การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ในวัสดุก่อสร้าง

เลเซอร์ใช้พลังงานสูงในการโต้ตอบกับวัสดุต่างๆ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การประมวลผล การประยุกต์ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่ง่ายที่สุดคือวัสดุโลหะ ซึ่งเป็นตลาดที่มีการพัฒนาที่ก้าวหน้าที่สุด

วัสดุโลหะประกอบด้วยแผ่นเหล็ก เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม ทองแดง โลหะผสมอลูมิเนียม ฯลฯ แผ่นเหล็กและเหล็กกล้าคาร์บอนส่วนใหญ่นำมาใช้เป็นชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะ เช่น รถยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องจักรก่อสร้าง ท่อส่ง ฯลฯ ซึ่งต้องใช้กำลังตัดและเชื่อมค่อนข้างสูง เหล็กกล้าไร้สนิมนิยมใช้ในห้องน้ำ เครื่องครัว และมีด ซึ่งต้องการความหนาไม่มาก เลเซอร์กำลังปานกลางก็เพียงพอ

โครงการที่อยู่อาศัยและโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ ของจีนพัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีการใช้วัสดุก่อสร้างจำนวนมาก ยกตัวอย่างเช่น จีนใช้ปูนซีเมนต์ถึงครึ่งหนึ่งของโลก และยังเป็นประเทศที่ใช้เหล็กมากที่สุด วัสดุก่อสร้างถือเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมหลักของเศรษฐกิจจีน วัสดุก่อสร้างต้องการกระบวนการแปรรูปจำนวนมาก แล้วเทคโนโลยีเลเซอร์ในวัสดุก่อสร้างมีการประยุกต์ใช้อะไรบ้าง? ปัจจุบัน การก่อสร้างฐานรากหรือโครงสร้างที่ทำจากเหล็กเส้นและเหล็กเส้นส่วนใหญ่ใช้เครื่องตัดหรือเครื่องเจียรไฮดรอลิก เลเซอร์มักใช้ในกระบวนการแปรรูปท่อ ประตู และหน้าต่าง

การประมวลผลด้วยเลเซอร์ในท่อโลหะ

ท่อที่ใช้ในการก่อสร้าง ได้แก่ ท่อน้ำ ก๊าซถ่านหิน/ก๊าซธรรมชาติ ท่อระบายน้ำ ท่อรั้ว ฯลฯ และท่อโลหะ ได้แก่ ท่อเหล็กชุบสังกะสีและท่อสแตนเลส ด้วยความต้องการด้านความแข็งแรงและความสวยงามที่สูงขึ้นในอุตสาหกรรมก่อสร้าง ความต้องการการตัดท่อจึงเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปท่อจะมีความยาว 10 เมตรหรือ 20 เมตรก่อนส่งมอบ หลังจากจัดจำหน่ายไปยังอุตสาหกรรมต่างๆ แล้ว เนื่องจากลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกัน ท่อจึงจำเป็นต้องถูกแปรรูปเป็นชิ้นส่วนที่มีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการของแต่ละอุตสาหกรรม

