فيما تُستخدم ماكينات القطع بالليزر؟ إشعال الابتكار

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: 23 مايو 2024

أولاً- مقدمة

يمكن إرجاع تاريخ آلات القطع بالليزر إلى عام 1965، عندما استخدم مركز ويسترن إلكتريك للأبحاث الهندسية واحدة منها لأول مرة لحفر ثقوب في قوالب الماس. وفي وقت لاحق، في عام 1967، اخترعت المملكة المتحدة طريقة القطع النفاث بالأكسجين بمساعدة الليزر للمعادن. وبحلول السبعينيات، استُخدمت تكنولوجيا القطع بالليزر على نطاق واسع في مجال الفضاء الجوي لقطع معدن التيتانيوم.

كتقنية أساسية في التصنيع الحديث، تلعب ماكينات القطع بالليزر دورًا حيويًا في العديد من القطاعات. وبفضل مزايا الدقة العالية والكفاءة والمرونة، فإنها توفر إمكانيات غير مسبوقة لمعالجة المواد.

ماكينة القطع بالليزر

ستناقش هذه المقالة معرفة آلات القطع بالليزر، بما في ذلك مبادئ عملها ونوعها وتطبيقاتها واتجاهات التطوير المستقبلية وذلك لتوفير دليل شامل للقراء والمستخدمين.

في التصنيع الحديث، أصبحت ماكينات القطع بالليزر، بمزاياها الفريدة، جواهر مبهرة في مجال التصنيع الآلي. فهي لا تستطيع قطع المواد المختلفة بدقة فحسب، بل يمكنها أيضًا تلبية احتياجات المعالجة للأشكال المعقدة، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.

ستتمحور المقالة حول المعرفة الأساسية لآلات القطع بالليزر، بما في ذلك مبدأ عملها وأنواعها وتطبيقاتها في مختلف القطاعات والاتجاهات المستقبلية. واستنادًا إلى المناقشة، يمكن لمستخدمي آلات القطع بالليزر اكتساب فهم أعمق لآلات القطع بالليزر.

ثانياً- فهم تقنية القطع بالليزر

1- ما هو القطع بالليزر؟

ماكينة القطع بالليزر هو نوع من التكنولوجيا التي تستخدم كثافة عالية الطاقة لإذابة المواد أو حرقها أو تبخيرها لإنهاء القطع بالليزر. تستخدم ماكينات القطع بالليزر النظام البصري ونظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي لتركيز أشعة الليزر على سطح المواد، وبالتالي تشكيل حواف قطع عالية الجودة.

تم تطبيق تكنولوجيا القطع بالليزر لأول مرة في حفر القوالب الماسية في عام 1965، ثم في عام 1967، اعتمدت المملكة المتحدة طريقة القطع النفاث بالأكسجين بمساعدة الليزر للمعادن.

يمكن تقسيم إجراءات القطع بالليزر إلى 3 خطوات:

الخطوة 1: إنشاء ملف G-code

قبل إجراء أي عملية قطع، من الضروري إنشاء كود G لمهمة القطع. كود G هو مجموعة من التعليمات التي يمكن قراءتها آليًا والتي تخبر الماكينة بموضع رأس القطع بالليزر.

الخطوة2: توليد شعاع الليزر

مصدر الليزر

يتم توليد أشعة الليزر بواسطة مولدات الليزر، وتستخدم أشعة الليزر المختلفة وسائط ليزر مختلفة. ومع ذلك، فإن مبادئها الفيزيائية متشابهة.

الخطوة3:عمليات القطع

يتم تركيز أشعة الليزر على منطقة العمل من خلال عدسات عالية الجودة، مما يشكل نقطة بؤرية صغيرة جدًا. استنادًا إلى سُمك المادة، يمكن أن يكون عرض الشقوق للقطع صغيرًا حتى 0.1 مم.

