شرح 3 أنواع من ماكينات القطع بالليزر – مقارنة شاملة

مقدمة

قاطعة الليزر تستخدم عملية القطع طاقة عالية الكثافة يتم إنتاجها بواسطة التركيز بالليزر لتلبية تصنيع الصفائح.

بالمقارنة مع طرق تصنيع الصفائح التقليدية، فإن القطع بالليزر يعزز جودة القطع العالية وسرعة القطع السريعة والقدرة على التكيف على نطاق واسع مع المواد، وما إلى ذلك.

في الوقت الحالي، يتم استخدام تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع في تصنيع المواد المعدنية وغير المعدنية، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من وقت التصنيع ويخفض تكاليف التصنيع، فضلاً عن تحسين جودة قطعة العمل.

يمكن تقسيم آلة القطع بالليزر حسب أنواع الليزر إلى ثلاثة أنواع: آلة القطع بالليزر YAG، وآلة القطع بالليزر CO2، وآلة القطع بالليزر الليفي، وهي أدوات قطع بديلة لطيفة للعمل اليدوي.

قاطع ألياف الليزر

مبدأ العمل

الألياف قاطعة الليزر هو نوع من آلات القطع بالليزر التي تستخدم ألياف الليزر كمصدر للضوء.

مبدأ عملها هو إنتاج أشعة الليزر التي يتم توجيهها وتوسيعها بواسطة كابل الألياف البصرية.

بعد ذلك، يركز الشعاع على قطعة العمل، مما يؤدي إلى إحداث نقطة احتراق أو انصهار، ويتم نفخه بواسطة غاز عالي الضغط، وبالتالي تحقيق القطع.

ليزر الألياف هو شعاع ليزر عالي الكثافة يتم إنتاجه بواسطة ليزرات الألياف الجديدة على المستوى الدولي وينتج قطعًا أوتوماتيكيًا عبر موضع إشعاع النقطة المتحركة لنظام CNC.

المواد المناسبة

يمكن استخدام آلة القطع بالليزر الليفي على نطاق واسع لقطع المواد المعدنية المتنوعة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ الكربوني، والألمنيوم، وسبائك النحاس.

على الرغم من أنه يمكنه قطع المواد المعدنية غير المعدنية، إلا أنه مصمم بشكل أساسي لقطع المواد المعدنية.

المزايا

دقة عالية وسرعة:

تتميز ماكينة قطع الألياف بالليزر بالسرعة العالية والدقة العالية عند قطع الصفائح الرقيقة.

يعتمد بشكل أساسي على هيكل جسري. يتميز بمعدل تحويل ضوئي عالي واستهلاك منخفض للطاقة، ولا يتطلب غازًا عاملاً.

وهكذا، على نفس مستوى الطاقة، تكون سرعة قطع المواد بواسطة آلات قطع الليزر بالألياف أسرع من ليزر ثاني أكسيد الكربون.

كفاءة عالية:

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لليزر الألياف أن يقلل من استخدام العدسات، ويخفض تكاليف الصيانة بشكل كبير، ويعزز كفاءة الإنتاجية.

الحدود:

سمك القطع:

تعتبر آلة قطع ألياف الليزر هذه مناسبة جدًا للمواد الرقيقة، لذا فإن قطع المواد السميكة قد لا يكون جيدًا.

إن قطع المواد الخام ذات الشفافية العالية مثل مقاطع سبائك الألومنيوم والنحاس أمر صلب.

يكلف:

قد يكون الاستثمار الأولي للآلة أعلى من الأنواع الأخرى من آلات القطع بالليزر.

المكونات الأساسية

مصدر ليزر الألياف:

يعد مصدر الليزر الليفي هو قلب آلة قطع الليزر الليفي، والذي يمكنه توليد وتضخيم شعاع الليزر داخل الألياف الزجاجية.

يتراوح عادة من 500 واط إلى 12000 واط وفقًا لقوة خرجه.

رأس القطع:

يحتوي رأس القطع على عدسة تركيز، والتي يمكنها تركيز شعاع الليزر على سطح المادة.

وهو يشمل عادةً الاستشعار السعوي للحفاظ على مسافة التركيز المناسبة من سطح المادة.

