I. مقدمة
يستخدم القطع بالليزر طاقة عالية الكثافة ناتجة عن تركيز الليزر لتحقيق تصنيع الصفائح.
بالمقارنة مع طرق تصنيع الألواح التقليدية، فإن القطع بالليزر يعزز جودة القطع العالية وسرعة القطع السريعة والقدرة على التكيف مع المواد على نطاق واسع، إلخ.
تُستخدم حاليًا تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع لتصنيع المواد المعدنية وغير المعدنية، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من وقت التصنيع وتخفض تكاليف التصنيع، فضلاً عن تحسين جودة قطعة العمل.
مقسمة حسب أنواع الليزر، يمكن تمييز آلة القطع بالليزر إلى ثلاثة أنواع: آلة القطع بالليزر YAG، CO2 آلة القطع بالليزر، وآلة القطع بليزر الألياف، وهي أدوات قطع بديلة لطيفة للعمل اليدوي.
ثانياً. ماكينة القطع بالليزر الليفي
مبدأ العمل
إن آلة القطع بالليزر الليفي هي نوع من آلات القطع بالليزر التي تعتبر ليزر الألياف مصدرًا للضوء.
مبدأ عملها هو إنتاج أشعة ليزر يتم توجيهها وتوسيعها بواسطة كابل ألياف ضوئية.
ثم يركز الشعاع على قطعة العمل، مما ينتج عنه نقطة احتراق أو انصهار، ويتم نفخه بواسطة غاز عالي الضغط، وبالتالي تحقيق القطع.
ليزر الألياف عبارة عن شعاع ليزر عالي الكثافة عالي الطاقة يتم إنتاجه بواسطة ليزر الألياف الجديد على المستوى الدولي وينتج القطع الأوتوماتيكي عبر نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي الذي يحرك موضع الإشعاع الموضعي.
المواد المناسبة
يمكن استخدام ماكينة القطع بليزر الألياف على نطاق واسع لقطع المواد المعدنية المتنوعة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والألومنيوم وسبائك النحاس.
على الرغم من أنه يمكنه قطع المواد المعدنية غير المعدنية، إلا أنه مصمم بشكل أساسي لقطع المواد المعدنية.
المزايا والقيود
وبالمقارنة مع الليزر الغازي الضخم وليزر الحالة الصلبة، فإن ليزر الألياف يتمتع بمزايا كبيرة أصبحت ضرورية لمجالات مثل التصنيع عالي الدقة وأنظمة الليزر ليدار وتكنولوجيا الفضاء والطب بالليزر.
المزايا:
دقة وسرعة عالية:
تتميز آلة القطع بليزر الألياف بالليزر بسرعة عالية ودقة عالية عند قطع الصفائح الرقيقة.
وهي تعتمد بشكل أساسي على هيكل عملاق. وبفضل معدل التحويل الكهروضوئي العالي واستهلاك الطاقة المنخفض، فإنه لا يحتاج إلى غاز عامل.
وبالتالي، عند نفس مستوى الطاقة، تكون سرعة قطع المواد لماكينات القطع بليزر الألياف أسرع من سرعة قطع ثاني أكسيد الكربون2 الليزر
كفاءة عالية ： كفاءة عالية ：
كما أن ليزر الألياف يمكن أن يقلل من استخدام العدسات، ويقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة، ويفيد كفاءة الإنتاجية.
التقييد：
سُمك القطع:
إن ليزر الألياف هذا مناسب جدًا للمواد الرقيقة، لذا فإن قطع المواد السميكة قد لا يكون جيدًا.
قطع المواد الخام عالية الشفافية مثل مقاطع سبائك الألومنيوم والنحاس الصلبة.
التكلفة ： التكلفة
قد يكون الاستثمار الأولي للماكينة أعلى من الأنواع الأخرى من ماكينات القطع بالليزر.
المكونات الأساسية
مصدر ألياف الليزر الليفي:
مصدر ليزر الألياف هو قلب آلة القطع بليزر الألياف، والذي يمكنه توليد وتضخيم شعاع الليزر داخل الألياف الزجاجية.
يتراوح عادةً من 500 واط إلى 12,000 واط وفقاً لطاقة الخرج.
القطع الرأس:
يحتوي رأس القطع على عدسة تركيز، والتي يمكنها تركيز شعاع الليزر على سطح المادة.
يتضمن عادةً الاستشعار بالسعة للحفاظ على مسافة تركيز مناسبة من سطح المادة.
وحدة تحكم CNC:
نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي هو العقل المدبر لماكينة القطع بليزر الألياف، والذي يتحكم في حركة الماكينة وقوة الليزر وتردد النبضات.
سرير و Gعنتري
يُستخدم السرير لدعم المادة المراد قطعها.
وجسر الرافعة عبارة عن إطار يحرك رأس القطع على المادة.
الصيانة
من فوائد ماكينة القطع بالليزر الليفي أنها تحتاج إلى أقل قدر من الصيانة.
لا يتطلب محاذاة المرايا أو غاز الليزر.
ومع ذلك، من الضروري الحفاظ على نظافة الماكينة وعدم وجود أي حطام على العدسة والتحقق من حالة الكابل البصري بانتظام.
