وصف ماكينة القطع بالليزر: دليل تفصيلي

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: 15 مايو 2024

أولاً- مقدمة

منذ أن تم اختراع آلة القطع بالليزر في الستينيات، اتسع نطاق تطبيقها في صناعات السيارات والفضاء والإلكترونيات وغيرها من الصناعات.

فعلى سبيل المثال، في مجال تصنيع السيارات، تُستخدم تقنية القطع بالليزر في إنتاج المكونات، مثل ألواح الهيكل والشاسيه وأنظمة العادم، لتحسين الكفاءة والدقة. وفي صناعة الطيران، تلعب هذه التقنية، اعتمادًا على أدائها المتميز، دورًا محوريًا في تصنيع المكونات الرئيسية، مثل جلد الطائرة والأجنحة وشفرات المحرك.

يتناول المقال مبادئ العمل والمكونات الأساسية والمواد القابلة للتطبيق ومزايا وتطبيقات ماكينات القطع بالليزر من أجل تقديم هذه التقنية التي تغير قواعد اللعبة بعمق.

II- كيف تعمل ماكينات القطع بالليزر؟

إليك مقطع فيديو قصير لتستمتع بالقدرات الرائعة لماكينات القطع بالليزر:

مبادئ التشغيل

تستخدم ماكينات القطع بالليزر أشعة ليزر عالية الكثافة للطاقة للإشعاع على سطح قطعة العمل، مما يتسبب في ذوبان المواد وتبخرها وخضوعها لتفاعلات كيميائية، وفي الوقت نفسه، يتم تفجير المواد المنصهرة بواسطة تدفق هواء عالي السرعة، ويتم الانتهاء من القطع.

بشكل عام، يمكن تقسيم القطع بالليزر إلى 4 أجزاء:

  • عند تشعيعها بأشعة الليزر، يمتص سطح المادة الحرارة بسرعة.
  • تبدأ المادة، التي تتجاوز درجة حرارتها درجة الانصهار، في الانصهار، مكونةً تجمعًا ذائبًا.
  • مع ارتفاع درجة الحرارة، تتبخر المادة وتكوّن بخارًا، وتتطاير المواد المنصهرة تحت تأثير ارتداد البخار وتدفق هواء القطع عالي السرعة.
  • تتحرك أشعة الليزر على طول مسار القطع وتشكل شقوقًا ضيقة مستمرة في المادة. وبهذه الطريقة، تنتهي عملية القطع.

المكونات الأساسية

عادةً ما تحتوي ماكينة القطع بالليزر على المكونات التالية:

  • الليزر
  • نظام بصري
  • رأس القطع
  • نظام تحكم باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)
  • نظام مساعد
كيف تعمل آلة القطع بالليزر

الليزر:

كمصدر للضوء الذي يوفر أشعة ليزر عالية الطاقة والجودة، تشمل أشعة الليزر عادةً ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الألياف.

مصدر الليزر

مصدر الليزر

نظام بصري:

يركّز النظام، بما في ذلك المرايا العاكسة وعدسات التركيز والمكونات الأخرى، أشعة الليزر بدقة على سطح قطعة العمل.

رأس القطع:

تقوم بإخراج أشعة الليزر وغازات القطع بشكل محوري وتتحكم في حركاتها النسبية وموضعها مع قطعة العمل.

رأس القطع

رأس القطع

نظام تحكم CNC:

تتحكم في مسارات الحركة وسرعة رأس القطع بحيث تقطع تلقائيًا.

نظام كونترل CNC كونترل

نظام التحكم باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)

نظام مساعدة:

وهي تشمل نظام التبريد، ونظام عادم الدخان، ونظام إمداد الغاز، وأجزاء أخرى لضمان التشغيل الثابت والعالي الكفاءة.

من بين هذه المكونات، الليزر كعامل أساسي، يقرر بشكل مباشر جودة القطع وكفاءته. وبفضل الكفاءة العالية والجودة العالية، فإن هذه الآلات السحرية توسع أفقها في التصنيع الصناعي، مما يعزز تطوير تكنولوجيا القطع بالليزر والتنمية الصناعية.

