ระดับเสียงของระบบเลเซอร์รุ่นใหม่คือเท่าใด?

สิ่งหนึ่งที่คุณอาจไม่เคยพิจารณาเกี่ยวกับเครื่องเลเซอร์ แต่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโรงงานของคุณ คือระดับเสียงของเครื่องจักรเหล่านั้น เสียงรบกวน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม ไม่ใช่เพียงแค่สิ่งรบกวนเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความสบายของผู้ปฏิบัติงาน ความปลอดภัยของพวกเขา ความสามารถในการสื่อสารระหว่างบุคลากรทุกคน และโดยรวมแล้ว ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตในโรงงานอีกด้วย ดังนั้น จึงเป็นเรื่องสมเหตุสมผลอย่างยิ่งที่คุณจะตั้งคำถามกับเครื่องตัดเลเซอร์หรือเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่คุณกำลังจะจัดหาว่า 'เครื่องนี้จะดังแค่ไหน?'

โชคดีที่ระดับเสียงรบกวนของเครื่องเลเซอร์ได้ลดลงอย่างมาก และระบบเลเซอร์สมัยใหม่มีเสียงดังน้อยกว่ารุ่นเก่าอย่างชัดเจน

ความก้าวหน้าอย่างเงียบเชียบของระบบเลเซอร์สมัยใหม่

สำหรับคนส่วนใหญ่ แหล่งกำเนิดเสียงรบกวนหลักจะไม่ใช่ลำแสงเลเซอร์เอง ซึ่งไม่ก่อให้เกิดเสียงใดๆ เสียงรบกวนนั้นเกิดจากระบบเสริมที่ทำให้ระบบเลเซอร์สามารถทำงานได้ ต่อไปนี้คือการแยกแยะแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนหลัก

การระบุปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิดเสียงรบกวนในระบบเลเซอร์ของคุณ

เสียงรบกวนจากแหล่งใดก็ตามอาจเป็นสิ่งรบกวน แต่การรู้สาเหตุจะช่วยให้จัดการได้ง่ายขึ้น ในระบบเลเซอร์ไฟเบอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ แหล่งกำเนิดเสียงรบกวนหลัก ได้แก่ หน่วยควบคุมอุณหภูมิ (chiller unit), ระบบระบายอากาศ (exhaust system) และองค์ประกอบการควบคุมการเคลื่อนที่ เช่น ไดรฟ์และมอเตอร์

เครื่องทำความเย็น (Chiller) ทำหน้าที่รักษาแหล่งกำเนิดเลเซอร์และอุปกรณ์ออปติกให้อยู่ที่อุณหภูมิในการทำงาน โดยภายในประกอบด้วยชิ้นส่วนต่าง ๆ เช่น คอมเพรสเซอร์และปั๊ม ซึ่งสร้างเสียงฮัมต่ำที่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ พัดลมระบายความร้อนยังสร้างเสียงดังอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะเมื่อเร่งความเร็วเพื่อขจัดควันที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดหรือเชื่อมวัสดุที่มีความหนา ส่วนการเคลื่อนที่ของโครงขับเคลื่อน (Gantry) มอเตอร์เซอร์โว และหัวตัด อาจก่อให้เกิดเสียงกลไกและเสียงจากการขับเคลื่อน แต่โดยทั่วไปแล้วเสียงเหล่านี้จะไม่เด่นชัดเท่าเสียงจากพัดลมระบายความร้อนหรือเครื่องทำความเย็น

ปัจจัยต่าง ๆ เช่น การจัดวางโครงสร้างของเครื่อง กำลังไฟฟ้าของเครื่อง และงานประมวลผลเฉพาะที่ใช้งาน ล้วนมีผลอย่างมากต่อระดับเสียงโดยรวม ตัวอย่างเช่น เครื่องตัดด้วยเลเซอร์กำลังสูงที่ใช้ตัดเหล็กที่มีความหนา จะสร้างเสียงดังกว่าเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบความแม่นยำสูงที่ใช้กับแผ่นโลหะบาง

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์รุ่นใหม่ในปัจจุบันเงียบเพียงใด?

เมื่อไม่กี่ปีก่อน เซลล์การตัดด้วยเลเซอร์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องมักมีระดับเสียงเฉลี่ยอยู่ที่ 85 เดซิเบล (dB) หรือสูงกว่า ซึ่งจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันการได้ยินสำหรับผู้ปฏิบัติงานที่ทำงานเต็มกะใกล้บริเวณดังกล่าว

การออกแบบที่ทันสมัยได้ลดเสียงรบกวนนี้ลงอย่างแข็งขัน ขณะนี้เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นใหม่ที่ผลิตตามมาตรฐานสูงมักทำงานที่ระดับความดังเสียง 70–78 เดซิเบลในระหว่างการตัดตามปกติ เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้น ระดับเสียง 70 เดซิเบลเทียบเคียงได้กับเสียงของเครื่องดูดฝุ่นที่ใช้งานหนัก ส่วน 78 เดซิเบลเทียบเคียงได้กับเสียงภายในรถยนต์ที่แล่นผ่านไป

ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นจากหลายการปรับปรุง ทั้งนี้ โครงสร้างหุ้มเครื่อง (enclosures) ปัจจุบันมาพร้อมวัสดุดูดซับเสียงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แผ่นรองกันการสั่นสะเทือน (vibration isolation pads) ถูกติดตั้งเป็นมาตรฐานเพื่อป้องกันไม่ให้เสียงครางจากมอเตอร์แพร่กระจายผ่านพื้นอาคาร อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงที่สำคัญที่สุดคือการติดตั้งระบบควบคุมความเร็วแบบแปรผัน (variable-frequency drives: VFDs) บนพัดลมระบายอากาศ ซึ่งทำให้ระบบสามารถหมุนพัดลมด้วยความเร็วเท่าที่จำเป็นต่อภาระงานในขณะนั้นเท่านั้น ส่งผลให้ลดเสียงรบกวนส่วนเกินลงอย่างมาก ในระบบสมัยใหม่หลายระบบ พัดลมจะค่อยๆ เร่งความเร็วขึ้นอย่างนุ่มนวลในช่วงเริ่มต้นของการตัด จากนั้นจึงคงความเร็วไว้ที่ระดับต่ำกว่าและเงียบกว่าในการทำงานปกติ

เสียงครางเบาๆ ของเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์

เครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปมีระดับเสียงที่ต่างออกไป—และมักจะต่ำกว่า—เมื่อเทียบกับระบบการตัด เนื่องจากกระบวนการนี้สร้างควันและไอระเหยน้อยกว่า ทำให้ระบบระบายอากาศไม่จำเป็นต้องทำงานหนักหรือดังเท่าเดิม แหล่งกำเนิดเสียงที่โดดเด่นที่สุดในระบบการเชื่อมมักจะเป็นเครื่องทำความเย็น (chiller) และพัดลมระบายความร้อนภายในสำหรับแหล่งกำเนิดเลเซอร์

สำหรับเซลล์การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์แบบแยกตัว (standalone robotic laser welding cells) เสียงที่ได้ยินบ่อยที่สุดคือการเคลื่อนไหวอย่างราบรื่นของแขนหุ่นยนต์ ซึ่งมักเป็นเสียงฮัมต่ำที่มีจังหวะสม่ำเสมอ ส่วนระบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบใช้มือถือสามารถทำงานได้เงียบมากเป็นพิเศษ เนื่องจากชิ้นส่วนหลัก (แหล่งกำเนิดเลเซอร์และเครื่องทำความเย็น) ถูกติดตั้งอยู่ในตู้แยกต่างหาก ซึ่งสามารถวางห่างจากพื้นที่ทำงานโดยตรงได้ ผู้ปฏิบัติงานที่จุดเชื่อมจึงได้ยินเพียงเสียงอาร์คที่แผ่วเบาและเสียงฮัมของระบบที่ค่อนข้างเบา สำหรับโรงงานหลายแห่ง การนำเทคโนโลยีนี้มาใช้หมายถึงการยกระดับศักยภาพในการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีผลกระทบต่อระดับเสียงรบกวนน้อยที่สุด ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับสถานที่ที่ดำเนินการหลายประเภทพร้อมกัน

วิศวกรรมเพื่ออนาคตที่เงียบยิ่งขึ้น: เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังความเงียบ

ผู้ผลิตต่างๆ ทำอย่างไรจึงสามารถส่งมอบสัญญาแห่งระดับเดซิเบลที่ต่ำลงได้จริง? คำตอบคือการผสมผสานกันระหว่างนวัตกรรมด้านฮาร์ดแวร์และการออกแบบระบบอย่างชาญฉลาด ผู้ผลิตชั้นนำออกแบบระบบทั้งระบบให้มีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งรวมถึงประสิทธิภาพด้านเสียงด้วย

ปัจจุบันระบบดูดควันใช้พัดลมแบบแรงเหวี่ยงที่มีประสิทธิภาพสูงและสร้างเสียงรบกวนต่ำ ซึ่งสามารถเคลื่อนถ่ายอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่มีเสียงหวีดแหลมอันเป็นลักษณะเฉพาะของรุ่นเก่า โครงหุ้มได้พัฒนาจากกล่องโลหะธรรมดาไปสู่โครงสร้างที่บุวัสดุดูดซับเสียงภายใน ซึ่งสามารถกักเก็บคลื่นเสียงไว้ได้ การจัดวางส่วนประกอบที่สร้างเสียงดัง เช่น คอมเพรสเซอร์ของเครื่องทำความเย็น อย่างมีกลยุทธ์ ร่วมกับการใช้ท่อระบายอากาศที่ยืดหยุ่นและมีฉนวนกันเสียง ช่วยป้องกันไม่ให้การสั่นสะเทือนถูกขยายผลโดยโครงกรอบของเครื่อง

