اقتصاد دانش بنیان

وقتی لیرز به کمک صنعت می آید

تکنيک جديدي که به وسيله موسسه فرآئونهوفر ابداع شده، کمک ميکند تا بتوان صفحات شيشهاي را با کمک تابشهاي ليزري به صورت اشکالي پيچيده و نامتعارف خم کرد.

اين دامنه جديدي از پتانسيلها را براي مهندسان و طراحان معمار ميگشايد. پژوهشگران براي رسيدن به هدف خود از ويژگي خاص شيشه بهره ميبرند که آن ويسکوز شدن شيشه و در نتيجه ايجاد انعطاف پذيري و چکش خواري آن در مجاورت گرماست. محاسبات دقيق و جاذبه باقي عمليات را نهايي ميسازند.

يک باريکه ليزري با دقت بسيار بالا در سطح شيشه روي مسيري برنامه ريزيشده در خطي مشخص حرکت ميکند.

هرازگاهي ليزر متوقف ميشود و موقعيتش را تغيير ميدهد و دوباره به راه ميافتد. شيشه با قطر چهار ميليمتر قبل از آغاز اين فرايند در کوره قرار ميگيرد تا به اندازه کافي (تا زماني که در آستانه نرمشدن قرار گيرد) گرم و آماده شود.

جاذبه زمين سبب ميشود قسمت پايين شيشه مانند عسل غليظ کش بيايد. به اين ترتيب به شيشه فرم مطلوب داده شده، ليزر خاموش ميشود و اجازه ميدهند شيشه دوباره سرد و جامد شود. نتيجه ايجاد اشکالي شگفتانگيز است که به صورت شعاعهاي کوتاه موجي خم ميشود و ميتواند ساختاري برآمده در اطراف بپذيرد.

کل فرايند بر پايه ويژگيهاي فيزيکي اين ماده بنا نهاده شده است. برخلاف فلزت، شيشه يک نقطه ذوب ثابت ندارد که در آن به صورت مايع تبديل شود و در عوض زماني که در معرض دامنه دمايي خاصي قرار ميگيرد، نرم ميشود و خاصيت شکل پذيري مييابد.

خم کردن شيشه بدون قالب

تکنيک ابداعي بر پايه ليزر، به معماران و طراحان صنعتي اجازه ميدهد اشکالي را که تاکنون طراحي آنها با شيشه دشوار يا هزينه بر بوده، در زمان کوتاهي طراحي کنند. در اين روش، شيشه بدون نياز به قالب براي اعمال فشار و شکل دهي به فرم مورد نظر تبديل ميشود. به اين ترتيب هيچ خطايي در زمان ساخت رخ نميدهد و سطح صاف شيشه به صورت صيقلي و بسيار شفاف به دست ميآيد.

کنترل ليزر به وسيله نرم افزار

براي آغاز کار شکل دهي، ابتدا مسير فرايند برنامه ريزي ميشود. با استفاده از داده هاي هندسي به صورت بسيار دقيق روشن ميشود که کجا و در چه زماني و براي چه مدتي عمليات گرمادهي صورت گيرد و همچنين برنامه لازم براي پخش جريان ليزر تکميل ميشود. اين عوامل تعيين ميکنند که ليزر کي و کجا متوقف شود، کدام ناحيه را چندين بار و  به چه صورتي گرمادهي کند و شدت آن در هر زمان به چه ميزاني باشد. دکتر توبياس ريست از محققان موسسه فرآئون هوفر ميگويد: «به لطف اين تکنيک راه براي ساخته شدن اشکال خاص با شيشه به صورتي اقتصادي و در سطح بزرگ يا حتي به صورت تعداد بسيار کم فراهم ميشود. از زمان قرار دادن شيشه درون کوره مخصوص تا شکل نهايي مورد نظر تنها نيم ساعت طول ميکشد و کل پروسه به صورت صنعتي انجام ميگيرد. ماشين در زمان بسيار کوتاهي به کار گرفته ميشود، شيشه نيمه مذاب از درون کوره وارد دستگاه ميشود و با چند حرکت ليزر کار تمام است. از آنجا که شيشه براي خنک شدن بيرون ميآيد، ماشين ليزري کار خمکردن و شکل دادن به قطعه بعدي را صورت ميدهد. به اين ترتيب در مصرف انرژي صرفهجويي ميشود و عملکرد به چندين برابر روشهاي متداول ميرسد. ليزر به الکتريسيته زيادي نياز دارد، ولي کاربرد محدود آن براي زمانهاي کوتاه سبب کاهش مصرف ميشود.»

آينههاي قابل تنظيم براي هدايت ليزر

براي انجام فرايند از يک ليزر قدرتمند دي اکسيد کربن استفاده ميشود. اين نوع، در حال حاضر به صورت معمول در فرايند ساختن مواد صنعتي مورد استفاده قرار ميگيرد. ليزر به صورت مستقيم روي ماده مورد نظر به کار نميرود، بلکه به کمک آينههاي تنظيمشونده به داخل کوره تابانده ميشود. به اين ترتيب به سادگي و بسيار سريع ليزرها تنظيم ميشوند، زيرا مکان آنها به صورت ثابت است. با اين روش، ميتوان ورقههاي شيشهاي با قطر 100 سانتيمتري را در تمام قسمتها به فرم مورد نظر درآورد. قدم بعدي کاربرد اين تکنيک جديد براي جنسهاي ديگر شيشه است. 

منبع: مجله دانش بنیان