تقنيات القطع والنقش بالليزر بالليزر

اتصل بنا
لدينا أكثر من 20 عامًا في تصنيع مكابح الضغط الهيدروليكية وماكينة القص وماكينة القطع بالليزر الليفي. احصل على عرض أسعار فوري لمشاريع تصنيع الصفائح المعدنية الآن!
احصل على عرض أسعار مجاني
تاريخ النشر: مايو 9، 2024

أولاً- مقدمة

تستخدم تقنية القطع والنقش بالليزر، باعتبارها واحدة من أهم التقنيات في التصنيع، أشعة الليزر عالية الكثافة لتبخير المواد أو صهرها من خلال المعالجة الحرارية لإنهاء القطع أو النقش عالي الدقة.

بالمقارنة مع طرق القطع الميكانيكية التقليدية والحفر الكيميائي، تتميز المعالجة بالليزر بالعديد من المزايا، مثل الدقة والسرعة العالية، والتطبيق الواسع، والمنطقة الصغيرة المتأثرة بالحرارة، والمرونة العالية، والمعالجة بدون تلامس.

بفضل مزاياها، يتم تطبيق آلات القطع والنقش بالليزر على نطاق أوسع في جميع أنحاء العالم. تشير الإحصاءات إلى أن حجم السوق العالمي لآلات القطع بالليزر وصل إلى 4.5 مليار دولار في عام 2021، مع متوسط نمو سنوي يقدر بـ 81 تيرابايت 3 تيرابايت في عام 2028.

من من منظور التطبيقات النهائية، فإن صناعات مثل تصنيع السيارات، والإلكترونيات الاستهلاكية، وشاشات العرض الإعلانية، والملابس والمنسوجات، والأجهزة الطبية تعتمد جميعها على معدات المعالجة بالليزر بكميات كبيرة لتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.

في الصين، حققت صناعة القطع بالليزر اختراقات كبيرة في الصين. وتشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2025، سيتجاوز حجم سوق آلات القطع بالليزر في الصين 20 مليار يوان. يمكن توقع أن تلعب تكنولوجيا المعالجة بالليزر دورًا محوريًا متزايدًا في تعزيز التنمية عالية الجودة للصناعة التحويلية.

لذلك، ستقدم هذه المقالة مبادئ عمل آلات القطع والنقش بالليزر وأنواعها ومزاياها وتطبيقاتها، بهدف توفير مرجع للزملاء في الصناعة والعملاء المحتملين.

II- كيف تقوم ماكينة الليزر بالقطع والنقش بالليزر؟

القطع أو النقش بالليزر أو الحفر بالليزر هو نوع من طرق المعالجة التي تستخدم العمل الحراري لليزر لإنهاء إزالة المواد. مبادئ عملها متشابهة ولكنها تختلف في طرق المعالجة والتأثيرات. سأقدم لك فيما يلي؛ وقبل ذلك، دعنا نشاهد فيديو قصير أولاً.

مبادئ عمل القطع بالليزر

يستخدم القطع بالليزر أشعة ليزر عالية الكثافة عالية الطاقة على سطح قطعة العمل لتسخين المادة وصهرها وتبخيرها من أجل قطع قطعة العمل. وتتم العمليات على النحو التالي:

الخطوة الأولى: سوف تولد أشعة الليزر أشعة ليزر عالية الكثافة وتركز على سطح قطعة العمل من خلال أنظمة بصرية.

الخطوة الثانية: ستشكل أشعة الليزر المركزة منطقة عالية الحرارة على سطح قطعة العمل وتذيب المادة وتبخرها.

الخطوة الثالثة: سيتحكم نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي في رأس القطع للتحرك على طول المسارات المصممة وإنهاء عملية القطع.

تشمل المعلمات الرئيسية لماكينات القطع بالليزر طاقة الليزر وقطر البقعة وسرعة القطع وضغط الغاز المساعد وما إلى ذلك. من خلال تحسين هذه المعلمات، يمكن تحقيق قطع عالي الجودة، مثل الشقوق الضيقة، وعدد أقل من النتوءات وطبقة إعادة الصب أقل.

مبادئ العمل بالنقش بالليزر

ماكينة القطع بالليزر

يستخدم النقش بالليزر أشعة ليزر منخفضة الكثافة نسبياً من حيث الطاقة لإزالة سطح قطعة العمل بشكل انتقائي لنقش الأنماط أو الكلمات المطلوبة. ومقارنةً بالقطع بالليزر، فإن النقش بالليزر عادةً لا يقطع المادة تماماً.

