ما أنواع المواد التي يمكن قطعها بالليزر؟

القطع بالليزر هو أسلوب يستخدم الليزر لتبخير المواد لإنشاء حافة مقطوعة. وقد عزز تطبيق تكنولوجيا القطع بالليزر تطوير المجال الصناعي، إلى جانب ذلك، يتم استخدام تكنولوجيا القطع بالليزر على نطاق واسع من قبل المدارس والشركات الصغيرة والهواة. مع تطور تكنولوجيا الليزر، يوجد حاليًا العديد من أنواع معدات القطع بالليزر التي يمكن للمستخدمين الاختيار من بينها، وتحتاج إلى اختيار آلة القطع بالليزر المناسبة وفقًا للمادة المراد معالجتها. تقدم لك هذه المقالة تطبيق تقنية القطع بالليزر من جوانب مختلفة حتى تتمكن من فهم أنواع المواد التي يمكن قطعها بالليزر بشكل كامل.

ما أنواع آلات القطع بالليزر الموجودة؟

أحدثت آلات القطع بالليزر ثورة في العديد من الصناعات من خلال توفير حلول قطع دقيقة وفعالة ومتعددة الاستخدامات. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من آلات القطع بالليزر: آلات قطع ألياف الليزر, ماكينات القطع بالليزر CO2وماكينات القطع بالليزر YAG. كل نوع من آلة القطع بالليزر يستخدم نوعًا مختلفًا من وسائط الليزر لتوليد شعاع الليزر المستخدم في القطع.

آلة قطع ألياف الليزر

تحظى آلات القطع بالليزر الليفي بشعبية كبيرة لأدائها الممتاز في تطبيقات قطع المعادن. تستخدم كابلات الألياف الضوئية كوسيط ليزر ، وعادة ما تكون مخدرة بعناصر أرضية نادرة مثل الإربيوم أو الإيتربيوم أو الثوليوم. شعاع الليزر الناتج عن مولد ليزر الألياف شديد التركيز ويمكن أن يركز على بقعة صغيرة ، وهو مناسب جدًا لمهام القطع المعقدة والحساسة. توفر مولدات الليزر الليفي كثافة طاقة عالية للقطع السريع والدقيق لمجموعة متنوعة من المعادن ، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والنحاس الأصفر والنحاس. إنه يوفر جودة شعاع ممتازة مما يؤدي إلى قطع سلس ، وأقل عرض للشق ، وسرعات قص عالية. تشتهر الليزرات الليفية بكفاءتها وموثوقيتها ، مما يجعلها الخيار الأول لعمليات قطع المعادن الصناعية.

آلة القطع بليزر CO2

تعد آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون أدوات قطع متعددة الاستخدامات وكانت عنصرًا أساسيًا في العديد من بيئات التصنيع لعقود من الزمن. وهو مصمم لتوليد شعاع ليزر باستخدام خليط غاز يتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم وأحيانًا الهيدروجين. وهي معروفة بتعدد استخداماتها وقدرتها على إنتاج قطع عالية الجودة في مجموعة متنوعة من المواد. تحظى مولدات ليزر ثاني أكسيد الكربون بشعبية خاصة لفعاليتها في قطع المواد غير المعدنية مثل الخشب والأكريليك والبلاستيك والجلود والنسيج والورق. إنه يوفر تحكمًا ممتازًا في عملية القطع ويمكنه إنتاج تصميمات معقدة بحواف ناعمة.

آلة القطع بالليزر YAG

تستخدم آلات القطع بالليزر YAG (عقيق ألومنيوم الإيتريوم) البلورات الصلبة كوسيط ليزر، وعادةً ما يتم تطعيمها بالنيوديميوم (Nd: YAG). على الرغم من أنه كان يستخدم بشكل متكرر في تطبيقات قطع المعادن، إلا أن شعبيته تضاءلت مع ظهور تكنولوجيا ألياف الليزر الأكثر تقدمًا. ومع ذلك، يتم استخدام مولدات الليزر YAG في مهام قطع المعادن المحددة، خاصة عند التعامل مع مواد أكثر سمكًا أو سبائك معينة. تُعرف هذه الآلات بمتانتها وقدرتها على قطع المعادن الصلبة ولكنها غالبًا ما تكون أبطأ وأقل كفاءة من آلات القطع بليزر الألياف.

كل نوع من آلات القطع بالليزر له مميزاته وقيوده ، واختيار الآلة المناسبة يعتمد على متطلبات القطع المحددة والمواد التي يتم معالجتها. تستمر التطورات التكنولوجية في تحسين أداء وقدرات آلات القطع بالليزر ، مما يفتح إمكانيات جديدة في مختلف الصناعات. بعد ذلك ، دعنا نلقي نظرة على المواد المناسبة لآلات القطع بالليزر هذه.