وحدة التحكم CNC:

نظام CNC هو عقل آلة القطع بالليزر الليفي، والذي يتحكم في حركة الآلة، وقوة الليزر، وتردد النبضة.

السرير والجسر:

يتم استخدام السرير لدعم المواد التي سيتم قطعها.

والرافعة هي إطار يحرك رأس القطع على المادة.

صيانة

أحد فوائد آلة قطع الألياف بالليزر هو أنها تحتاج إلى أقل قدر من الصيانة.

لا يتطلب محاذاة المرايا أو غاز الليزر.

ومع ذلك، فمن الضروري الحفاظ على نظافة الجهاز، وعدم وجود أي حطام على العدسة والتحقق من حالة الكابل البصري بانتظام.

التوقعات المستقبلية

إن مستقبل آلات القطع بالليزر الأليافي واعد ويعد خيارًا جذابًا للعديد من الصناعات نظرًا لكفاءتها وسرعتها ودقتها.

كما أنها توفر حلولاً قوية وعالية الكفاءة لقطع العديد من المواد وستكون شائعة في العديد من المجالات.

آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون

مبدأ العمل

تستخدم آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون شعاع ليزر عالي الطاقة لتوجيهه على سطح المادة المراد قطعها عبر جهاز بصري. ويضمن الجمع بين نظامي التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) والليزر البصري تشعيع الشعاع بدقة على المادة.

يتم تسليط شعاع الليزر المركّز على المادة، مما يؤدي إلى ذوبانها أو احتراقها أو تبخرها أو نفخها بعيدًا بواسطة تدفق هواء قوي، وفي النهاية تشكيل قطع بسطح حافة عالي الجودة.

المواد المناسبة

تستطيع آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون قطع الفولاذ الكربوني بسمك 20 مم، والفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 10 مم، وسبائك الألومنيوم بسمك 8 مم. يبلغ طول موجة ليزر ثاني أكسيد الكربون 10.6 ميكرومتر، مما يسهل امتصاص المواد غير المعدنية، ويمكن استخدامه لقطع المواد غير المعدنية مثل الخشب، والأكريليك، والبولي بروبيلين، والزجاج الشفاف، وغيرها، بجودة عالية.

المزايا

ستكون دقة الماكينة أفضل بسبب عدم تآكل شعاع الليزر أثناء المعالجة.

ويتم تقليل احتمالية تشوه مادة القطع بسبب صغر مساحة التأثير الساخن لنظام الليزر.

وفي الوقت نفسه، تعد آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون ملائمة لتثبيت قطعة العمل وتقليل تلوث قطعة العمل.

وفقًا للوائح السلامة الدولية، تنقسم مخاطر الليزر إلى أربعة مستويات، ويعتبر ليزر ثاني أكسيد الكربون الأقل ضررًا.

الحدود:

تعتبر تكلفة آلات القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون هي الأعلى بين الأنواع الثلاثة من آلات القطع بالليزر.

المكونات الأساسية

ليزر ثاني أكسيد الكربون:

ليزر ثاني أكسيد الكربون هو جوهر الماكينة، والذي يمكنه توليد شعاع الليزر لقطع المواد

رأس القطع:

يحتوي رأس القطع على عدسة تركيز تُركّز الشعاع على سطح المادة. كما أنه مُجهّز بنظام استشعار سعوي للحفاظ على التركيز المناسب.

وحدة التحكم CNC:

وحدة التحكم CNC هي عقل آلة القطع بالليزر، والتي يمكنها التحكم في حركة الآلة، وقوة الليزر، وتردد النبضة.

السرير والجسر:

يتم استخدام السرير لدعم المواد المراد قطعها.

والرافعة هي إطار يستخدم لتحريك رأس القطع.

نظام إمداد الغاز المساعد للقطع:

لهذا النظام وظيفتان: الأولى تنظيف منطقة القطع. يعمل غاز القطع المساعد على نفخ المادة المنصهرة والمؤكسدة بعيدًا عن منطقة القطع، مما يساعد على الحفاظ على نظافة القطع وتقليل تكوّن منطقة ثانية متأثرة بالحرارة.