التوقعات المستقبلية
إن مستقبل ماكينات القطع بالليزر الليفي يبعث على التفاؤل ويشكل خيارًا جذابًا للعديد من الصناعات نظرًا لكفاءتها وسرعتها ودقتها.
كما أنها توفر حلولاً قوية وعالية الكفاءة لقطع العديد من المواد وستحظى بشعبية في العديد من المجالات.
ثالثاً. ثاني أكسيد الكربون2 ماكينة القطع بالليزر
مبدأ العمل
ثاني أكسيد الكربون2 تستخدم ماكينة القطع بالليزر شعاع ليزر عالي الطاقة لتوجيهه على سطح المادة المراد قطعها عبر جهاز بصري. ويضمن الجمع بين أنظمة التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب وأنظمة الليزر البصرية توجيه الشعاع بدقة على المادة المراد قطعها.
يتم تشعيع شعاع الليزر المركز على المادة، مما يؤدي إلى ذوبانها أو حرقها أو تبخيرها أو تطايرها بواسطة تدفق هواء قوي ويشكل في النهاية قطعًا مع تشطيب سطح عالي الجودة للحافة.
المواد المناسبة
ثاني أكسيد الكربون2 يمكن لآلة القطع بالليزر قطع الفولاذ الكربوني في حدود 20 مم، والفولاذ المقاوم للصدأ في حدود 10 مم، وسبائك الألومنيوم في حدود 8 مم. الطول الموجي لـ CO2 الليزر 10.6 UM، وهو سهل الامتصاص نسبيًا للمواد غير المعدنية ويمكن استخدامه لقطع المواد غير المعدنية مثل الخشب والأكريليك والصفائح البلاستيكية والزجاج الشبكي، إلخ. بجودة عالية.
المزايا والقيود
المزايا:
ستكون دقة الماكينة أفضل بسبب عدم تآكل شعاع الليزر أثناء المعالجة.
وتقل إمكانية تشوه مادة القطع بسبب صغر المساحة المتأثرة بالحرارة في نظام الليزر.
وفي الوقت نفسه، فإن ثاني أكسيد الكربون2 آلة القطع بالليزر ملائمة لتثبيت قطعة العمل وتقليل تلوث قطعة العمل.
وفقًا للائحة السلامة الدولية، تنقسم مخاطر الليزر إلى أربعة مستويات، و CO2 الليزر هي الأقل ضررًا.
التقييد:
تكلفة ثاني أكسيد الكربون2 آلات القطع بالليزر هي الأعلى بين الأنواع الثلاثة من آلات القطع بالليزر.
المكونات الأساسية
ثاني أكسيد الكربون2 الليزر:
ثاني أكسيد الكربون2 الليزر هو جوهر الماكينة، والذي يمكنه توليد شعاع ليزر لقطع المواد
رأس القطع:
يحتوي رأس القطع على عدسة تركيز بؤري يمكنها تركيز الشعاع على سطح المادة. كما أنه مزود بنظام استشعار سعوي للحفاظ على التركيز المناسب.
وحدة تحكم CNC:
جهاز التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي هو عقل ماكينة القطع بالليزر، والذي يمكنه التحكم في حركة الماكينة وقوة الليزر وتردد النبض.
سرير و Gعنتري
يُستخدم السرير لدعم المواد المراد قطعها.
وجسر الرافعة عبارة عن إطار يستخدم لتحريك رأس القطع.
مساعد Cاستخدام Gكما Sأوبلي Sالنظام:
لهذا النظام وظيفتان، إحداهما تنظيف منطقة القطع. سيقوم غاز القطع الإضافي بنفخ المواد المنصهرة والمؤكسدة بعيدًا عن منطقة القطع، مما يساعد على الحفاظ على نظافة القطع وتقليل تكوين منطقة ثانية متأثرة بالحرارة.
والآخر هو المساعدة في الاحتراق: في بعض التطبيقات، مثل قطع الفولاذ الكربوني، يمكن أن يشارك الغاز المساعد للقطع (عادةً الأكسجين) أيضًا في تفاعل القطع، مما يوفر حرارة إضافية. وبالتالي يمكن زيادة سرعة القطع وكفاءته.
التبريد Sالنظام:
في عملية القطع بالليزر، قد يكون هناك توليد حرارة كتلة، ويستخدم نظام التبريد للحفاظ على ثبات درجة حرارة الليزر والمكونات المهمة الأخرى.
تحتاج أجهزة الليزر والمكونات البصرية الخارجية (بما في ذلك عدسة التركيز) إلى التبريد. ووفقًا لحجم النظام وإعداداته، يمكن توصيل الحرارة المهدرة أو تحويلها مباشرة إلى الهواء. الماء هو المبرد الشائع وعادة ما يتم تدويره من خلال المبردات أو أنظمة نقل الحرارة.
الصيانة
صيانة ثاني أكسيد الكربون2 تشمل ماكينة القطع بالليزر الحفاظ على نظافة المعدات البصرية وتحديد موضعها، والتأكد من أن نظام التبريد يعمل بشكل صحيح، وفحص خليط الغاز (ثاني أكسيد الكربون والهيليوم والنيتروجين) في الليزر.