عملية القطع بالليزر خطوة بخطوة

خذ آلة القطع بالليزر الليفي كمثال:

ماكينة القطع بالليزر
  • ضع قطع العمل المراد قطعها على طاولة العمل واضبط معلمات القطع، مثل طاقة الليزر وسرعة القطع وضغط الهواء، بناءً على أنواع المواد وسُمكها.
  • عند تنشيط الليزر، ينتقل شعاع الليزر عبر الألياف الضوئية، ويتم موازاته بواسطة مرآة موازاة وتركيزه بواسطة عدسة تركيز وينبعث من الفوهة.
  • سيتحرك رأس القطع في بُعدين بالنسبة لقطع العمل تحت سيطرة نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، وستعمل كثافة الطاقة العالية للنقطة البؤرية لشعاع الليزر على إذابة المواد وتبخيرها.
  • سوف يتم رش غازات القطع، مثل الأكسجين والنيتروجين، بسرعة من خلال فوهات لنفخ المواد المنصهرة وإنتاج قطع سلس.
  • سيتحرك رأس القطع وفقًا للمسار والسرعة المصممة لقطع الأشكال الهندسية المطلوبة على قطع العمل.
  • بعد الانتهاء من القطع، قم بإيقاف تشغيل الليزر واستخدم الهواء المضغوط لنفخ الغبار والبقع من رأس القطع والمكونات البصرية للاستعداد للمرة التالية.

الصفحة رقم 36 من موقعنا على الإنترنت

من الواضح أن القطع بالليزر عملية معقدة، تنطوي على ليزر، ونظام بصري، ونظام تحكم رقمي باستخدام الحاسب الآلي، ونظام تبريد، ومكونات أخرى. في الوقت نفسه، يجب أن يعتمد إعداد معلمات القطع على مواد المعالجة والسماكة والأنماط الهندسية وعوامل أخرى.

لا يمكننا الاستفادة الكاملة من الجودة العالية والدقيقة والمرنة لماكينات القطع بالليزر إلا من خلال فهم مبادئ عملها ومعايير التحكم فيها.

ثالثاً- أنواع آلات القطع بالليزر

وفقًا لأنواع الليزر، يمكن تقسيم آلات القطع بالليزر إلى ثلاث فئات رئيسية: آلات القطع بالليزر CO2 ماكينات القطع بالليزر الليفي وماكينات القطع بالليزر YAG.

تختلف الماكينات المختلفة في مبادئ المعالجة والمواد القابلة للتطبيق وأداء القطع. دعونا نكشف النقاب عن أسرار هذه الماكينات.

 قواطع الليزر

قواطع ليزر CO2

باعتبارها واحدة من آلات القطع بالليزر الأوسع تطبيقًا، فهي تعتمد غازات ثاني أكسيد الكربون كمواد عاملة ويتم تنشيطها بالطاقة لإنتاج أشعة تحت الحمراء بطول موجي 10.6 ميكرومتر.

إلى جانب ذلك، تعمل أجهزة ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل جيد في امتصاص المواد غير المعدنية، بحيث تكون مناسبة للخشب والأكريليك والزجاج والورق والنسيج والبلاستيك والجلد.

مزايا قواطع الليزر CO2

  • تطبيق واسع؛ يمكن أن يصل سمك القطع غير المعدني إلى 60 مم.
  • شقوق ضيقة، ومنطقة صغيرة متأثرة بالحرارة، وسطح قطع عالي الجودة.
  • أشعة ليزر عالية الجودة؛ إخراج ثابت ومتسق.
قاطع ليزر CO2

سلبيات قواطع الليزر CO2

  • غير مناسب لقطع المعادن، خاصةً للمواد ذات معدلات الانعكاس العالية.
  • انخفاض سرعة القطع والكفاءة في تقطيع الألواح السميكة
  • نظام بصري معقد، يستلزم صيانة ومعايرة دورية.
  • استهلاك عالٍ للطاقة مع معدل تحويل الكهرباء إلى ضوء بمعدل تحويل من 10 إلى 151 تيرابايت إلى 3 تيرابايت فقط.