أثناء القطع، يتم رش الغازات المساعدة، مثل الأكسجين والنيتروجين، على مناطق القطع للمساعدة في تنظيف ونفخ المواد المنصهرة والحفاظ على نظافة القطع.

بشكل عام، يتم استخدام تقنية القطع بالليزر ذات الحواف على الدقة والكفاءة والمرونة على نطاق واسع في التصنيع الصناعي والمدارس والمؤسسات الصغيرة والبناء، إلخ,

دعونا نستمتع بفيديو قصير لتعلم عملية استخدام ماكينات القطع بالليزر.

2- أنواع آلات القطع بالليزر

وفقًا للاختلافات في الليزر، يمكن تقسيم آلات القطع بالليزر بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع: قواطع ليزر ثاني أكسيد الكربون وقواطع ليزر الألياف وقواطع ليزر YAG. كل نوع له قطاعات وميزات التطبيق الخاصة به.

(1) قواطع ليزر CO2

  • تستخدم ماكينات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون غازات ثاني أكسيد الكربون كوسيط ليزر، وتناسب المواد غير المعدنية، مثل الخشب والبلاستيك والنسيج. كما يمكنها قطع المواد المعدنية الرقيقة.
  • يولِّد ليزر ثاني أكسيد الكربون CO2 شعاعًا من الضوء عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر أنبوب مملوء بغازات ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم.
  • مع طول موجي يبلغ 10.6 ميكرومتر، فإن ماكينات القطع بالليزر CO2 مناسبة لقطع ونقش المواد غير المعدنية.

(2) قواطع ألياف الليزر

ماكينة القطع بالليزر
  • تستخدم ماكينة القطع بالليزر الليفي أليافًا ضوئية مخدرة بعناصر أرضية نادرة كوسيط ليزر، وتمتلك طاقة وكفاءة عالية ومتطلبات صيانة منخفضة.
  • وهي مناسبة لقطع المواد المعدنية، خاصة للمواد المعدنية العاكسة.
  • مع الطول الموجي البالغ 1.064 موجات ميكروويف 1.064، يمكن لقواطع الليزر الليفي توليد نقطة بؤرية ذات أقطار قصيرة، وهي مناسبة للقطع عالي الدقة.

(3) قواطع ليزر YAG (3)

  • يستخدم القاطع بالليزر YAG بلورات عقيق الألومنيوم الإيتريوم (YAG) كوسيط ليزر، مما يلبي متطلبات الدقة العالية والقطع عالي الجودة.
  • يبلغ الطول الموجي 1.06 ميكرومتر، وهي تناسب المواد المعدنية وبعض المواد غير المعدنية.

(4) مقارنة الإيجابيات والسلبيات

مقارنة الإيجابيات والسلبيات لثلاثة أنواع من آلات القطع بالليزر

يلخص جدول يلخص للمستخدمين المزايا والعيوب الرئيسية لكل نوع من أنواع آلات القطع بالليزر، مما يساعدك على فهم السيناريوهات والقيود القابلة للتطبيق.

نوع القطع بالليزرالمزاياالعيوب
قاطع ليزر CO2 CO2- يمكن قطع مختلف المواد الرقيقة - كفاءة عالية في استخدام الطاقة - تكلفة منخفضة نسبيًا- غير مناسب لقطع المواد المعدنية السميكة - يتطلب صيانة دورية واستبدال الغاز
قاطع ألياف الليزر الليفي- معدل تحويل كهروضوئي عالٍ - استهلاك منخفض للطاقة - مناسب لقطع المواد المعدنية - تكلفة صيانة منخفضة وعمر خدمة طويل- سعر مرتفع - غير مناسب لقطع المواد غير المعدنية
قاطع الليزر YAG- جودة شعاع جيدة - سرعة قطع سريعة - مناسبة للمعالجة عالية الدقة- كفاءة التحويل الكهروضوئي المنخفضة - كفاءة التحويل الكهروضوئي - تكلفة صيانة عالية

من خلال الفهم الشامل لآلات القطع بالليزر، يمكننا استخدام التكنولوجيا بشكل أفضل في مختلف القطاعات من أجل توفير الدعم التطويري لجميع القطاعات. ومع تطور تكنولوجيا القطع بالليزر، ستستمر في تعزيز التطوير والابتكار في مجال التصنيع.