بخلاف ذلك، فإنه يتحكم في معلمات الليزر ومسارات المسح الضوئي لتحقيق النقش الموضعي للسطح. العمليات على النحو التالي:

الخطوة الأولى: تحويل الأنماط أو النصوص المراد نقشها إلى تنسيقات رقمية متجهة أو صور نقطية.

الخطوة الثانية: ستقوم أشعة الليزر بإزالة المادة بشكل انتقائي أثناء المسح الضوئي، مما يشكل تأثير نحت غير متساوٍ.

الخطوة الثالثة: بضبط المعلمات مثل طاقة الليزر وسرعة المسح الضوئي وتباعد الخطوط، نتحكم في عمق ودقة النقش.

يمكن أن ينتج النقش بالليزر العديد من الأنماط والنصوص والشعارات الدقيقة والرائعة على سطح العديد من أنواع المواد. يعتمد تأثير النقش وجودته بشكل أساسي على معلمات الليزر وخصائص المواد وتصميمات الأنماط.

يجب تحسين الحرف اليدوية لمختلف المواد والتطبيقات لتحقيق أفضل تأثير.

الفروق بين القطع بالليزر والنقش بالليزر

على الرغم من أن كلا من القطع والنقش بالليزر يستخدمان التأثير الحراري لليزر لإزالة المواد، إلا أنهما يختلفان في طرق المعالجة وتأثيرات القطع. وتتمثل الاختلافات الرئيسية فيما يلي:

أغراض المعالجة: يهدف القطع بالليزر إلى قطع المواد، بينما يهدف النقش بالليزر إلى الحفر بالليزر على المواد بشكل انتقائي.

معلمات الليزر: يستخدم القطع بالليزر أشعة ليزر ذات كثافة طاقة عالية، بينما يستخدم النقش أشعة ليزر ذات كثافة طاقة منخفضة نسبيًا.

درجات المعالجة: سوف يخترق القطع بالليزر المادة، في حين أن الحفر عادةً ما يزيل طبقة من المادة من السطح فقط.

معدات المساعدة: يتطلب القطع بالليزر غازًا مساعدًا عالي الضغط لتفجير المواد المنصهرة، بينما لا يحتاج النقش عادةً إلى غاز مساعد.

دقة المعالجة: عادةً ما تكون دقة النقش بالليزر أعلى من القطع بالليزر، وتصل إلى المستوى الدقيق.

على الرغم من اختلافها عن بعضها البعض، إلا أنها تُستخدم معًا في التطبيقات العملية من أجل تلبية متطلبات العمليات الأكثر تعقيدًا.

على سبيل المثال، عند إنتاج لوحات الأسماء المعدنية، يمكننا استخدام القطع بالليزر لقطع الشكل ثم استخدام النقش بالليزر لحفر الكلمات ونقوش اللوحات.

وبشكل عام، يستخدم كل من القطع والنقش بالليزر التأثير الحراري بالليزر لإزالة المواد وعمليات الإنهاء. وكلاهما له خصائص فريدة، ويمكن تحسينهما واختيارهما بناءً على متطلبات المعالجة الخاصة وخصائص المواد.

لذلك، يساعدنا الفهم العميق لمبادئ عمل القطع والنقش بالليزر على الاستفادة من الدور المحوري للمعالجة بالليزر وتحسين كفاءة المنتج وجودة الإنتاج.

ثالثًا- الأنواع الرئيسية لآلات الليزر وتطبيقاتها

حاليًا، وفقًا لاختلاف الليزر، هناك نوعان من آلات الليزر السائدة، بما في ذلك آلات ليزر ثاني أكسيد الكربون وآلات ليزر الألياف. كلاهما له خصائصه ووظائفه في القطاعات التطبيقية.

ليزر ثاني أكسيد الكربون لغير المعادن (الخشب والأكريليك والمنسوجات والورق)

تنبعث من آلات ليزر ثاني أكسيد الكربون طول موجي يبلغ 10.6 ميكرومتر، والتي يمكن أن تمتصها المعادن غير المعدنية بشكل جيد بحيث تعمل آلات ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل أفضل في المعالجة غير المعدنية. تُستخدم آلات ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل أساسي في قطع ونقش الخشب والأكريليك والمنسوجات والورق.

الخشب: يمكن لأشعة ليزر ثاني أكسيد الكربون قطع الخشب بدقة للأثاث أو الزخارف أو المنتجات الخشبية الأخرى. وفي الوقت نفسه، فهي قادرة على النقش الدقيق، مثل النقوش والكلمات.