قواطع ألياف الليزر

باستخدام الألياف الضوئية المخدرة بعناصر أرضية نادرة كوسيط كسب، يتم ضخ قواطع الليزر الليفي بواسطة صمامات ليزر ثنائية أشباه الموصلات، مما يولد شعاع ضوء قريب من الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية تتراوح بين 1.06 و1.07 ميكرومتر.

يتميز الليزر في هذا النطاق بمعدل امتصاص عالٍ للغاية للمعادن. ومن ثم تُستخدم آلات القطع بليزر الألياف على وجه التحديد لقطع المواد المعدنية، وخاصة الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والألومنيوم والنحاس وغيرها.

ماكينة القطع بالليزر الليفي ثنائية الاستخدام ULFT

ماكينة القطع بالليزر الليفي ثنائية الاستخدام ULFT

مزايا قواطع الألياف الليزرية:

  • نقل الألياف البصرية بمسار بصري بسيط لا يستلزم أي صيانة.
  • توفر بقعة الضوء الصغيرة المركزة ذات الطاقة والكثافة العالية كفاءة عالية.
  • ومع وصول نسبة التحويل بين الكهرباء والضوء إلى 30 إلى 50 في المائة، فهي توفر الطاقة وصديقة للبيئة.
  • تصميم الحالة الصلبة، والحجم الصغير، والموثوقية العالية
  • المواد ذات الانعكاسية العالية، مثل الألومنيوم والنحاس والنحاس الأصفر التي يمكن معالجتها بانعكاسية عالية.

بالمقارنة مع قواطع ليزر ثاني أكسيد الكربون فإن سرعة القطع بالليزر الليفي للمواد المعدنية تبلغ 2 إلى 3 أضعاف سرعة القطع بالليزر لثاني أكسيد الكربون ولا تتأثر بانعكاسية المواد. ومع ذلك، فإن لها قيودًا على القطع غير المعدني، كما أن تكاليفها مرتفعة.

قواطع الليزر YAG

إن آلة القطع بالليزر YAG هي نوع من معدات القطع بالليزر ذات الحالة الصلبة التي تعتمد على بلورة عقيق الألومنيوم الإيتريوم (YAG) المخدرة بأيونات النيوديميوم (Nd3+). الطول الموجي للعمل قريب من الطول الموجي لليزر الليفي ، أيضًا حوالي 1.06 ميكرومتر ، وبالتالي فإن آلة القطع بالليزر YAG تستخدم بشكل أساسي لقطع المعادن أيضًا.

قواطع الليزر YAG

مزايا قواطع الليزر YAG:

  • تكاليف منخفضة مع فعالية عالية من حيث التكلفة
  • السماح للمواد عالية الانعكاس، مثل الألومنيوم والنحاس.
  • تنتج أشعة الليزر عالية الجودة تأثير قطع مثالي.
  • مع الطاقة المنخفضة، فهي تستخدم بشكل أساسي لسمك القطع الرقيق والقطع بأداء سريع.

سلبيات قواطع الليزر CO2

  • ثنائيات المضخة والبلورات كلاهما مواد مستهلكة ذات عمر افتراضي قصير.
  • كفاءة التحويل الكهروضوئي منخفضة، وعمومًا أقل من 3%.
  • طاقة محدودة، وأداءها في سماكة القطع وسرعتها ليس جيدًا مثل قواطع ألياف الليزر.
  • هياكل معقدة ذات تكاليف صيانة عالية.

المقارنة::مقارنة

قبل أن نتعمق في الموضوع، قد ترغب في مشاهدة فيديو للاستمتاع!