أما العامل الآخر فهو مساعدة الاحتراق: ففي بعض التطبيقات، مثل قطع الفولاذ الكربوني، يمكن لغاز مساعد القطع (عادةً الأكسجين) أن يشارك في تفاعل القطع، مما يُنتج حرارة إضافية. وبالتالي، يمكن زيادة سرعة القطع وكفاءته.

نظام التبريد:

في عملية القطع بالليزر، قد يتم توليد حرارة كتلة، ويتم استخدام نظام التبريد للحفاظ على درجة حرارة الليزر والمكونات المهمة الأخرى ثابتة.

تحتاج أجهزة الليزر والمكونات البصرية الخارجية (بما في ذلك عدسة التركيز) إلى التبريد. وحسب حجم النظام وإعداداته، يمكن نقل الحرارة المُهدرة أو تحويلها مباشرةً إلى الهواء. الماء سائل تبريد شائع، وعادةً ما يُمرّر عبر مُبرّدات أو أنظمة نقل حرارة.

صيانة

تتضمن صيانة آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون الحفاظ على نظافة المعدات البصرية وتحديد موقعها، والتأكد من تشغيل نظام التبريد بشكل صحيح، والتحقق من خليط الغاز (ثاني أكسيد الكربون والهيليوم والنيتروجين) في الليزر.

التوقعات المستقبلية

مع تقدم التكنولوجيا، ستصبح آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر كفاءة ووظيفية وستلتزم بتحسين الاستهلاك والكفاءة.

آلة القطع بالليزر YAG

على الرغم من أن آلة القطع بالليزر YAG تتميز بتكلفة منخفضة وثبات جيد، إلا أن كفاءتها في استخدام الطاقة عادةً ما تكون أقل من 3%. حاليًا، تبلغ طاقة الخرج أقل من 800 واط. تُستخدم هذه الآلة بشكل رئيسي في حفر وقطع الصفائح الرقيقة نظرًا لانخفاض طاقة الخرج.

يمكن تطبيق شعاع الليزر الأخضر الخاص به في ظل ظروف النبضات والموجات الثابتة.

يتميز بأطوال موجية قصيرة وأداء تركيز جيد.

إنه مناسب جدًا للتصنيع الدقيق، وفعال بشكل خاص في تصنيع الحفر في ظل ظروف النبض، ويُستخدم أيضًا في القطع واللحام والطباعة الحجرية.

لا يمكن امتصاص الطول الموجي لآلة القطع بالليزر الصلب YAG بسهولة بواسطة المواد غير المعدنية، وبالتالي فهي غير مناسبة لقطع المواد غير المعدنية.

المهمة الحالية لآلة القطع بالليزر YAG هي تحسين استقرار وعمر مصدر الطاقة، أي تطوير مصدر ضوء إثارة مضخة بصرية عالي السعة وطويل العمر.

إذا تم استخدام مضخة بصرية شبه موصلة، فمن الممكن زيادة كفاءة الطاقة بشكل كبير.

خاتمة

لقد أحدثت هذه الأنواع المختلفة من آلات القطع بالليزر نقلة نوعية في تصنيع الصفائح المعدنية وغيرها من المشاريع الميكانيكية. فهي توفر دقة عالية في قطع الأشكال المعقدة، مما يُحسّن كفاءة العمل ويُقلل الهدر ويُبسّط عملية الإنتاجية.

ورغم التحديات التي تواجهها، تظل آفاق آلات القطع بالليزر مشرقة بسبب خصائصها التي لا غنى عنها.

ومن ثم، فإنه ليس من المفيد فقط معرفة المزيد عن أنواع آلات القطع بالليزر، بل إنه ضروري أيضًا للشركات التي تتطلع إلى تحسين العمليات وتقليل النفايات وزيادة الإنتاجية.

تتضمن آلة القطع بالليزر من KRRASS آلة قطع ليزر الألياف ذات طاولة واحدة، وآلة قطع ليزر الألياف ذات طاولتين، وآلة قطع ليزر الألياف ذات الاستخدام المزدوج، وآلة قطع ليزر الأنابيب، وآلة القطع بالليزر الدقيقة.

يمكنك تصفح منتجاتنا لاختيار الجهاز المناسب أو استشارة قسم المبيعات لدينا للتعرف على المعلومات التفصيلية.