופי, שמחה וחיים ארוכים בתרבות היפנית.

חיתוך לייזר המעניק לחומרי גלם שונים תכונות יחודיות

כפי שראינו, חיתוך הלייזר מאפשר יצירה של דוגמאות חיתוך חזרתיות מדויקות ביותר. יכולת זו פותחת אפשרות חדשנית. על ידי יצירה של דפוסים חוזרים מסוימים על חומר, ניתן להעניק לו תכונות חדשות לגמרי שאינן ניתנות להשגה בטכנולוגיות אחרות.

משטח עץ לבוד גמיש במיוחד!

משטח עץ לבוד גמיש במיוחד!
יצירה של דפוס חיתוך מסויים על לוח עץ לבוד מאפשרת להעניק לחומר הגלם תכונות גמישות ויכולת כיפוף יוצאות דופן. כך הופך חיתוך הלייזר חומר המוכר לנו כקשיח הניתן לכיפוף בעזרת תהליכים ארוכים כמו חימום בעזרת אדים, למשטח גמיש לחלוטין הניתן לשימוש באינספור דרכים שונות! כל זאת תוך כדי שימור תכונותיו החומריות של הלוח והענקת תכונות חדשות בעזרת שינוי מבני בלבד.

חיתוך לייזר בתעשיית האופנה

הטכנולוגיות החדשניות מוצאות את דרכן לעולם עיצוב האופנה. ניתן לראות יותר ויותר מעצבים המשתמשים בטכנולוגיות חיתוך לייזר והדפסה תלת ממדית ומחוללים איתם מהפכה בעולם עיצוב הטקסטיל והלבוש.

מעצב האופנה החדשני מרטין ואן סטריאן השיק קולקצית בגדים שנעשתה בעזרת טכנולוגיית חיתוך לייזר. עיצוביו מבוססים על צורות ואלמנטים הלקוחים מעולם האדריכלות. ניתן לראות את אותותיהם של מגוון אלמנטים פרי יצירתו של האדם כמו גשרים, בניינים ועוד מבנים… הבאים לידי ביטוי בעזרת השימוש בטכנולוגיית חיוך הלייזר המאפשרת יצירה של צורות וגזרות מדוייקות ודפוסי חיתוך מקוריים. הסרה של מקטעים רבים בבד מעניקה לו קלות משקל וגמישות. בנוסף, היות ומדובר בקובץ ממוחשב, הבגדים החתוכים מותאמים באופן פרני עבור כל לובש בהתאם למידותיו. מידות הקובץ החתוך והפרופורציות שלו הן קלות לשינוי וייצור פרסונאלי.

חיתוך לייזר בIMPACT LABS

חברת IMPACT LABS מתמחה במתן פתרונות כוללים לייצור ופיתוח מוצרים בטכנולוגיית חיתוך לייזר. צוות החברה ילווה אתכם משלב הרעיון דרך שלב פיתוח המוצר ויצירת אבי טיפוס ועד ליצירה של תוצר מוגמר. אנו בIMPACT LABS מתגאים באווירה חדשנית, חוקרת ומתפתחת המאפשרת ללקוחותינו התנסות במגוון חומרים ופיתוח תהליכי ייצור ועיבוד חדשניים.