أنواع ماكينات القطع بالليزر
المقارنةآلة القطع بالليزر CO2 CO2ماكينة القطع بالليزر الليفيماكينة القطع بالليزر YAG
متوسط نشطغاز ثاني أكسيد الكربونالألياف المشبعة بالأرض النادرةبلورة YAG المخدرة بالنيودونيوم YAG
الطول الموجي للإخراج10.6 ميكرومتر1.06 ميكرومتر1.06 ميكرومتر
المواد المناسبةغير المعادن بشكل أساسي، مثل الخشب والأكريليك والزجاج والورق والنسيج والبلاستيك والجلود وغيرها.المعادن في المقام الأول، خاصةً المواد العاكسة للغاية؛ ويمكنه أيضًا قطع بعض المواد غير المعدنيةتقطع المعادن بشكل أساسي، مثل الألومنيوم والنحاس والمعادن غير الحديدية الأخرى؛ ويمكنها أيضًا قطع المعادن غير الحديدية
سُمك القطع<12 مم مفضل، سرعة قطع بطيئة للألواح السميكة<12 مم، وسرعة القطع للصفائح الرقيقة هي 2-3 أضعاف سرعة قطع CO2طاقة منخفضة، مناسبة فقط لقطع الصفائح التي يقل قطرها عن 8 مم
جودة الشعاعضعيف، حجم البقعة أكبر، غير مناسب لقطع المساحات الكبيرةممتاز، حجم البقعة صغير، كثافة طاقة عالية، يمكن أن يحقق قطعًا عالي الدقةجيد، يمكن أن يحقق قطعًا عالي الدقة
دقة القطعمتوسطعاليةعالية
سرعة القطعمتوسطسريع، عدة أضعاف ثاني أكسيد الكربونأبطأ من الألياف وأسرع من ثاني أكسيد الكربون
الكفاءة الكهروبصرية10-15%أعلاه 30%3-5%
استهلاك الطاقةعاليةمنخفض، حوالي 1/4 من CO2أعلى من الألياف
تكلفة الصيانةتحتاج المكونات البصرية العالية وأنابيب الترددات اللاسلكية إلى الاستبدال المتكررمنخفضة ولا تحتاج إلى صيانة بشكل أساسيمتوسط، تحتاج مصادر المضخة إلى الاستبدال المنتظم
تكلفة المعداتمرتفع، حوالي 350,000 - 1,000,000,000 يوان صينيمتوسط، حوالي 200,000-600,000 يوان صينيتقنية منخفضة وناضجة، حوالي 100,000 إلى 300,000 يوان صيني
تكلفة التشغيلمرتفع، حوالي 20 يوان صيني/ساعةمنخفض، حوالي 4 يوان صيني/ساعةأعلى من الألياف
الصناعات التطبيقيةزخرفة الإعلانات، وتجهيز الملابس، ونجارة الأثاث، والحرف اليدوية، إلخ.معالجة المعادن بشكل أساسي مثل تصنيع السيارات، والإلكترونيات، والآلات الدقيقة، وما إلى ذلك.النقش على المعادن ووسمها، وقطع الصفائح الرقيقة غير المعدنية

باختصار، آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون مناسبة لقطع المعادن غير المعدنية، وآلات القطع بليزر الألياف أكثر ملاءمة لقطع المعادن، في حين أن آلات القطع بليزر YAG لديها نسبة معتدلة من حيث التكلفة والأداء ويمكن استخدامها كمعدات للمبتدئين.

يجب على المستخدمين تقييم خياراتهم بناءً على العوامل المذكورة أعلاه. مع التقدم التكنولوجي، من المتوقع أن تحل ماكينات القطع بالليزر الليفي محل ماكينات القطع بالليزر CO2 لتكون هي السائدة في المزيد من المجالات.

سادساً- التطبيقات في مختلف الصناعات

تُستخدم آلات القطع بالليزر في العديد من القطاعات باعتبارها أداة معالجة عالية الدقة والكفاءة. ستعرض هذه المقالة تطبيقات آلات القطع بالليزر في صناعات السيارات والفضاء والإلكترونيات والصناعات الطبية.

السيارات

ماكينة القطع بالليزر
  • الأجزاء الدقيقة

يمكن لآلات القطع بالليزر، التي تستخدم بشكل أساسي لتصنيع الأجزاء الدقيقة في صناعة السيارات، أن تضمن كفاءة القطع وجودة سطح المكونات الدقيقة. على سبيل المثال، تتطلب وسادات فرامل السيارة والمكونات الأساسية الأخرى قطعًا عالي الدقة للتأكد من أدائها وأمانها.