أكريليك: في صناعة الإعلانات والديكور، يمكن لماكينات ليزر ثاني أكسيد الكربون قطع ألواح الأكريليك بدقة لصنع اللافتات وحوامل العرض وصناديق الإضاءة.

المنسوجات: يمكن استخدام ماكينات ليزر ثاني أكسيد الكربون لقص المنسوجات ونقشها لصنع الملابس والستائر وغيرها من الزخارف.

الورق: في تصميم العبوات وصنع بطاقات التهنئة وغيرها من المنتجات الورقية الأخرى، يمكن لماكينات ليزر ثاني أكسيد الكربون إجراء عمليات قطع ونقش دقيقة، مما يوفر حلول تصميم مخصصة.

ليزر الألياف للمعادن

ماكينة القطع بالليزر

تبعث آلات ليزر الألياف الليزرية أشعة ليزر بقوة 10.6 موجات ميكروويف يمكن أن تمتصها المعادن بشكل جيد، لذا فهي خيارات حكيمة لمعالجة المعادن. يمكن لماكينات ليزر الألياف قطع جميع أنواع المواد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والألومنيوم والنحاس.

الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني: يمكن لآلات الليزر الليفي قطع هذه المواد بسرعة ودقة، لذلك يتم تطبيقها على نطاق واسع في صناعات السيارات والفضاء والبناء.

الألومنيوم والنحاس: على الرغم من أن الانعكاسية والتوصيل الحراري لهذه المواد عالية نسبيًا، إلا أن آلات الليزر الليفي المتقدمة بالتكنولوجيا يمكنها قطع المواد بدقة وتستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات والصناعات الكهربائية.

اعتبارات طاقة الليزر ومنطقة العمل

عند اختيار ماكينات الليزر، فإن طاقة الليزر وأحجام مناطق العمل هما أهم عاملين يجب مراعاتهما. تؤثر طاقة الليزر على سرعة القطع أو الحفر بالليزر وسماكته، بينما تحدد أحجام مناطق العمل أحجام المواد المراد معالجتها.

طاقة الليزر: آلات الليزر عالية الطاقة مناسبة لقطع المواد السميكة نسبيًا أو التطبيقات التي تتطلب معالجة عالية السرعة. آلات الليزر منخفضة الطاقة مناسبة للمواد الرقيقة والمعالجة الدقيقة.

منطقة العمل: آلات الليزر كبيرة الحجم مناسبة للمواد كبيرة الحجم أو الإنتاج الضخم، بينما آلات الليزر صغيرة الحجم مناسبة لقطع العمل الصغيرة أو صنع العينات.

مطابقة نوع الليزر مع المواد ومتطلبات التطبيق

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يعتمد اختيار آلات الليزر أيضًا على نوع المادة ومتطلبات التطبيق المحددة.

على سبيل المثال، بالنسبة للمواد غير المعدنية التي تحتاج إلى القطع أو الحفر، يجب اختيار آلات ليزر ثاني أكسيد الكربون؛ أما بالنسبة لمعالجة المواد المعدنية، فيجب اختيار آلات ليزر الألياف. إلى جانب ذلك، يجب أن تلبي طاقة الليزر ومناطق العمل أيضًا احتياجات متطلبات الإنتاج المحددة.

استنادًا إلى المقدمة أعلاه، من الواضح أن كل نوع من آلات الليزر يمتلك قطاعات وحواف تطبيق فريدة من نوعها. لذلك، فإن الاختيار الصحيح لآلات الليزر يمكن أن يعزز الإنتاجية وجودة المعالجة بشكل كبير.

رابعاً- مزايا القطع والنقش بالليزر

وبفضل الأداء الممتاز وآفاق التطبيق الواسعة، تحتل تقنية القطع والنقش بالليزر مكانة حاسمة في التصنيع الحديث. وبالمقارنة مع طرق المعالجة الميكانيكية التقليدية، فإن عملية الليزر لها ميزات في العديد من الجوانب، مما يجعلها خياراً مثالياً لعمليات المواد المعدنية وغير المعدنية.

ماكينة القطع بالليزر

دقة عالية وتفاصيل معقدة

من أبرز مزايا القطع والنقش بالليزر الدقة العالية للغاية والأداء الرائع في التفاصيل. حيث يمكن تركيز أشعة الليزر إلى أقل من 0.1 مم، وهو ما يمكن أن يحقق تفاوتاً في التصنيع الآلي يبلغ ± 0.05 مم، وذلك لتلبية متطلبات الإنتاج للمكونات الدقيقة.

