การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ในวัสดุก่อสร้าง

ด้วยพลังงานสูงและการกระทำต่อวัสดุที่ทำให้เกิดผลลัพธ์ในการประมวลผล ลำแสงเลเซอร์จึงเป็นวัสดุที่ง่ายที่สุดในการนำไปใช้กับโลหะ และยังเป็นเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาและใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุดในตลาด โดยส่วนใหญ่ได้แก่ แผ่นเหล็ก เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม ทองแดง โลหะผสมอลูมิเนียม และอื่นๆ แผ่นเหล็กและเหล็กกล้าคาร์บอนมักใช้เป็นชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะ เช่น รถยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลก่อสร้าง ท่อขนส่ง ฯลฯ ซึ่งต้องการกำลังตัดและเชื่อมสูง ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิมมักใช้ในห้องน้ำ เครื่องครัว เครื่องมือตัด ซึ่งความหนาไม่สูงมาก เลเซอร์กำลังปานกลางก็เพียงพอแล้ว

โครงการที่อยู่อาศัยและโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ ของจีนพัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีการใช้วัสดุก่อสร้างจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น จีนใช้ซีเมนต์ครึ่งหนึ่งของโลก และเป็นประเทศที่ใช้เหล็กมากที่สุด วัสดุก่อสร้างจึงถือเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมหลักของเศรษฐกิจจีน วัสดุก่อสร้างจำเป็นต้องผ่านกระบวนการแปรรูปจำนวนมาก ดังนั้นเทคโนโลยีเลเซอร์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในวัสดุก่อสร้างได้อย่างไร? ในปัจจุบัน เครื่องตัดไฮดรอลิกหรือเครื่องเจียรส่วนใหญ่ใช้สำหรับเหล็กเส้นและเหล็กเสริมของฐานรากหรือโครงสร้างอาคาร ในปัจจุบัน เลเซอร์ถูกนำมาใช้มากขึ้นในท่อ ประตู และหน้าต่าง

การแปรรูปท่อโลหะด้วยเลเซอร์ วัสดุก่อสร้างท่อที่ใช้สำหรับท่อน้ำ ท่อก๊าซ/ก๊าซธรรมชาติ ท่อระบายน้ำ ท่อรั้ว ท่อเหล็กชุบสังกะสี และท่อสแตนเลส ด้วยความคาดหวังถึงความแข็งแรงและความสวยงามของท่อในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ความต้องการในการตัดท่อจึงได้รับการพัฒนาขึ้น โดยทั่วไป โรงงานขึ้นรูปท่อดั้งเดิมมักมีความยาว 10 เมตร หรือแม้แต่ 20 เมตร หลังจากที่นำไปใช้งานในภาคส่วนต่างๆ เนื่องจากสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องแปรรูปเป็นชิ้นส่วนที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมต่างๆ

เทคโนโลยีการตัดท่อด้วยเลเซอร์ได้เข้ามามีบทบาทในอุตสาหกรรมท่ออย่างรวดเร็ว เหมาะสำหรับการตัดท่อโลหะทุกชนิด มีคุณสมบัติเด่นคือ ระบบอัตโนมัติสูง ประสิทธิภาพสูง และผลผลิตสูง โดยทั่วไปแล้ว ความหนาของท่อโลหะสำหรับวัสดุก่อสร้างจะน้อยกว่า 3 มม. กำลังเลเซอร์ 1000 วัตต์ก็เพียงพอสำหรับการตัด และการใช้กำลังมากกว่า 3000 วัตต์จะช่วยให้ตัดได้เร็วขึ้น ในอดีต การใช้เครื่องตัดล้อเจียรใช้เวลาประมาณ 20 วินาทีในการตัดท่อสแตนเลสหนึ่งชิ้น แต่การตัดด้วยเลเซอร์ใช้เวลาเพียง 2 วินาที ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก ดังนั้น ในช่วงสี่ถึงห้าปีที่ผ่านมา อุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์จึงเข้ามาแทนที่การตัดด้วยมีดแบบดั้งเดิมเป็นจำนวนมาก

การเกิดขึ้นของกระบวนการตัดท่อด้วยเลเซอร์ สามารถนำกระบวนการแบบดั้งเดิม เช่น การเลื่อย การเจาะ การเจาะรู มาดำเนินการโดยอัตโนมัติด้วยเครื่องจักร สามารถตัดท่อ เจาะรู ตัดตามรูปทรง และตัดตามลวดลายได้ กระบวนการตัดท่อด้วยเลเซอร์นั้น เพียงแค่ป้อนข้อกำหนดที่ต้องการลงในคอมพิวเตอร์ เครื่องจักรก็จะทำการตัดโดยอัตโนมัติ รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพสูง มีการป้อนชิ้นงานอัตโนมัติ การหนีบ การหมุน และการตัดร่อง เหมาะสำหรับท่อกลม ท่อเหลี่ยม ท่อแบน ฯลฯ การตัดด้วยเลเซอร์เกือบจะตอบสนองความต้องการทั้งหมดของการตัดท่อ เพื่อให้ได้วิธีการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ

ประตูและหน้าต่างเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมการก่อสร้างอสังหาริมทรัพย์ของจีน บ้านทุกหลังจำเป็นต้องมีประตูและหน้าต่าง เนื่องจากความต้องการในอุตสาหกรรมประตูและหน้าต่างมีสูงมาก ประกอบกับต้นทุนการผลิตที่เพิ่มขึ้นทุกปี ทำให้ผู้คนคาดหวังประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ประตูและหน้าต่างที่สูงขึ้นตามไปด้วย ประตูและหน้าต่าง มุ้งลวดกันขโมย ราวบันได และอื่นๆ มีการใช้สแตนเลสเป็นจำนวนมาก โดยส่วนใหญ่เป็นแผ่นเหล็กและเหล็กกลมที่มีความหนาต่ำกว่า 2 มม. การตัด การเจาะรู และการตัดลวดลายคุณภาพสูงของแผ่นเหล็กและเหล็กกลมสแตนเลสสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีเลเซอร์ที่ปลายเปิด ปัจจุบัน การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพกพาสะดวกมาก ใช้สำหรับการเชื่อมแบบไร้รอยต่อของชิ้นส่วนโลหะของประตูและหน้าต่าง จะไม่มีช่องว่างและรอยเชื่อมเหมือนการเชื่อมแบบจุด ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของประตูและหน้าต่างดีขึ้นและสวยงามยิ่งขึ้น

การผลิตประตูและหน้าต่าง ตาข่ายกันขโมย และราวกั้น มีปริมาณการใช้ต่อปีสูงมาก การใช้เลเซอร์ขนาดเล็กและขนาดกลางสามารถทำการตัดและเชื่อมได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เหล่านี้มักผลิตตามขนาดของบ้านและดำเนินการโดยร้านติดตั้งประตูและหน้าต่างขนาดเล็กหรือบริษัทตกแต่ง ดังนั้นเทคโนโลยีหลักจึงยังคงเป็นการตัดด้วยล้อเจียร การเชื่อมแบบอาร์ค และการเชื่อมด้วยเปลวไฟแบบดั้งเดิม เป็นต้น โอกาสที่การใช้เลเซอร์จะเข้ามาแทนที่เทคโนโลยีแบบดั้งเดิมนั้นมีมาก

ความเป็นไปได้ของการใช้เลเซอร์ในการตัดวัสดุก่อสร้างที่ไม่ใช่โลหะ: วัสดุก่อสร้างที่ไม่ใช่โลหะ ส่วนใหญ่ได้แก่ เซรามิก หิน และแก้ว การแปรรูปวัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ล้อเจียรและมีดกล ซึ่งต้องอาศัยการทำงานด้วยมือและการกำหนดตำแหน่งด้วยมือ การตัดจะทำให้เกิดฝุ่นละออง เศษวัสดุ และเสียงรบกวนจำนวนมาก ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ ปัจจุบันคนหนุ่มสาวจึงสนใจที่จะทำงานด้านนี้น้อยลงเรื่อยๆ วัสดุก่อสร้างทั้งสามชนิดนี้มีความเสี่ยงที่จะพังทลายหรือแตกหัก การแปรรูปแก้วด้วยเลเซอร์ได้รับการพัฒนาแล้ว เนื่องจากองค์ประกอบของแก้วประกอบด้วยซิลิเกตและควอตซ์ จึงทำปฏิกิริยากับลำแสงเลเซอร์ได้ง่าย ทำให้เกิดผลในการตัด การแปรรูปแก้วจึงเป็นหัวข้อที่มีการพูดคุยกันอย่างมาก ในขณะที่เซรามิกและหินนั้น การตัดด้วยเลเซอร์ยังไม่ค่อยได้รับการพิจารณาในปัจจุบัน จึงจำเป็นต้องมีการสำรวจเพิ่มเติม หากพบช่วงความถี่และกำลังของเลเซอร์ที่เหมาะสม ก็สามารถลองตัดเซรามิกและหินได้ และลดฝุ่นละอองและเสียงรบกวนลง หวังว่าในอนาคตจะมีวิสาหกิจในประเทศพยายามที่จะพัฒนาเทคโนโลยีนี้ต่อไป

การสำรวจความเป็นไปได้ในการประมวลผลชิ้นงานด้วยเลเซอร์ในสถานที่ก่อสร้าง: ในสถานที่ก่อสร้างที่อยู่อาศัย หรือโครงการโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ เช่น ทางหลวง สะพาน ทางรถไฟ และอื่นๆ จำเป็นต้องมีการวางวัสดุจำนวนมากในสถานที่ก่อสร้าง และการประมวลผลชิ้นงานด้วยอุปกรณ์เลเซอร์มักจำกัดอยู่เฉพาะในโรงงาน แล้วจึงขนส่งชิ้นงานไปยังสถานที่ใช้งานที่สอง ดังนั้น การสำรวจความเป็นไปได้ในการประมวลผลชิ้นงานด้วยอุปกรณ์เลเซอร์แบบเรียลไทม์ในสถานที่ใช้งาน อาจเป็นทิศทางสำคัญของการพัฒนาเลเซอร์ในอนาคต