ما هي المواد التي يمكن لآلة القطع بالليزر قطعها؟

تعتبر آلات القطع بالليزر أدوات أساسية في التصنيع الحديث ، حيث توفر حلول قطع دقيقة وفعالة لمجموعة متنوعة من المواد. تستخدم الأنواع المختلفة من قواطع الليزر مولدات ليزر مختلفة لتلبية احتياجات قطع المواد المحددة. فيما يلي تحليل مفصل للمواد التي يمكن أن تقطعها أنواع مختلفة من قواطع الليزر:

آلة قطع ألياف الليزر

تشتهر آلات القطع بالليزر الليفي بكفاءتها العالية وتعدد استخداماتها ، خاصة في قطع المواد المعدنية المختلفة. يمكن لكثافة الطاقة العالية لليزر الألياف قطع هذه المعادن بدقة وبسرعة:

الفولاذ المقاوم للصدأ: يمكن لمولدات الألياف الليزرية قطع درجات مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ بجودة حافة ممتازة وأقل قدر من التشوه الحراري وتستخدم بشكل شائع في صناعات السيارات والفضاء والبناء.
الفولاذ الطري: مولدات الليزر الليفي مثالية لقطع صفائح وألواح الفولاذ الطري ذات السماكات المختلفة ، وتستخدم بشكل شائع في مجموعة متنوعة من التطبيقات الهيكلية والتصنيع العام.
الألمنيوم: تعتبر مولدات الليزر الليفية مثالية لقطع صفائح وسبائك الألومنيوم ، وغالبًا ما تستخدم في تطبيقات الطيران والسيارات.
النحاس: النحاس معدن عالي التوصيل ويمكن قطعه بشكل فعال باستخدام مولد ليزر ليفي ، مما يجعله مناسبًا لإنتاج المكونات الكهربائية والسباكة والعناصر الزخرفية.
النحاس: يمكن لليزر الليفي أن يقطع النحاس الأصفر ، وهو سبيكة معدنية معروفة بتطبيقاتها الزخرفية.
الصلب المجلفن: يمكن لمولدات ألياف الليزر قطع الفولاذ المجلفن الذي يشيع استخدامه في البناء والتصنيع.
التيتانيوم: يمكن لمولدات ألياف الليزر قطع التيتانيوم ، وهو معدن خفيف الوزن ولكنه قوي يستخدم في صناعات الطيران والصناعات الطبية.
السبائك المعدنية الأخرى: مولدات الليزر الليفية قادرة على قطع مجموعة متنوعة من السبائك المعدنية المستخدمة في التطبيقات المتخصصة ، وتوسيع استخدامها عبر الصناعات.

آلة القطع بليزر CO2

تُعرف آلات القطع بليزر ثاني أكسيد الكربون بتعدد استخداماتها في قطع مجموعة متنوعة من المواد غير المعدنية بدقة وتفاصيل. تشمل المواد المناسبة للقطع بمولد ليزر ثاني أكسيد الكربون ما يلي:

الخشب والخشب الرقائقي: يقطع الخشب والخشب الرقائقي ، مما يجعله مشهورًا في الأعمال الخشبية والصناعات اليدوية.
أكريليك: ينتج قصًا نظيفًا ومصقولًا على ألواح الأكريليك ، وغالبًا ما يستخدم في اللافتات والعروض والتطبيقات الفنية.
البلاستيك: يمكنه قطع مجموعة متنوعة من المواد البلاستيكية بما في ذلك البولي كربونات (PC) والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) والبولي فينيل كلوريد (PVC) والمزيد من أجل صناعة اللافتات والتعبئة والتصنيع.
الجلد: يتيح إجراء عمليات قطع معقدة للجلد للأغراض الحرفية والأزياء والتنجيد.
الأقمشة والمنسوجات: تستخدم في صناعة النسيج لقص الأنماط والتصاميم المعقدة على الأقمشة والمنسوجات الأخرى.
الورق والكرتون: إنه مثالي للقطع الدقيق للورق والكرتون للتغليف وصناعة البطاقات والتطبيقات الأخرى.
المطاط: إنه قادر على قطع المواد المطاطية المستخدمة في الحشيات والأختام والمكونات الصناعية الأخرى لمجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية والتصنيعية.
معدن رفيع: يمكنه أيضًا قطع الصفائح المعدنية الرقيقة ، ولكن قد يكون له قيود مقارنة بمولدات الألياف الليزرية وهو أكثر شيوعًا في تطبيقات قطع المعادن منخفضة الطاقة.