وفي الوقت نفسه، يمكن لرأس القطع قطع ونقش الأنماط المعقدة والكلمات والتركيبات بمرونة، مما يوفر نطاقًا استثنائيًا للتصميم.

الحد الأدنى من نفايات المواد والحواف النظيفة

نظرًا لطبقات القطع الضيقة للقطع بالليزر، والتي عادةً ما تكون في حدود 0.1 إلى 0.5 مم، يتم تقليل نفايات المواد إلى الحد الأدنى. بالمقارنة مع القطع الميكانيكي التقليدي، فإن القطع والنقش بالليزر يمكن أن يوفر كمية كبيرة من المواد الخام، مما يحسن معدلات استخدام المواد.

وعلاوة على ذلك، ينتج عن القطع والنقش بالليزر عمليات قطع عالية الجودة وأسطح قطع ناعمة لا تتطلب معالجة ثانوية، مما يوفر إجراءات التلميع والتنظيف اللاحقة.

سرعات المعالجة السريعة والأتمتة

يمكن للقطع والنقش بالليزر بكفاءة عالية، خاصة في قطع المواد الرقيقة من الألواح يمكن أن تقطع أكثر من 100 متر في الدقيقة. يمكن التحكم في إجراءات المعالجة بالليزر تلقائيًا عن طريق أنظمة التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، مما يحسن بشكل كبير من الاتساق في الإنتاجية وجودة الإنتاج.

على سبيل المثال، يمكن أن تحقق ماكينات القطع بالليزر عمليات التحميل والتفريغ والتلقيم والمعالجة بالليزر الأتمتة، مما يقلل من التدخل اليدوي ويوفر تكاليف العمالة.

مجموعة واسعة من المواد المتوافقة

تتوافق تقنية القطع والنقش بالليزر مع مجموعة كبيرة من المواد، بما في ذلك جميع أنواع المواد المعدنية وغير المعدنية تقريباً. وتشمل المواد الشائعة القابلة للقطع المعادن، مثل الفولاذ الكربوني والنحاس المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم والنحاس والتيتانيوم، والمواد غير المعدنية مثل الخشب والأكريليك والمنسوجات والجلود والزجاج والسيراميك.

والأكثر من ذلك، يمكن لليزر أيضًا التعامل مع بعض المواد التي يصعب التعامل معها، مثل المواد المركبة والسبائك الصلبة.

مدخلات التصميم الرقمي وقابلية التكرار

عادةً ما يعتمد القطع والنقش بالليزر على نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي الذي يمكنه قراءة الملفات المتجهة لرسومات التصميم بمساعدة الحاسوب مباشرةً. يمكن للعمليات الرقمية بالكامل تعديل التصميمات وتحسين المعلمات. وبمجرد تحديد معلمات المعالجة المناسبة، تقوم ماكينات الليزر بالمعالجة بشكل متكرر وثابت لضمان اتساق الإنتاج الضخم، وهو أمر مهم في الإنتاج الصناعي.

النماذج الأولية منخفضة التكلفة والتخصيص

المعالجة بالليزر مناسبة للدفعات الصغيرة من الإنتاج وصنع العينات. ونظراً لعدم الحاجة إلى صنع نماذج باهظة الثمن، يمكن للقطع والنقش بالليزر إنهاء التحقق من صحة تصميم المنتج وتكراره بسرعة وبتكلفة اقتصادية.

وفي الوقت نفسه، يمكن أن يضيف النقش بالليزر العديد من الأنماط والكلمات والأرقام المخصصة على سطح قطعة العمل، مما يمكّن الشركات الصغيرة والمتوسطة والعملاء من الابتكار بتكاليف منخفضة.

صديقة للبيئة (بدون مواد كيميائية أو أدوات)

بالمقارنة مع طرق القطع والنقش التقليدية، فإن المعالجة بالليزر أكثر صداقة للبيئة. وتفي عمليات الليزر الخالية من أي مذيبات أو أحبار كيميائية، مع عدم وجود تصريف للنفايات، بمتطلبات الإنتاج النظيف.

وفي الوقت نفسه، تعمل المعالجة بدون تلامس على التخلص من تآكل الأدوات واستبدالها والتلوث بالضوضاء والاهتزازات، مما يحسن بيئة الورشة بشكل كبير.

بشكل عام، تزدهر تكنولوجيا القطع والنقش بالليزر التي تتميز بالدقة والكفاءة والتكاليف المنخفضة وحماية البيئة في المزيد من قطاعات التصنيع أكثر من أي وقت مضى.