  • الأجزاء الداخلية

يمكن أيضًا معالجة الأجزاء الداخلية بواسطة قواطع الليزر. عادةً ما تستلزم الأجزاء الداخلية عمليات سطحية معقدة وعالية الجودة، والتي يمكن تحقيقها بواسطة آلات القطع بالليزر من خلال مرونتها ودقتها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن توفر ماكينات القطع بالليزر خدمات تصميم مخصصة لتلبية متطلبات مختلف العملاء.

الفضاء الجوي

ماكينة القطع بالليزر
  • مكونات هيكل الطائرة

في مجال الطيران، يمكن استخدام ماكينات القطع بالليزر لتصنيع مكونات هياكل الطائرات، والتي لها متطلبات عالية فيما يتعلق بوزن المنتج وقوته. يمكن أن تضمن ماكينات القطع بالليزر عدم تأثر أداء المواد من خلال القطع عالي الجودة والمناطق الصغيرة المتأثرة بالحرارة.

  • أجزاء المحرك

يمكن إنتاج أجزاء المحرك بواسطة ماكينات القطع بالليزر. تتطلب هذه المكونات عادةً دقة عالية وأنماط هندسية معقدة. ويمكن تلبية متطلباتها بواسطة ماكينات القطع بالليزر بدقة وسرعة عاليتين.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن التعامل مع بعض المواد، مثل سبائك التيتانيوم والسبائك القائمة على النيكل، التي تتم معالجتها بصعوبة بواسطة الماكينات بواسطة قواطع الليزر.

الإلكترونيات

ماكينة القطع بالليزر
  • لوحات الدوائر الكهربائية

تُستخدم آلات القطع بالليزر بشكل أساسي في قطع لوحات الدوائر الكهربائية. وباعتبارها المكونات الرئيسية للإلكترونيات، فإن دقة وجودة تصنيعها تحدد بشكل مباشر عمر وأداء الإلكترونيات، وبالتالي فإن آلات القطع بالليزر تسمح بتصنيع لوحات الدوائر الكهربائية بكفاءة عالية.

  • العبوات ومبددات الحرارة

على الرغم من أن خافضات الحرارة تتطلب أنماطًا معقدة وعمليات سطحية عالية الجودة، إلا أن ماكينات القطع بالليزر يمكنها تلبية المتطلبات اعتمادًا على دقتها ومرونتها العالية. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لماكينات القطع بالليزر التعامل مع الهياكل المعقدة للمشعات، مما يعزز أداءها في تبديد الحرارة.

الطبية

ماكينة القطع بالليزر
  • الغرسات

تُستخدم آلات القطع بالليزر بشكل أساسي لجميع أنواع الغرسات في الصناعة الطبية، مثل استبدال المفاصل وزراعة الأسنان. إلى جانب ذلك، يمكنها أيضًا قطع الأنماط والأشكال المعقدة من المواد المتوافقة حيويًا لضمان التركيب الدقيق للغرسات وتكاملها الدقيق مع المرضى.

  • الأدوات الجراحية

يمكن استخدام آلات القطع بالليزر لإنتاج الأدوات الجراحية. يمكن لآلة القطع بالليزر ذات الجودة العالية والسرعة العالية أن تلبي متطلبات الأدوات الجراحية وتضمن أداءها وموثوقيتها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تلبي التصميمات المخصصة متطلبات العمليات الجراحية المختلفة.

خامساً- الخاتمة

تناقش المقالة بالتفصيل مبادئ العمل والمكونات الأساسية والاختلافات بين الأنواع الثلاثة لقواطع الليزر وتطبيقاتها. سوف تتصدر قواطع الليزر سوق التصنيع في المستقبل بفضل دقتها العالية وسرعتها وجودتها.

إذا كنت مهتماً بأنواع ووظائف محددة من ماكينات القطع بالليزر، فإننا ندعوك لزيارة موقعنا صفحة المنتج. نقدم مجموعة متنوعة من ماكينات القطع بالليزر، بما في ذلك ماكينات القطع الأنبوبية أحادية الطاولة وثنائية الطاولة وثنائية الاستخدام وماكينات القطع الأنبوبية المتخصصة.

سواء كنت بحاجة إلى قطع الصفائح المعدنية أو الأنابيب, شركتنا الحل المناسب لك. آمل أن تجد المعدات التي تلبي احتياجاتك على أفضل وجه.

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