ثالثاً- تطبيقات آلات القطع بالليزر

آلة القطع بالليزر، وهي نوع من الآلات المتقدمة، تستخدم أشعة الليزر عالية الكثافة للطاقة لقطع المواد ويتم تطبيقها على نطاق واسع في العديد من القطاعات. في هذه المقالة، سيتم عرض تطبيقها في صناعات الآلات الآلية والفضاء والرعاية الطبية والإلكترونيات والبناء والمجوهرات بالتفصيل.

تقنية القطع بالليزر

1- صناعة السيارات

(1) القطع الدقيق لقطع غيار السيارات (1)

لعبت تقنية القطع بالليزر دورًا حيويًا في تصنيع السيارات. فهي تسمح بالقطع الدقيق والمعقد لمكونات السيارات، مثل أجزاء هيكل السيارة وإطارات أبواب السيارات وصناديقها وأغطية الأسقف.

تُصدر ماكينات القطع بالليزر أشعة الليزر لإشعاع سطح المواد، مما يؤدي إلى ذوبان المواد أو تبخيرها لتحقيق قطع دقيق للغاية. ولم تقتصر هذه التكنولوجيا على تحسين دقة المنتج لمكونات المركبات فحسب، بل قلصت أيضاً دورات المنتج وتكاليفه.

القطع الدقيق لقطع غيار السيارات

(2) تصنيع أنظمة العادم

تُعد ماكينات القطع بالليزر حيوية في تصنيع أنظمة عادم السيارات. تتيح أنظمة العادم المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك الألومنيوم كفاءة عالية ودقة قطع المواد لضمان جودة وأداء أنظمة العادم.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لتقنية القطع بالليزر أن تقلل من هدر المواد، وبالتالي تحسين كفاءة المنتج.

2- صناعة الطيران والفضاء

(1) قطع مكونات الطائرات المقطوعة

يتم تطبيق تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع في صناعة الطيران لإنتاج مكونات الطائرات. يمكن لآلة القطع بالليزر أن تقطع أجزاء جسم الطائرة والأجنحة والمكونات الرئيسية الأخرى للتأكد من أنها تلبي المتطلبات الصارمة لمعايير الجودة والسلامة.

لا يمكن أن يؤدي اعتماد هذا النوع من التكنولوجيا إلى تحسين كفاءة المنتج فحسب، بل يمكن أن يقلل أيضًا من نفايات المواد وتكاليف المنتج.

(2) تصنيع شفرات التوربينات

تصنيع شفرات التوربينات

تفرض شفرات التوربينات، باعتبارها المكونات الأساسية لمحرك الطائرة، متطلبات عالية على جودة التصنيع والكفاءة.

تسمح ماكينات القطع بالليزر بالقطع عالي الدقة للنمط المعقد لشفرات التوربينات، مما يضمن أداءها ومتانتها تحت درجات الحرارة والضغط العاليين.

إلى جانب ذلك، يمكن لتقنية القطع بالليزر أن تقلص دورة المنتج وتكاليف إنتاج شفرات التوربينات.

3- الصناعة الطبية

(1) إنتاج الأدوات الجراحية

تُستخدم تقنية القطع بالليزر أيضًا لإنتاج الأدوات الجراحية. ويمكنها قطع السكاكين الجراحية والملقط والأدوات الجراحية الأخرى بدقة وضمان حدتها ومتانتها.

ولذلك، فقد حسّنت تقنية القطع بالليزر من جودة الأدوات الجراحية وخفضت تكاليف المنتج والوقت.