เทคโนโลยีการตัดท่อด้วยเลเซอร์โดดเด่นด้วยระบบอัตโนมัติประสิทธิภาพสูงและกำลังส่งสูง จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมท่ออย่างรวดเร็ว และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดท่อโลหะหลากหลายชนิด ท่อโลหะที่มีความหนาน้อยกว่า 3 มม. สามารถตัดได้ด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ขนาด 1,000 วัตต์ และการตัดด้วยความเร็วสูงสามารถทำได้ด้วยกำลังเลเซอร์มากกว่า 3,000 วัตต์ ในอดีต เครื่องตัดแบบล้อเจียรใช้เวลาตัดท่อสแตนเลสเพียง 20 วินาที แต่การตัดด้วยเลเซอร์ใช้เวลาเพียง 2 วินาที ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก ดังนั้น อุปกรณ์ตัดท่อด้วยเลเซอร์จึงเข้ามาแทนที่การตัดด้วยมีดแบบดั้งเดิมในช่วงสี่ถึงห้าปีที่ผ่านมา การตัดท่อด้วยเลเซอร์ทำให้กระบวนการเลื่อย การเจาะ การเจาะ และกระบวนการอื่นๆ แบบดั้งเดิมเสร็จสมบูรณ์โดยอัตโนมัติในเครื่องจักร เครื่องตัดสามารถตัด เจาะ และตัดรูปทรงและลวดลายต่างๆ ได้ ด้วยกระบวนการตัดท่อด้วยเลเซอร์ คุณเพียงแค่ป้อนข้อมูลที่จำเป็นลงในคอมพิวเตอร์ จากนั้นอุปกรณ์ก็จะทำงานตัดได้โดยอัตโนมัติ รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ การป้อนอัตโนมัติ การหนีบ การหมุน การตัดร่อง เหมาะสำหรับท่อกลม ท่อเหลี่ยม ท่อแบน ฯลฯ การตัดด้วยเลเซอร์เกือบจะตอบสนองข้อกำหนดทั้งหมดของการตัดท่อ และบรรลุโหมดการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ

การตัดท่อด้วยเลเซอร์

การประมวลผลด้วยเลเซอร์ในประตูและหน้าต่าง

ประตูและหน้าต่างเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมก่อสร้างอสังหาริมทรัพย์ของจีน บ้านทุกหลังจำเป็นต้องมีประตูและหน้าต่าง เนื่องจากความต้องการที่สูงมากของอุตสาหกรรมและต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นทุกปี ผู้คนจึงตั้งเป้าหมายที่สูงขึ้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ประตูและหน้าต่าง

สเตนเลสสตีลที่ใช้ในการผลิตประตู หน้าต่าง ตาข่ายกันขโมย และราวบันไดส่วนใหญ่มักเป็นแผ่นเหล็กและแผ่นดีบุกกลมที่มีความหนาไม่เกิน 2 มม. เทคโนโลยีเลเซอร์สามารถตัด เจาะ และตัดลวดลายบนแผ่นเหล็กและแผ่นดีบุกกลมได้อย่างแม่นยำ ปัจจุบันการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพกพาช่วยให้เชื่อมชิ้นส่วนโลหะของประตูและหน้าต่างได้อย่างราบรื่น โดยไม่มีช่องว่างและรอยเชื่อมที่เด่นชัดจากการเชื่อมจุด ทำให้ประตูและหน้าต่างมีประสิทธิภาพการทำงานที่ยอดเยี่ยมและมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม

ปริมาณการใช้ประตู หน้าต่าง ตาข่ายกันขโมย และราวกันตกต่อปีนั้นสูงมาก การตัดและเชื่อมสามารถทำได้ด้วยกำลังเลเซอร์ขนาดเล็กและขนาดกลาง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ผลิตตามขนาดบ้าน และผ่านกระบวนการโดยร้านติดตั้งประตูและหน้าต่างขนาดเล็กหรือบริษัทตกแต่ง ซึ่งใช้วิธีการเจียรตัดแบบดั้งเดิมและเป็นที่นิยมที่สุด การเชื่อมด้วยอาร์ก การเชื่อมด้วยเปลวไฟ ฯลฯ จึงมีช่องว่างอีกมากสำหรับการแปรรูปด้วยเลเซอร์เพื่อทดแทนกระบวนการแบบดั้งเดิม

ประตูนิรภัยเชื่อมเลเซอร์

ความเป็นไปได้ของการประมวลผลด้วยเลเซอร์ในวัสดุก่อสร้างที่ไม่ใช่โลหะ

วัสดุก่อสร้างที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซรามิก หิน และแก้ว กระบวนการเหล่านี้ใช้ล้อเจียรและมีดกล ซึ่งอาศัยการควบคุมและการจัดวางด้วยมือทั้งหมด นอกจากนี้ ฝุ่น เศษวัสดุ และเสียงรบกวนจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นระหว่างกระบวนการ ซึ่งเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์อย่างมาก ดังนั้นจึงมีคนหนุ่มสาวที่เต็มใจทำเช่นนี้น้อยลงเรื่อยๆ