ยิ่งไปกว่านั้น แนวโน้มการออกแบบที่มีขนาดกะทัดรัดและบูรณาการมากขึ้นก็เป็นประโยชน์อย่างยิ่ง เมื่อแหล่งกำเนิดเลเซอร์ ระบบระบายความร้อน (chiller) และระบบควบคุมถูกออกแบบให้เป็นหนึ่งเดียวกัน จะส่งผลให้มีโอกาสในการจัดการการไหลของอากาศ การสั่นสะเทือน และการกักเก็บเสียงได้ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น

ร่วมมือกันเพื่อสร้างห้องปฏิบัติการที่เงียบสงบยิ่งขึ้น

เมื่อประเมินอุปกรณ์เลเซอร์รุ่นใหม่ ข้อกำหนดด้านความเร็ว ความแม่นยำ และกำลังขับถือเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก อย่างไรก็ตาม สภาพแวดล้อมในการปฏิบัติงานก็มีความสำคัญไม่แพ้กันต่อสุขภาวะระยะยาวของพนักงานและความมีประสิทธิภาพในการทำงาน เครื่องจักรที่มีเสียงรบกวนน้อยลงจะช่วยส่งเสริมสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีผลิตภาพสูงขึ้นและน่าสุขใจยิ่งขึ้น

นี่คือจุดที่ปรัชญาของผู้ผลิตมีบทบาทสำคัญ บริษัทที่มุ่งเน้นการให้ 'โซลูชันอัจฉริยะแบบครบวงจรสำหรับทุกสถานการณ์' จะเข้าใจดีว่าเครื่องจักรนั้นทำงานอยู่ในห้องปฏิบัติการของคุณ ร่วมกับบุคลากรของคุณ แนวคิดเช่นนี้จึงผลักดันให้ใส่ใจในรายละเอียดต่าง ๆ เช่น การลดเสียงรบกวน หลักสรีรศาสตร์ (ergonomics) และประสบการณ์การใช้งานโดยรวม

บริษัทที่ลงทุนอย่างเข้มข้นในงานวิจัยและพัฒนา (R&D) และควบคุมกระบวนการผลิตแบบแนวตั้ง—โดยผลิตอุปกรณ์สนับสนุนภายในองค์กรเอง—สามารถนำเทคโนโลยีลดเสียงรบกวนไปใช้ได้อย่างเป็นระบบและครอบคลุมตั้งแต่ต้นทาง พวกเขาไม่ใช่เพียงผู้ประกอบชิ้นส่วนเท่านั้น แต่ยังเป็นวิศวกรผู้ออกแบบและพัฒนาระบบที่ผสานรวมกันอย่างสมบูรณ์ ผู้ผลิตที่ให้บริการลูกค้าทั่วโลกจะได้รับข้อเสนอแนะโดยตรงเกี่ยวกับสิ่งที่สำคัญบนพื้นโรงงาน (shop floor) โดยความสะดวกสบายของผู้ปฏิบัติงานมักอยู่ในลำดับต้นๆ ของรายการเสมอ

ข้อคิดเห็นสุดท้าย

ปัจจุบัน ระดับเสียงรบกวนของระบบเลเซอร์รุ่นใหม่ถือเป็นเกณฑ์การออกแบบพื้นฐานประการหนึ่ง ไม่ใช่เรื่องที่พิจารณาภายหลัง คุณสามารถคาดหวังได้อย่างสมเหตุสมผลว่าเครื่องตัดด้วยเลเซอร์หรือเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์รุ่นล่าสุดจะสร้างเสียงฮัมที่ควบคุมได้ในเวิร์กช็อปของคุณ แทนที่จะเป็นเสียงดังรบกวนอย่างรุนแรง ความก้าวหน้าดังกล่าวเกิดขึ้นจากชิ้นส่วนที่ดีขึ้น การควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น และความมุ่งมั่นของผู้ผลิตในการสร้างเครื่องมือที่ทรงพลังไม่เพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีขึ้นอีกด้วย

เมื่อคุณพิจารณาการซื้อเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ชิ้นต่อไป โปรดฟังอย่างตั้งใจ — ไม่ใช่เพียงแต่คำพูดของฝ่ายขายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเสียงที่เครื่องจักรเหล่านั้นส่งออกมาด้วย ตัวเลือกที่เงียบกว่ามักสะท้อนถึงวิศวกรรมที่ผ่านการไตร่ตรองมาอย่างดี ซึ่งไม่เพียงแต่ให้สมรรถนะเหนือกว่า แต่ยังสัญญาว่าจะสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย สะดวกสบาย และมีประสิทธิผลมากยิ่งขึ้นสำหรับทรัพย์สินที่มีค่าที่สุดของคุณ: ทีมงานของคุณ