ماكينة القطع بالليزر

(2) تصنيع الغرسات الطبية

تُستخدم آلات القطع بالليزر الآن على نطاق واسع في تصنيع الغرسات الطبية، مثل استبدال المفاصل وزراعة الأسنان. يمكن لآلات القطع بالليزر أن تقطع المواد المعدنية والبلاستيكية بدقة عالية لضمان أن أحجام وأشكال الغرسات تلبي متطلبات المريض.

والأكثر من ذلك، يمكن لتقنية القطع بالليزر أيضًا أن تقلل من التكاليف الزمنية لتصنيع الغرسات.

4- صناعة الإلكترونيات

(1) قطع لوحات الدوائر الكهربائية

تقطيع لوحات الدوائر الكهربائية

عندما يتعلق الأمر بماكينات القطع بالليزر، نعلم جميعًا أنه يمكن استخدامها في قطع لوحات الدوائر الإلكترونية. وباعتبارها أكثر المكونات الحيوية للمنتجات الإلكترونية، فإن دقة تصنيعها وجودتها تحدد بشكل مباشر أداء المنتجات الإلكترونية وعمرها الافتراضي.

تتيح قواطع الليزر إمكانية القطع الدقيق والفعال للغاية للوحات الدارات الكهربائية، مما يعزز جودة التصنيع والدقة.

(2) القطع الدقيق للمكونات الإلكترونية (2)

يمكن لماكينات القطع بالليزر أيضًا قطع جميع أنواع المكونات الإلكترونية بدقة، مثل المقاومات والمكثفات والترانزستورات، إلخ.

لا يقتصر دور هذه التقنية على تحسين دقة المكونات وجودتها فحسب، بل يمكنها أيضًا إجراء المعالجة الدقيقة، مثل التثقيب والتسجيل، وبالتالي تعزيز دقة وجودة تصنيع المكونات.

5- صناعة البناء والتشييد

(1) تصنيع المكونات الهيكلية

المكونات الهيكلية

تُستخدم آلات القطع بالليزر عادةً لتصنيع مكونات الهيكل. ويمكنها قطع المواد الفولاذية ومواد الألومنيوم ومواد البناء الأخرى بدقة لضمان أن تفي أحجام وأشكال مكونات الهيكل بمتطلبات التصميم.

لم تحسن هذه التقنية من كفاءة البناء فحسب، بل قللت أيضًا من نفايات المواد وتكاليف المنتجات.

(2) قطع العناصر المعمارية

يمكن أيضًا استخدام ماكينات القطع بالليزر لقطع العناصر المعمارية، مثل الألواح المعدنية المزخرفة والزجاج والحجر. يمكن لتقنية القطع بالليزر أن تقطع العناصر المعمارية المعقدة بدقة لضمان جمالياتها ووظائفها.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لتقنية القطع بالليزر أن تقلل من وقت التصنيع وتكلفة العناصر المعمارية.

6- صناعة المجوهرات

صناعة المجوهرات

(1) القطع الدقيق لتصاميم المجوهرات

تُستخدم الآلة في الصناعة على نطاق واسع للقطع الدقيق لتصميم المجوهرات. يمكن لتكنولوجيا القطع بالليزر أن تقطع الذهب والفضة والبلاتين والمعادن الثمينة الأخرى بدقة لضمان الدقة والتعقيد.

يمكن لماكينات القطع بالليزر تحسين روعة المجوهرات مع تقليل هدر المواد وتكاليف المنتج.

(2) النقش والوسم

يمكن أيضًا استخدام ماكينات القطع بالليزر في نقش المجوهرات ووسمها. تسمح ماكينات القطع بالليزر بالقطع الدقيق للنقوش والكلمات المعقدة للتأكد من تفرد وجمالية المظهر الخاص للمجوهرات.

والأكثر من ذلك، يمكن لتقنية القطع بالليزر أيضًا أن تقلل من تكاليف منتجات المجوهرات والوقت.