التوقعات المستقبلية
مع تقدم التكنولوجيا، أصبح ثاني أكسيد الكربون2 ستكون آلة القطع بالليزر أكثر كفاءة وفعالية وستلتزم بتحسين الاستهلاك والكفاءة.
رابعاً. YAG ماكينة القطع بالليزر
على الرغم من أن ماكينة القطع بالليزر YAG تتميز بتكلفة منخفضة وثبات جيد، إلا أن كفاءة الطاقة عادة ما تكون أقل من 3%. حاليًا، طاقة الخرج أقل من 800 واط. وهي تستخدم بشكل أساسي في الحفر وقطع الصفائح الرقيقة بسبب طاقة الخرج الصغيرة.
يمكن تطبيق شعاع الليزر الأخضر في ظروف الموجات النابضة والثابتة.
يتميز بأطوال موجية قصيرة وأداء تركيز بؤري جيد.
وهي مناسبة جدًا للتصنيع الدقيق، وفعالة بشكل خاص في تصنيع الحفر تحت ظروف النبض، وتستخدم أيضًا في القطع واللحام والطباعة الحجرية.
الطول الموجي لآلة القطع بالليزر الصلب YAG ليس من السهل امتصاصه بواسطة المواد غير المعدنية، لذلك فهو غير مناسب لقطع المواد غير المعدنية.
تتمثل المهمة الحالية لماكينة القطع بالليزر YAG في تحسين ثبات وعمر إمدادات الطاقة، أي تطوير مصدر ضوء الإثارة بالمضخة الضوئية ذات السعة العالية والعمر الطويل.
إذا تم استخدام مضخة ضوئية شبه موصلة، يمكن زيادة كفاءة الطاقة بشكل كبير.
V. الخاتمة
أحدثت هذه الأنواع المختلفة من ماكينات القطع بالليزر تغييرًا كبيرًا في تصنيع الصفائح المعدنية والمشروعات الميكانيكية الأخرى. فهي توفر قطعًا عالي الدقة للأشكال المعقدة، مما يحسن من كفاءة العمل ويقلل من الهدر ويبسط عملية الإنتاجية.
على الرغم من التحديات التي تواجهها ماكينات القطع بالليزر، إلا أن آفاق ماكينات القطع بالليزر لا تزال مشرقة بسبب خصائصها التي لا غنى عنها.
وبالتالي، ليس من المفيد معرفة المزيد عن أنواع ماكينات القطع بالليزر فحسب، بل لا غنى عنها أيضًا للشركات التي تتطلع إلى تحسين العمليات وتقليل الهدر وزيادة الإنتاجية.
تشتمل آلة القطع بالليزر من شركة ADH على آلة القطع بالليزر الليفي ذات الطاولة الواحدة، وآلة القطع بالليزر الليفي ذات الطاولة المزدوجة، وآلة القطع بالليزر الليفي ذات الاستخدام المزدوج، وآلة القطع بالليزر الأنبوبي، وآلة القطع بالليزر الدقيق.
يمكنك تصفح منتجاتنا لاختيار الماكينة المناسبة أو استشر مبيعاتنا للتعرف على المعلومات التفصيلية
الأسئلة الشائعة:
1. ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار آلة القطع بالليزر؟
عند اختيار ماكينة القطع بالليزر، يُرجى مراعاة عوامل مثل نوع المادة المراد قطعها، والدقة المطلوبة، والسرعة، وتكلفة الإنتاج، وكفاءة طاقة الماكينة.
2. هل ماكينة القطع بالليزر آمنة للاستخدام؟
على الرغم من أن ماكينات القطع بالليزر عادةً ما تكون آمنة للاستخدام عند اتباع بروتوكولات السلامة المناسبة، إلا أنها قد تسبب أيضًا مخاطر مثل الحروق وإصابات العين والتعرض للدخان. إن استخدام معدات السلامة المناسبة والتدريب أمر بالغ الأهمية.
3. ما مدى كفاءة آلة القطع بالليزر الليفي مقارنة بالأنواع الأخرى؟
تشتهر آلات القطع بليزر الألياف بكفاءتها العالية، خاصة عند قطع المواد الرقيقة. وبالمقارنة مع الأنواع الأخرى من ماكينات القطع بالليزر، يمكنها أيضًا توفير الطاقة بشكل كبير.
4. هل يمكن لآلات القطع بالليزر أن تنحت أو تقطع بالليزر؟
نعم، هناك أنواع معينة من ماكينات القطع بالليزر (مثل ليزر Nd و Nd YAG) مناسبة جدًا لمهام النحت بخلاف القطع.
5. ما هي التطورات في تكنولوجيا آلات القطع بالليزر؟
يشمل التقدم في تكنولوجيا ماكينات القطع بالليزر تحسينات في الدقة وسرعة القطع، وكفاءة الطاقة، وتطوير آلات قادرة على قطع المواد الأكثر سمكًا، ودمج البرمجيات الذكية لتحسين الأتمتة والتحكم.
