A GUIDE TO LASER CUTTING BASICS | XTLASER

دليل لأساسيات القطع بالليزر

في هذه المقالة ، سوف تحصل على أساسيات القطع بالليزر ، بما في ذلك التعريف ومبدأ العمل وأنواع القطع بالليزر وميزات القطع بالليزر وتطبيقات القطع بالليزر والاتجاهات في المستقبل.

تعريف

القطع بالليزر هو استخدام شعاع ليزر عالي الكثافة لإشعاع المادة المراد قطعها ، بحيث يتم تسخين المادة بسرعة إلى درجة حرارة التبخر وتبخرها لتشكيل ثقب. أثناء تحريك العارضة للمادة ، تشكل الفتحة باستمرار شقًا بعرض ضيق لإكمال قطع المادة.

مبدأ

يستخدم الليزر مادة الإثارة لتوليد الضوء. هذا الضوء له درجة حرارة قوية. عند ملامسة المادة ، يمكن أن تذوب بسرعة على سطح المادة لتشكيل ثقب. وفقًا لحركة نقطة التسجيل ، يتم تشكيل القطع. بالمقارنة مع طريقة القطع التقليدية ، فإن طريقة القطع بها فجوة أصغر ويمكن أن توفر معظم المواد. ومع ذلك ، يتم تحديد التحليل وفقًا لتأثير القطع. المواد التي يتم قطعها وفقًا لليزر لها تأثير قطع مرضي ودقة عالية. هذا موروث بالإضافة إلى مزايا الليزر ، فهو أيضًا لا مثيل له في طرق القطع العادية. القطع بالليزر هو استخدام شعاع ليزر مركّز عالي الكثافة لإشعاع قطعة العمل ، بحيث تذوب المادة المشععة بسرعة أو تتبخر أو تذوب أو تصل إلى نقطة الاشتعال ، وفي الوقت نفسه ، يتم تفجير المادة المنصهرة بواسطة سرعة تدفق الهواء متحد المحور مع الشعاع ، وبالتالي قطع الشغل مفتوحًا. القطع بالليزر هو إحدى طرق القطع الحراري.

أنواع

يمكن تقسيم القطع بالليزر إلى أربع فئات: القطع بالتبخير بالليزر ، والقطع الصهر بالليزر ، والقطع بالأكسجين بالليزر ، والكشط بالليزر ، والكسر المتحكم فيه.

1. قطع تبخير الليزر

باستخدام شعاع ليزر عالي الكثافة لتسخين قطعة العمل ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة ، وتصل إلى نقطة غليان المادة في وقت قصير جدًا ، وتبدأ المادة في التبخر لتكوين بخار. سرعة طرد هذه الأبخرة كبيرة جدًا ، وفي نفس الوقت الذي يتم فيه إخراج الأبخرة ، يتم تشكيل قطع في المادة. عادةً ما تكون حرارة تبخير المواد كبيرة جدًا ، لذلك يتطلب التبخير والقطع بالليزر قدرًا كبيرًا من الطاقة وكثافة الطاقة.

2. القطع الصهر بالليزر

في قطع الصهر بالليزر ، يتم صهر المواد المعدنية عن طريق التسخين بالليزر ، ثم يتم رش الغاز غير المؤكسد (Ar ، He ، N ، إلخ) من خلال الفوهة المحورية مع الحزمة ، ويتم تفريغ المعدن السائل بواسطة القوي. ضغط الغاز لتشكيل قطع. لا يحتاج قطع الصهر بالليزر إلى تبخير المعدن تمامًا ، والطاقة المطلوبة هي فقط 1/10 من قطع التبخير.

3. قطع الأكسجين بالليزر

يشبه مبدأ قطع الأكسجين بالليزر طريقة القطع بالأكسجين والأسيتيلين. يستخدم الليزر كمصدر حرارة للتسخين وغاز نشط مثل الأكسجين كغاز قطع. من ناحية أخرى ، يتفاعل الغاز المنفوخ مع المعدن المقطوع لإحداث تفاعل أكسدة وينبعث منه قدر كبير من حرارة الأكسدة ؛ من ناحية أخرى ، يتم تفجير الأكسيد المنصهر والذوبان من منطقة التفاعل لتشكيل قطع في المعدن. نظرًا لأن تفاعل الأكسدة في عملية القطع يولد الكثير من الحرارة ، فإن الطاقة المطلوبة لقطع الأكسجين بالليزر هي فقط 1/2 من القطع الذائب ، وسرعة القطع أسرع بكثير من القطع بالتبخير والصهر بالليزر. يتم استخدام قطع الأكسجين بالليزر بشكل أساسي للمواد المعدنية التي تتأكسد بسهولة مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ التيتانيوم والفولاذ المعالج بالحرارة.