باختصار، تمتلك تكنولوجيا القطع بالليزر آفاق تطبيقية واعدة وحواف واعدة. فهي لا يمكنها فقط تحسين كفاءة المنتج وجودته بل يمكنها أيضًا تقليل تكاليف المنتج والوقت، مما يعزز التنمية في جميع أنواع القطاعات.

ماكينة القطع بالليزر

رابعاً- مزايا استخدام آلات القطع بالليزر

1- دقة ودقة عالية

تشتهر ماكينات القطع بالليزر بالدقة والكفاءة العالية.

(1) يمكن تعديل أقطار أشعة الليزر إلى نطاق قصير للغاية، عادةً في حدود 0.05 مم، مما يسمح بدقة قطع عالية للغاية.

(2) حوافها في الدقة تجعلها تؤدي أداءً جيدًا في مشاريع القطع المعقدة والدقيقة، مثل المكونات الإلكترونية والمكونات الميكانيكية الدقيقة.

(3) والأكثر من ذلك، فإن عمليات القطع بالليزر خالية من التلامس المادي، لذلك لن يتم تطبيق أي ضغوط ميكانيكية على المواد، مما يجنب تشوه المواد وتلفها مثل طرق القطع التقليدية.

ماكينة القطع بالليزر

ولإظهار حواف ماكينات القطع بالليزر، يرد جدول يقارن بين دقة القطع بالليزر والقطع بنفث الماء والقطع بالبلازما والقطع باللهب عند مستوى طاقة 3 كيلو وات لسماكات مختلفة للصفائح.

طريقة التقطيعمستوى الطاقةصفيحة رقيقة (<3 مم) الدقةلوحة متوسطة (3-10 مم) دقة اللوحة المتوسطة (3-10 مم)صفيحة سميكة (> 10 مم) الدقة
القطع بالنفث المائي3 كيلو وات± 0.1 مم± 0.5 مم± 0.8 مم
القطع بالليزر3 كيلو وات± 0.05 مم± 0.08 مم± 0.1 مم
القطع بالبلازما3 كيلو وات± 1.0 ممغير قابل للتطبيقغير قابل للتطبيق
القطع بالأوكسجين والوقود3 كيلو وات± 1.0 ممغير قابل للتطبيقغير قابل للتطبيق

استنادًا إلى الجدول، يمكننا أن نرى أنه مع طاقة الليزر 3 كيلوواط، فإن القطع بنفث الماء والقطع بالليزر يتمتع بدقة أعلى بكثير من القطع بالبلازما والقطع بالوقود الأوكسي.

بشكل عام، إذا كانت مهام القطع تتطلب دقة قطع عالية المستوى وحواف قطع ناعمة، فإن القطع بالليزر هو الخيار الأفضل.

2- السرعة والكفاءة

ماكينة القطع بالليزر

من المزايا المهمة الأخرى لماكينات القطع بالليزر سرعتها العالية وكفاءتها.

(1) بالمقارنة مع طرق القطع الميكانيكية التقليدية، يمكن زيادة سرعة القطع بالليزر بمقدار 8 إلى 20 مرة، مع توفير 15% إلى 30% من المواد.

(2) تمنح قدرة القطع الفعالة هذه ماكينات القطع بالليزر ميزة واضحة في الإنتاج على نطاق واسع والنماذج الأولية السريعة.

(3) مقارنة بين سرعة القطع بالليزر للفولاذ المقاوم للصدأ

厚度 (مم)做率 (W)CO2激光速度 (م/دقيقة)光纤激光速速度 (م/دقيقة)YAG激光速度 (م/دقيقة)
120003.51412
220001.676
320001.04.23.6
620000.52.11.8
820000.31.41.2

(4) جدول مقارنة سرعة القطع بالليزر الأكريليكي (4)

厚度 (مم)做率 (W)CO2激光速度 (م/دقيقة)光纤激光速速度 (م/دقيقة)YAG激光速度 (م/دقيقة)
1303.02.52.0
2601.51.21.0
3901.00.80.6
51500.60.50.4
103000.30.250.2

استنادًا إلى الرسمين البيانيين، يمكننا أن نرى أن القطع بالليزر الليفي يُظهر مزايا كبيرة على القطع بالليزر CO2 و YAG. إذا كنا نبحث عن دقة وكفاءة عالية، فإن قواطع ألياف الليزر هي الخيار الأفضل؛ وإذا كنا نريد قطع المواد غير المعدنية، فإن قواطع ليزر CO2 يمكن أن تكون اختيارًا أفضل.