آلة القطع بالليزر YAG

آلات القطع بالليزر YAG أقل شيوعًا هذه الأيام بسبب ظهور مولدات ألياف الليزر الأكثر كفاءة ، ولكن لا يزال لديهم تطبيقات محددة لقطع بعض المواد المعدنية. تشمل المواد التي يمكن قطعها باستخدام آلة القطع بالليزر YAG ما يلي:

الفولاذ المقاوم للصدأ: يمكن أن يقطع الفولاذ المقاوم للصدأ بنتائج مقبولة ، لكن مولدات الليزر الليفي عادة ما تكون أكثر فاعلية لهذه المادة.
الفولاذ الطري: يمكن لمولدات الليزر YAG قطع الفولاذ الطري ، خاصة في الأماكن التي لا تتوفر فيها مولدات ألياف الليزر أو تكون غير عملية.
الألمنيوم: يمكن أن يقطع الألمنيوم ، لكنه أقل كفاءة بشكل عام ويقطع بشكل أبطأ من مولدات الألياف الليزرية.
النحاس: يقطع النحاس ، وخاصة الألواح الرقيقة ، ويستخدم بشكل أساسي في المكونات الكهربائية ، والسباكة ، والتطبيقات الفنية.
النحاس: يمكنه قطع الألواح النحاسية ، لكن مثل النحاس أفضل لقطع المواد الرقيقة ، وغالبًا ما يستخدم لأغراض الديكور والمكونات الكهربائية.
سبائك معينة: يمكنها أيضًا معالجة بعض السبائك المعدنية ، اعتمادًا على تكوينها وسمكها.

وتجدر الإشارة إلى أن هذه العوامل تتفاعل مع بعضها البعض وتتفاعل مع معلمات عملية اللحام بالليزر (مثل قوة الليزر وقطر الحزمة وسرعة اللحام). لذلك ، يجب مراعاة تحسين عملية اللحام بالليزر لمواد معينة ، وتحقيق التوازن بين هذه المواد لتحقيق سماكة وجودة اللحام المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤثر عملية اللحام بالليزر المحددة (مثل لحام الثقوب الصغيرة أو اللحام بالتوصيل) على العلاقة بين خصائص المواد وسماكة اللحام.

ما هي خصائص المادة التي تؤثر على تأثير القطع بالليزر؟

هناك العديد من الخصائص المرتبطة بمواد القطع بالليزر. تؤثر هذه الخصائص على الكفاءة والدقة والنجاح الشامل لعملية القطع بالليزر. يمكن أن يساعد فهم هذه الخصائص وتحسينها في تحقيق تخفيضات عالية الجودة في مجموعة متنوعة من المواد. فيما يلي الخصائص الرئيسية المرتبطة بمواد القطع بالليزر:

ثبات المواد: قد تُظهر بعض المواد سلوكًا غير منتظم أو غير متوقع أثناء القطع بالليزر ، مما يؤدي إلى اختلافات في جودة القطع.
معامل الامتصاص: يؤثر معامل الامتصاص لمادة بطول موجة الليزر على كمية طاقة الليزر التي تمتصها المادة. يتم قطع المواد ذات معاملات الامتصاص العالية بسهولة أكبر بواسطة أشعة الليزر ذات الأطوال الموجية المحددة.
سماكة المادة: تؤثر سماكة المادة التي يتم قطعها على طاقة الليزر المطلوبة وسرعة القطع ونوع الليزر (الألياف البصرية ، ثاني أكسيد الكربون ، الياج) المختار للحصول على أفضل النتائج. قد تتطلب المواد السميكة طاقة ليزر أعلى وسرعات قطع أبطأ.
انعكاسية المادة: تؤثر انعكاسية مادة ما على تفاعلها مع شعاع الليزر. قد تتطلب المواد العاكسة للغاية مثل النحاس أو الألومنيوم تقنيات خاصة أو طاقة ليزر أعلى للتغلب على الخصائص العاكسة وتحقيق قطع نظيف.
نقطة انصهار المادة: تعتبر نقطة انصهار المادة من الاعتبارات المهمة. يتضمن القطع بالليزر تسخينًا موضعيًا للمادة ، وإذا كانت نقطة الانصهار منخفضة جدًا ، فقد تذوب المادة بدلاً من قطعها بشكل نظيف. المواد ذات درجة الانصهار العالية مناسبة بشكل أفضل للقطع بالليزر.
الموصلية الحرارية للمادة: تؤثر الموصلية الحرارية للمادة على تبديد الحرارة أثناء عملية القطع. يمكن للمواد ذات الموصلية الحرارية العالية ، مثل النحاس ، تبديد الحرارة بسرعة ، مما يتطلب طاقة ليزر أعلى أو تقنيات متخصصة للقطع بفعالية.
تشطيب السطح: يمكن أن تؤثر حالة سطح المادة، مثل الخشونة أو التلوث، على نتائج القطع بالليزر. توفر الأسطح الناعمة والنظيفة عمومًا نتائج قطع أفضل، بينما قد تؤدي الأسطح الخشنة أو الملوثة إلى عمليات قطع غير متناسقة أو تتطلب إجراءات إضافية لتحقيق النتيجة المرجوة.
تفاعل المواد مع الحرارة: قد تتفاعل بعض المواد بشكل عكسي مع الحرارة المتولدة أثناء القطع بالليزر ، مثل تغير اللون أو التفحم أو التغيرات الكيميائية. يمكن أن يساعد فهم كيفية استجابة المواد للحرارة في تحقيق نتائج القطع المرغوبة.
مناولة المواد: يمكن أن تؤثر سهولة التعامل مع المواد أثناء عملية القطع على الكفاءة والسلامة العامة للقطع بالليزر. يجب مراعاة عوامل مثل الصلابة والمرونة وهشاشة المادة عند اختيار مادة القطع بالليزر.
تكوين المادة: تؤثر أيضًا تركيبة المادة ، بما في ذلك تركيبها الكيميائي وأي إضافات ، على تفاعل الليزر مع المادة وعملية القطع. قد تتطلب التركيبات المختلفة ضبط معلمات الليزر للحصول على نتائج قص مثالية.
الشفافية: قد لا تمتص المواد الشفافة ، مثل بعض البلاستيك والزجاج ، طاقة الليزر بشكل فعال. يتطلب قطع المواد الشفافة أنظمة أو تقنيات ليزر خاصة ، على سبيل المثال ، باستخدام ليزر الأشعة فوق البنفسجية.
الاستجابة لمساعدة الغاز: يمكن أن يؤثر التفاعل بين المواد والغاز المساعد أثناء القطع بالليزر على جودة القطع. تتفاعل المواد المختلفة بشكل مختلف مع الأكسجين أو النيتروجين أو الغازات المساعدة الأخرى ، مما قد يؤثر على عملية القطع وجودة الحافة.
هيكل المادة: قد تستجيب الهياكل البلورية وغير المتبلورة بشكل مختلف للقطع بالليزر بسبب التغيرات في امتصاص الطاقة والتوصيل الحراري.

يمكن أن يساعد فهم خصائص هذه المواد في اختيار نوع الليزر المناسب ، والطاقة ، وتركيز البصريات ، ومعلمات القطع لتحقيق القطع المطلوب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي ضبط نوع الغاز المساعد ومعدل التدفق ، بالإضافة إلى مراعاة تقنيات المعالجة السابقة واللاحقة ، إلى تحسين عملية القطع بالليزر لمواد وتطبيقات معينة.

لخص

تتميز مواد القطع المختلفة بمعدلات امتصاص ضوء مختلفة لأطوال موجية مختلفة ، لذلك عند قطع قطع العمل ، من الضروري اختيار آلة القطع بالليزر المناسبة وفقًا لنوع المادة. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على نتائج قطع أفضل بتكلفة أقل. بالمقارنة مع القطع الميكانيكي ، يتبنى القطع بالليزر طريقة معالجة غير تلامسية ، والتي لن تسبب تآكل وتلوث لقطعة العمل ، وتحسن بشكل كبير معدل تأهيل المنتج. نظرًا لأن المنطقة المتأثرة بالحرارة في نظام الليزر صغيرة ، يتم أيضًا تقليل احتمالية تشوه المادة التي يتم قطعها. في الوقت الحاضر ، تم استخدام تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع في مجالات الإنتاج المختلفة.
من خلال قراءة هذه المقالة ، يمكنك فهم أنواع المواد التي يمكن لآلات القطع بالليزر المختلفة قطعها بشكل كامل وتأثير خصائص المواد على القطع بالليزر. آمل أن يوفر لك قيمة مرجعية عند اختيار آلة القطع بالليزر. إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول آلات القطع بالليزر ، يمكنك الاتصال بنا في أي وقت. AccTek Laser سيقدم المهندسون حلولًا مثالية وفقًا لتطبيقك المحدد ، وسيزودونك بمعلومات مفصلة عن الأسعار.

معدات الليزر

معلومات الاتصال

احصل على حلول الليزر