سمات

بالمقارنة مع طرق القطع الحراري الأخرى ، يتميز القطع بالليزر بالخصائص العامة لسرعة القطع السريعة والجودة العالية. لخصت على وجه التحديد الجوانب التالية.

جودة القطع الجيدة بسبب بقعة الليزر الصغيرة ، كثافة الطاقة العالية ، وسرعة القطع السريعة ، يمكن للقطع بالليزر الحصول على جودة قطع جيدة.

أ. شق القطع بالليزر ضيق ، وكلا جانبي الشق متوازي ومتعامد مع السطح ، ويمكن أن تصل دقة أبعاد الأجزاء المقطوعة إلى ± 0.05 مم.

ب. سطح القطع أملس وجميل ، خشونة السطح لا تتجاوز عشرات الميكرونات ، وحتى القطع بالليزر يمكن استخدامه كعملية أخيرة ، بدون معالجة ميكانيكية ، ويمكن استخدام الأجزاء مباشرة.

ج. بعد قطع المادة بالليزر ، يكون عرض المنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرًا جدًا ، ولا يتأثر أداء المادة بالقرب من الشق تقريبًا ، وتشوه قطعة العمل صغير ، ودقة القطع عالية ، وهندسة الشق جيد ، وشكل المقطع العرضي للشق هو مستطيل أكثر انتظامًا.

2. كفاءة القطع العالية نظرًا لخصائص النقل لليزر ، فإن آلة القطع بالليزر مُجهزة عمومًا بطاولات عمل CNC متعددة ، ويمكن التحكم في عملية القطع بالكامل باستخدام CNC. أثناء التشغيل ، تحتاج فقط إلى تغيير برنامج التحكم العددي ، ويمكن تطبيقه على قطع الأجزاء ذات الأشكال المختلفة ، سواء القطع ثنائي الأبعاد أو القطع ثلاثي الأبعاد.

اتجاهات

1. سوف تستمر آلة القطع بالليزر في ثورة المنتجات التي تصنع العصر.

يعد مصدر ضوء الليزر هو المكون الأساسي لماكينة القطع بالليزر ، وهو أيضًا مؤشر مهم يحدد نوع قاطع الليزر وقدرته على القطع. وغني عن القول أن التغييرات المستقبلية في قواطع الليزر ستحدث أيضًا في مصادر ضوء الليزر. كما هو مذكور أعلاه ، فإن استبدال آلة القطع بالليزر CO2 بآلة القطع بالليزر الليفي هو أهم ثورة تكنولوجية في 40 عامًا منذ ولادة آلة القطع بالليزر ، والتي جلبت فوائد اقتصادية للمصنعين والمستخدمين الجدد والقدامى في هذا ميدان. لذا ، في المستقبل ، هل سيكون هناك مصدر ضوء جديد أرخص من الليزرات الليفية ، أو يتمتع بأداء أفضل ، أو وضع شعاع أكثر تميزًا ، أو معدل تحويل كهربائي ضوئي أعلى ، أو تكلفة إجمالية أقل؟ الإجابة هي، بالطبع نعم. ثم اسأل ، أي نوع من الليزر؟ بالطبع ، من المستحيل إعطاء إجابة دقيقة الآن. العلم والتكنولوجيا يتعثران أحيانًا ، أحيانًا آلاف الأميال في اليوم.

2. سوف يصبح ليزر الألياف عالي الطاقة القوة الرئيسية في سوق آلة القطع بالليزر. في الوقت الحاضر ، أدت آلات قطع الألياف الضوئية ذات نطاقات الطاقة المختلفة إلى تطور كبير. ومع ذلك ، أين هي قوة الليزر السائدة لآلات القطع بالليزر في المستقبل؟ على الرغم من أن آلات القطع بالليزر في كل نطاق طاقة لها استخداماتها الخاصة ، إلا أن عائلة الليزر التي بدأت بألياف الليزر عالية الطاقة وأطلقت ثورة تقنية آلة القطع بالليزر العالمية ، تعتبر طاقة أعلى ودقة أعلى وقدرة قطع أكبر كواحد من اتجاهات التطوير الهامة لآلة القطع بالليزر الليفي.