إلى جانب ذلك، ستتغير الإحصائيات إذا تم أخذ سرعة القطع والمعلمات الأخرى في الاعتبار.

ماكينة القطع بالليزر

3- براعة في قطع المواد

تتجلى براعة ماكينات القطع بالليزر أيضًا في قدرتها على قطع مختلف المواد، بما في ذلك المعادن والبلاستيك والخشب والورق والنسيج.

(1) تستخدم آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون عادة لقطع المواد غير المعدنية بينما تستخدم آلات القطع بليزر الألياف لقطع المواد المعدنية.

(2) يمكن لماكينات القطع بالليزر التعامل مع المواد العاكسة بسماكات مختلفة وجعل هذه المواد تؤدي دورها في التطبيقات الصناعية.

وبالتالي، فإن تعدد استخدامات قطع المواد يجعل للماكينة دورًا حيويًا في التصنيع.

مواد قابلة للتطبيق للقطع بالليزر:

قطع الخشب بالليزر
قطع الأكريليك بالليزر
قطع المعادن بالليزر
قطع الورق بالليزر

4- الفعالية من حيث التكلفة

على الرغم من أن الاستثمار الأولي لماكينة القطع بالليزر مرتفع نسبياً، إلا أن تكاليف تشغيلها على المدى الطويل منخفضة نسبياً، مما يوفر فعالية كبيرة من حيث التكلفة.

(1) الكفاءة العالية والدقة العالية لماكينات القطع بالليزر تقلل من هدر المواد وتكاليف إعادة العمل.

(2) انخفاض تكاليف الصيانة، خاصة بالنسبة لماكينات القطع بالليزر الليفي، فإن عمرها الافتراضي الطويل وتشغيلها الثابت يقلل من تكرار الصيانة وتكاليف الاستبدال المستهلكة.

(3) يمكن لتطبيق أنظمة الإدارة الذكية مراقبة حالة التشغيل واستهلاك الطاقة للمعدات في الوقت الحقيقي، وزيادة تحسين معايير تشغيل المعدات وتقليل تكاليف التشغيل.

باختصار، على المدى الطويل، تقدم آلات القطع بالليزر فوائد اقتصادية كبيرة بغض النظر عن كفاءة المنتج أو تكاليف التشغيل.

ماكينة القطع بالليزر

خامساً- الخاتمة

لقد أحدثت ماكينات القطع بالليزر ثورة في مجال التصنيع، حيث تقدم دقة لا مثيل لها وتعدد استخدامات وكفاءة لا مثيل لها في قطع مجموعة كبيرة من المواد.

بدءًا من التصميمات المعقدة إلى الأشكال الهندسية المعقدة، يمكن لهذه الأعاجيب عالية التقنية التعامل مع كل شيء بدقة وسرعة ملحوظة، مما يجعلها أصولاً لا تقدر بثمن في مختلف الصناعات.

استكشف المجموعة الكاملة من ماكينات القطع بالليزر من أداة ماكينة ADH وأطلق العنان لقوة الدقة وتعدد الاستخدامات والكفاءة لتلبية احتياجاتك التصنيعية.

ماكينة القطع بالليزر

زوروا موقعنا صفحة المنتج لاكتشاف الحل الأمثل لعملك وإطلاق العنان لإمكاناتك الإبداعية اليوم! تبنَّ مستقبل التصنيع وأطلق العنان لخيالك ليحلق في سماء الإبداع!

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