هم برش مکانیکی و هم برش لیزری فرآیندهای رایج ساخت هستند که در صنایع تولیدی امروزی مورد استفاده قرار می گیرند. هر روش از تجهیزات متمایز خود استفاده می کند و مزایا و معایب خاص خود را دارد. ترجیح در بین این دو معمولاً به طیف وسیعی از عوامل مانند الزامات برنامه، مقرون به صرفه بودن و قابلیت های تولید بستگی دارد.
برش مکانیکی، که شامل ابزار و ماشینکاری می‌شود، فرآیندی است که از تجهیزات نیرومحور برای شکل‌دهی و شکل دادن مواد به یک طرح از پیش تعیین‌شده استفاده می‌کند. برخی از ماشین‌های متداول مورد استفاده در برش مکانیکی عبارتند از: ماشین‌های تراش، فرز و پرس مته که به ترتیب با فرآیندهای تراشکاری، فرزکاری و حفاری مطابقت دارند.
ماشین تراش
تراش یک ماشین فلزکاری است که مواد را معمولاً با یک موتور کنترل‌شده توسط کامپیوتر می‌چرخاند، در حالی که یک تیغه برش سخت شده، ذخایر اضافی را برای ایجاد شکل دلخواه جدا می‌کند. سیال برش را می توان برای کمک به حفظ کنترل دما، روغن کاری قطعات متحرک، و حذف زباله ها یا "جوش ها" از قطعه کار استفاده کرد.
آسیاب
یک دستگاه فرز دارای یک ابزار برش ثابت و یک میز متحرک است که قطعه کار روی آن محکم می شود. جهت های دستی یا کامپیوتری میز را در اطراف تیغه چرخان حرکت می دهد تا برش های مورد نظر را ایجاد کند. ماشین های فرز قادر به ایجاد اشکال پیچیده یا متقارن در سراسر محورها هستند. چهار دسته اصلی دستگاه فرز عبارتند از: فرز دستی، فرز ساده، یونیورسال و مدل های همه جانبه.
مته فشاری
دریل پرس یک مته ثابت است که روی میز نصب می شود یا به کف پیچ می شود و توسط یک موتور القایی هدایت می شود. از یک پایه، یک ستون، یک میز، یک دوک و یک سر مته تشکیل شده است. یک دسته سه شاخه، مته را بالا یا پایین می‌آورد تا سوراخ‌های استوانه‌ای در قطعه کار ایجاد شود. همانطور که بیت می‌چرخد و فلز را برش می‌دهد، فلوت روی مته، خرده‌ها یا ضایعات را به سمت بالا و خارج از سوراخ می‌برد.
تجهیزات و روش های برش لیزری
برش لیزری از یک دستگاه انتشار انرژی استفاده می‌کند تا جریان بسیار متمرکزی از فوتون‌ها را روی ناحیه کوچکی از قطعه کار متمرکز کند و طرح‌های دقیق را از مواد جدا کند. لیزرها معمولاً با رایانه کنترل می شوند و می توانند برش های بسیار دقیقی را با پرداخت با کیفیت انجام دهند. رایج ترین برش های لیزری از نوع گازی CO2 یا Nd:YAG هستند.
لیزرهای CO2
لیزر دی اکسید کربن (CO2) تخلیه گازی را منتشر می کند که به عنوان تراشکاری صنعتی واسطه ای برای پرتو نور عمل می کند. این لیزر یکی از پرقدرت ترین لیزرهای موج پیوسته است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، که عمدتاً به دلیل نسبت توان خروجی به پمپ بالا است. پرتوهای مبتنی بر دی اکسید کربن در سمت مادون قرمز طیف نور با باندهای طول موجی بین 9.4 تا 10.6 میکرومتر قرار می گیرند. آنها معمولاً برای جوشکاری، برش و حکاکی فلزات و همچنین لایه برداری مجدد بافت بیولوژیکی استفاده می شوند.
لیزرهای Nd:YAG
بر خلاف لیزرهای CO2، گارنت آلومینیوم ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم یا Nd:YAG، لیزرها دستگاه های حالت جامد هستند که از کریستال به عنوان یک محیط نور استفاده می کنند. آنها همچنین دارای دیودهای لیزری یا لامپ های فلاش هستند که به صورت نوری پرتوهای خود را پمپ می کنند که طول موج مادون قرمز 1064 نانومتر را ساطع می کنند. مدل های Nd:YAG برخی از رایج ترین لیزرهای مورد استفاده در ساخت هستند که در جوشکاری، برش، حکاکی، علامت گذاری و اچ کردن انواع مواد کاربرد دارند. علاوه بر این، این لیزرها کاربردهای پزشکی متعددی نیز دارند.
برش مکانیکی در مقابل برش لیزری
از آنجایی که برش لیزری نه تنها می‌تواند مواد را برش دهد، بلکه می‌تواند به یک محصول پرداخت کند، می‌تواند فرآیندی ساده‌تر از جایگزین‌های مکانیکی آن باشد، که اغلب به درمان‌های پس از ماشینکاری نیاز دارند. علاوه بر این، هیچ تماس مستقیمی بین دستگاه لیزر و مواد وجود ندارد و احتمال آلودگی یا علامت گذاری تصادفی را کاهش می دهد. لیزرها همچنین ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچکتری ایجاد می کنند که خطر تاب برداشتن یا تغییر شکل مواد در محل برش را کاهش می دهد.
با این حال، برش لیزری می‌تواند یک روش ساخت پرهزینه و از نظر فنی چالش برانگیز باشد، در حالی که فرآیندهای برش مکانیکی برش CNC مته ارزان‌تر و آسان‌تر برای ادغام در خدمات تولیدی هستند. تجهیزات لیزر معمولاً به یک منبع انرژی قدرتمند نیاز دارند و انرژی را با سرعت بالایی مصرف می کنند. این معمولاً به یک مغازه نیاز دارد که علاوه بر منابع برق استاندارد، باتری یا خازن های وسیعی را نیز نگهداری کند. دستگاه‌های لیزر اغلب گران هستند و تجهیزات جانبی مانند آینه‌های طلایی یا پنجره‌ها و لنزهای سلنید روی می‌توانند هزینه‌های اضافی را به همراه داشته باشند.
هنگام انتخاب بین برش لیزری و مکانیکی، ممکن است به یاد داشته باشید که این فرآیندها منحصر به یکدیگر نیستند و بسیاری از ماشین‌فروشی‌ها ترکیبی از این دو خدمات برش را ارائه می‌دهند. سازندگانی که مزایای یک نوع برش را در مقابل نوع دیگر ارزیابی می‌کنند، اساساً دقت و قابلیت اطمینان برش لیزر را در مقابل هزینه‌ها و مصرف انرژی، و سهولت استفاده و کارآمدی برش مکانیکی را در برابر خطر آسیب یا تغییر شکل یک ماده معین متعادل می‌کنند.