من الإنتاج الصناعي إلى التصميم الشخصي وصنع العينات إلى الإنتاج الضخم، توفر المعالجة بالليزر المزيد من الإمكانيات والمرونة لتصميم المنتجات وتصنيعها. إن تكنولوجيا الليزر المتطورة والناضجة ستجلب القطع والنقش بالليزر إلى المزيد من القطاعات.

خامساً- التطبيقات والأمثلة

أود أن أسرد لكم بعض القطاعات التطبيقية العملية والأمثلة فيما يلي:

اللافتات والمنتجات الترويجية

اللوحات الإعلانية ولوحات العرض: يمكن لماكينات الليزر قص ونقش أنماط وكلمات معقدة على الأكريليك والخشب والمواد الأخرى، مما ينتج عنه لوحات إعلانية ولوحات عرض رائعة.

الجوائز والهدايا التذكارية: يمكن للنقاشين بالليزر نقش أنماط أو كلمات أو صور شخصية على الجوائز والهدايا التذكارية لتقديم خدمات خاصة مخصصة.

العبوات والألواح الإلكترونية

حاويات الهاتف والكمبيوتر: يمكن لماكينات القطع والنقش بالليزر إجراء عمليات قطع دقيقة على مواد مثل المعدن والبلاستيك، مما يؤدي إلى إنشاء أغلفة هواتف وحواسيب معقدة الشكل ودقيقة الحجم.

لوحة إلكترونية: يمكن للقواطع بالليزر قطع مختلف الثقوب والفتحات على اللوحات الإلكترونية، مثل فتحات الأزرار وفتحات مصابيح الإشارات الضوئية وما إلى ذلك، مما يضمن الدقة والجمالية.

مكونات السيارات والفضاء الجوي

مكونات المركبة: يمكن لماكينات القطع بالليزر قطع مكونات السيارات مثل ألواح الهيكل وأغطية المحرك بدقة وسرعة، مما يحسن الإنتاجية وجودة المنتج.

مكونات الفضاء الجوي: ماكينات القطع بالليزر قادرة على القطع الدقيق للغاية لمواد السبائك عالية القوة المستخدمة في مجال الطيران، وتصنيع الأجزاء الأساسية، مثل هياكل الطائرات ومكونات المحركات.

التعبئة والتغليف وعروض نقاط الشراء

صندوق التعبئة والتغليف: تنتج ماكينات الليزر صناديق التعبئة والتغليف بسرعة وكفاءة عن طريق قطع الهياكل المعقدة لصناديق التعبئة والتغليف من الورق المقوى والورق المموج مسبقًا.

حامل عرض المبيعات: يمكن لماكينات القطع بالليزر أن تقطع أشكالاً مختلفة من مكونات حوامل العرض على المواد، مثل الأكريليك والخشب، ثم يتم إعادة تجميع المكونات في حامل عرض جذاب وعملي لنقاط البيع.

سادساً- الخاتمة

بالنسبة للمبتدئين، يتطلب فهم تقنية القطع والنقش بالليزر إتقان المعرفة الأساسية وتقنيات التشغيل. تركز شركة ADH Machine Tool على ماكينات القطع بالليزر المتطورة منذ 40 عامًا، مع مجموعة واسعة من المنتجات.

ولكن هل تعرف ما هو سرهم؟ اتضح أن أداة ماكينة ADH لا تبذل الشركة الكثير من الجهد في الابتكار التكنولوجي فحسب، بل تحافظ أيضًا على رقابة صارمة للغاية على جودة المنتجات، ولا عجب أنها حازت على ثناء العملاء المستمر.

الأفعال أبلغ من الأقوال سجّل الدخول بسرعة إلى الموقع الرسمي لـ ADH واختر المفضلة لديك قواطع الليزر! أو مباشرة اتصل بفريق المبيعات، وسنقدم لك إرشادات الاختيار الأكثر احترافية، مما يجعل استثمارك يستحق العناء.

هل تبحث عن ماكينات؟

إذا كنت تبحث عن ماكينات تصنيع الصفائح المعدنية، فقد وصلت إلى المكان الصحيح!

عملاؤنا

تستخدم العلامات التجارية الكبرى التالية آلاتنا
اتصل بنا
ألست متأكدًا من الماكينة المناسبة لمنتجك من الصفائح المعدنية؟ دع فريق المبيعات المطلع لدينا يرشدك في اختيار الحل الأنسب لاحتياجاتك.
اسأل خبير
سياسة الخصوصيةالشروط
حقوق الطبع والنشر © 2024