วัสดุก่อสร้างทั้งสามประเภทนี้ล้วนมีโอกาสเกิดการบิ่นและแตกร้าวได้ จึงมีการพัฒนากระบวนการตัดกระจกด้วยเลเซอร์ขึ้น ส่วนประกอบของกระจก ได้แก่ ซิลิเกต ควอตซ์ ฯลฯ ซึ่งทำปฏิกิริยากับลำแสงเลเซอร์ได้ง่ายเพื่อตัดให้เสร็จ มีการถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับกระบวนการตัดกระจก สำหรับเซรามิกและหิน การตัดด้วยเลเซอร์มักไม่ค่อยได้รับการพิจารณาและจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม หากพบเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นและกำลังที่เหมาะสม ก็สามารถตัดเซรามิกและหินได้ โดยเกิดฝุ่นและเสียงรบกวนน้อยลง

การสำรวจการประมวลผลด้วยเลเซอร์ในสถานที่

สถานที่ก่อสร้างที่อยู่อาศัย หรือโครงการโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ถนน สะพาน และรางรถไฟ ซึ่งวัสดุต่างๆ จำเป็นต้องสร้างและวาง ณ สถานที่ก่อสร้าง แต่การประมวลผลชิ้นงานของอุปกรณ์เลเซอร์มักถูกจำกัดอยู่แค่ในโรงงาน จากนั้นจึงขนส่งชิ้นงานไปยังสถานที่ที่สองเพื่อนำไปใช้งาน ดังนั้น การสำรวจว่าอุปกรณ์เลเซอร์สามารถประมวลผล ณ สถานที่จริงได้อย่างไรในสถานการณ์การใช้งาน อาจเป็นทิศทางสำคัญของการพัฒนาเลเซอร์ในอนาคต

ยกตัวอย่างเช่น เครื่องเชื่อมอาร์กอนอาร์กได้รับความนิยมและใช้งานอย่างแพร่หลาย มีคุณสมบัติเด่นคือ ต้นทุนต่ำ พกพาสะดวก ใช้พลังงานน้อย มีเสถียรภาพสูง ปรับตัวได้ดี และสามารถพกพาไปยังหน้างานเพื่อแปรรูปได้ทุกเมื่อ ด้วยเหตุนี้ เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาจึงเปิดโอกาสให้สามารถสำรวจกระบวนการแปรรูปด้วยเลเซอร์ ณ สถานที่ปฏิบัติงานจริงได้ ปัจจุบัน อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบพกพาและเครื่องทำน้ำเย็นสามารถรวมเข้าเป็นหนึ่งเดียวที่มีขนาดกะทัดรัดยิ่งขึ้น และสามารถนำไปใช้งานในสถานที่ก่อสร้างได้

การเกิดสนิมบนชิ้นส่วนโลหะเป็นปัญหาที่ยุ่งยากมาก หากไม่รีบจัดการสนิมให้ทันเวลา ผลิตภัณฑ์ก็มีแนวโน้มที่จะถูกทิ้ง การพัฒนาระบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำให้การกำจัดสนิมง่ายขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น และลดต้นทุนต่อกระบวนการลง การนำเสนอบริการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบ door-to-door ระดับมืออาชีพเพื่อจัดการกับชิ้นงานที่ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้และจำเป็นต้องทำความสะอาดในสถานที่ก่อสร้าง อาจเป็นหนึ่งในแนวทางการพัฒนาระบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ บริษัทแห่งหนึ่งในหนานจิงได้พัฒนาอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบเคลื่อนที่ที่ติดตั้งบนยานพาหนะสำเร็จแล้ว และบางบริษัทยังได้พัฒนาเครื่องทำความสะอาดแบบสะพายหลัง ซึ่งสามารถทำความสะอาดผนังภายนอกอาคาร โรงเก็บน้ำฝน โครงสร้างเหล็ก และอื่นๆ ได้ในสถานที่ และยังเป็นทางเลือกใหม่สำหรับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในสถานที่อีกด้วย

S&A เครื่องทำความเย็น CWFL-1500ANW สำหรับเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพา