لا يمكن للمواد تغيير بنيتها المجهرية السطحية إلا عند القطع. يُعد القطع بالليزر من أكثر تقنيات قطع المواد شيوعًا للتشغيل الآلي، إذ يُسهّل إنشاء أنماط تتوافق مع التصاميم والنتائج المرجوة. تتضمن هذه الطريقة صهر المواد وحرقها وتبخيرها باستخدام شعاع ليزر قوي. ورغم فائدة هذه العملية، إلا أنه من الضروري فهم مزاياها وعيوبها العديدة.
تتم عملية القطع باستخدام قاطع ليزر. يستخدم قاطع الليزر شعاع ليزر دقيقًا للتركيز على المادة. قبل البدء بالقطع، يجب أن يكون لديك هدف واضح في ذهنك بناءً على تصاميمك أو أنماطك. في الماضي، كان من الصعب قطع بعض المواد الصلبة باستخدام الطرق التقليدية. لكن مع ظهور قاطع الليزر، أصبح الأمر أسهل.
سنشرح لك هنا كل ما تحتاج لمعرفته حول القطع بالليزر، كما نناقش آلية عمله ومزاياه وعيوبه.
جدول المحتويات
ما هو القطع بالليزر وكيف يعمل؟
تستخدم العديد من الصناعات التحويلية الآن آلات التحكم الرقمي الحاسوبي لتسريع عمليات الإنتاج. تستخدم هذه الأجهزة مجموعة متنوعة من العمليات، بما في ذلك خدمة القطع بالليزرتصدر جميع آلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر أوامر إلى الآلات بعد تحويل الرسم الرقمي إلى لغة الكمبيوتر.
تُزوّد هذه اللغة الجهاز بالتعليمات اللازمة لتنفيذ التصاميم. يُشبه الارتباط بين اللغة والآلة إرسال صورة إلى الطابعة. كذلك، تعمل آلات القطع بالليزر بالطريقة نفسها، ويمكنها إنجاز التصاميم بسرعة.
يتيح تصميم منتج القطع بالليزر استخدام ملفات متجهات ثنائية الأبعاد لتوجيه الليزر. يتكون المنتج من مرنان ليزري. يحتوي هذا المرنان على ألياف زجاجية، أو في بعض الحالات، خليط غازي من أجسام بلورية. تحدد عملية قطع المادة التي يتبعها المصمم نوع المرنان المكون. تبدأ عملية القطع بدخول الطاقة إلى الخليط. ثم يُركز الليزر بعد مرور الخليط عبر عدسات مرآة مختلفة.
كيف تعمل عملية القطع بالليزر؟
قبل الخوض في مزايا وعيوب القطع بالليزر، من المهم فهم آلية عمله. تعمل آلات القطع بالليزر بشكل مشابه لآلات التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، ولكن باستخدام ليزر أعلى طاقة. يوجه الليزر المادة أو الشعاع باستخدام نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) والبصريات. يقطع الجهاز المادة ويتحكم في حركتها باستخدام رمز التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) أو رمز G-code.
ستذوب المادة وتتبخر وتحترق بعد تركيز شعاع الليزر. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك الحصول على سطح حافة نهائي عالي الجودة عن طريق نفخ المادة بالغاز. يتكون شعاع الليزر في حاوية مغلقة عن طريق تنشيط المواد بالليزر باستخدام مصابيح أو تفريغ كهربائي.
بعد انعكاس داخلي عبر مرآة جزئية، تُضخَّم مواد الليزر. تستمر العملية حتى تتراكم طاقة كافية على شكل ضوء أحادي اللون متماسك. يُحسِّن استخدام الألياف البصرية أو المرايا للتركيز على منطقة العمل شدة الضوء.
يبلغ قطر شعاع الليزر أقل من 0.32 مم عند أرق حافة له. في المقابل، قد يصل عرض الشق إلى 0.10 مم. ويعتمد هذا على سُمك المادة. إذا لم يبدأ القطع بآلة القطع بالليزر عند حافة المادة، فاستخدم عملية الثقب.
تسمح عملية الثقب لليزر بإحداث ثقب في المادة بقوة عالية. على سبيل المثال، يستغرق حرق صفيحة من الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 13 مم من 5 إلى 15 ثانية.
مزايا القطع بالليزر
لتقنية القطع بالليزر فوائد جمة. نناقش بعضًا منها أدناه:
دقة عالية ودقة
يقطع الليزر المواد بدقة فائقة، مستخدمًا شعاعًا ضوئيًا مُركّزًا. يتميز هذا الليزر بقوة وصغر حجمه، لكن دقته في إذابة وتبخير المواد لا مثيل لها. يتراوح نطاق تحمّل الليزر عادةً بين 0.003 و0.006 مليمتر.
تتميز قواطع البلازما بمستوى تسامح يبلغ حوالي 0.02 مم، وهو أعلى من مستوى تسامح القطع بالليزر. وبالمثل، تتراوح تسامحات أدوات القطع الأخرى بين 1 و3 مم فأكثر. لنفترض أنك تحتاج إلى آلة عالية الدقة والإتقان أثناء عملية الإنتاج، فعادةً ما تُستخدم قواطع الليزر في هذه الحالات. ونتيجةً لذلك، يُستخدم القطع بالليزر في صناعة الطائرات، التي تتطلب تسامحًا عاليًا للغاية.
منخفضة التكلفة وأكثر بأسعار معقولة
من مزايا تقنية الليزر انخفاض تكلفتها مقارنةً بآلات CNC الأخرى ذات الجودة المماثلة. لا حاجة لإنشاء أداة مخصصة باستخدام تقنية القطع بالليزر. لا حاجة لتعديل الأداة لأي عمل، إذ لا حاجة لأدوات قطع إضافية.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم وجود أي تلامس مادي، لا يتآكل السطح. ولأن الأجزاء الميكانيكية لقاطعة الليزر صغيرة، فإن صيانتها أقل تكلفة من تقنيات التشغيل الأخرى. كما تتميز الآلة بتكلفة تشغيل أقل مقارنةً بأدوات التصنيع القياسية.
يستخدم للوظائف ذات التعقيد الشديد
العديد من المهام التي قد تكون صعبة للغاية بالنسبة لتقنيات القطع الأخرى، تُصبح سهلة بالنسبة لقواطع الليزر. تعمل تقنية الليزر حتى على أرق حواف المواد. مع أن منطقة القطع قد تكون مشوهة أو ملتوية قليلاً، إلا أن قاطع الليزر قادر على إنشاء تصاميم معقدة بسرعة. يتميز القطع بالليزر بمستوى تحمّل عالٍ، ويمكنه استيعاب مجموعة واسعة من المواد.
زيادة استخدام الصفائح مع تقليل النفايات
عند استخدام آلة القطع بالليزر مع المواد، يُهدر جزء صغير منها فقط. وهذا ما يميز القطع بالليزر عن الآلات الأخرى التي تستخدم نسبة كبيرة من المواد. تتيح آلة القطع بالليزر للمُصنّعين تحقيق أقصى استفادة من موادهم. كما تنخفض تكلفة الإنتاج عند استخدام الموارد بكفاءة أكبر وتقليل النفايات.
الوقاية من الأضرار
من مزايا القطع بالليزر أيضًا منع تلف المواد، حتى في أضيق المواد. يعتقد الكثيرون أن تشوه الجهاز أو تلف المواد أمر لا مفر منه. أما الاعتقاد السائد فهو أن القطع بالليزر يتطلب استخدام حرارة عالية.
من المهم ملاحظة أن الحرارة تؤثر فقط على مساحة صغيرة من المادة، ولا تؤثر على تسامحها. يقطع الليزر الصفائح بسرعة، مما يقلل من وقت القطع. ونتيجة لذلك، يمكن للمنتجين بسهولة منع تشوه المادة وتشوهها.
استهلاك منخفض للطاقة
في الواقع، يتطلب القطع بالكهرباء طاقة كبيرة. أما قاطع الليزر، فيستهلك طاقة أقل لعدم احتوائه على أجزاء متحركة أخرى. أما الآلات ذات الأجزاء المتحركة، فتستهلك طاقة أكبر. بفضل قاطع الليزر، يقطع المواد بسرعة كبيرة، مما يوفر الوقت والطاقة. فانخفاض استهلاك الطاقة يعني انخفاض تكلفة التشغيل.
متوافق مع مجموعة واسعة من المواد
من المثير للاهتمام أن هذه الآلة قادرة على العمل على مجموعة واسعة من المواد. يُستخدم القطع بالليزر في عمليات متنوعة، بما في ذلك الوسم والحفر والنقش. تجدر الإشارة إلى أنه لا داعي لتغيير أو استبدال الأدوات لإتمام جميع هذه المهام المختلفة.
لا يقتصر القطع بالليزر على قطع المعادن فحسب، بل يُمكنه أيضًا قطع مواد مثل الخشب والألمنيوم والبلاستيك والنحاس والبرونز. يُعدّ القطع بالليزر تقنية متعددة الاستخدامات، إذ يُمكنه قطع أي نوع من المواد تقريبًا بسرعة. تستخدم شركة Yonglihao Machinery دائمًا أفضل المواد لإنتاج منتجات عالية الجودة من الصفائح المعدنية.
عيوب القطع بالليزر
على الرغم من المزايا العديدة للقطع بالليزر، إلا أن هناك بعض العيوب التي يجب فهمها. سنستعرض بعضها أدناه.
تبخر بعض المواد
عند قطع مواد معينة، مثل البلاستيك، يحدث التبخر. وهذا عيب خطير في القطع بالليزر. ورغم سهولة التعامل مع هذا العيب، إلا أن مشغلي الآلات ذوي الخبرة يستطيعون التغلب عليه بسهولة. ولتجنب هذه المشكلة، يقوم المتخصصون بتعديل بعض إعدادات الجهاز. إلا أن تكلفة تنفيذ هذه التعديلات باهظة للغاية هذه الأيام.
يتطلب خبرة فنية
يتطلب استخدام جميع ميزات الجهاز واكتشاف الأعطال بسرعة وجود مشغل محترف. إذا لم يتم ضبط الجهاز بشكل صحيح، فسيؤثر ذلك على المواد ويسبب ضررًا كبيرًا لعملية القطع بالليزر. يُعدّ توظيف أخصائي تشغيل أمرًا بالغ الأهمية، ولكنه مكلف للغاية نظرًا لقلة عدد الكفاءات المؤهلة. لتوفير وقت التنقل، يُنصح بإجراء اجتماعات عبر الإنترنت باستخدام برنامج لإجراء مقابلات الفيديو. سيكون الأمر أسهل وأكثر مرونة.
القيود المفروضة على سمك المعدن
على الرغم من أن القطع بالليزر مناسب لأي مادة تقريبًا، حتى الصفائح، إلا أنه يُنصح باستخدام تقنية مختلفة لقطع المعادن السميكة. يمكن استخدام الآلة المتوفرة لتحديد الصفائح الأكثر سمكًا، إلا أن ذلك يتطلب وجود عامل مُدرّب. يستخدم معظم المصنّعين نطاقًا يتراوح بين 15 و20 مم في المتوسط.
التكاليف الأولية
إذا كنت ترغب في الحصول على معدات قطع بالليزر، فقد تحتاج إلى دفع مبلغ كبير من المال. على سبيل المثال، عندما مقارنة قطع البلازما بقطع الليزر، والأخير أغلى بمرتين تقريبًا. تكلفة شراء المعدات باهظة للغاية، لكنك ستربح في النهاية أكثر من ذلك.
إنتاج الأبخرة والغازات الضارة
ذكرنا سابقًا أن القطع بالليزر يعمل مع مجموعة متنوعة من المواد. لكن إمكانية استخدامه على أي مادة تقريبًا لها عيب. فكل مادة تذوب أثناء القطع الحراري تُنتج غازات وأبخرة سامة. وعادةً ما تُنتج هذه الغازات الخطرة عند العمل مع البوليمرات.
هل أنت مستعد لبدء مشروعك القادم؟ احصل على تقدير تكلفة مُخصص لاحتياجاتك من تصنيع الأجزاء.
خدمات تصنيع الصفائح المعدنية المخصصة
معرفة مزايا وعيوب القطع بالليزر لا تكفي. بل من الضروري أيضًا التعاون مع شريك الإنتاج المناسب. تقدم Yonglihao Machinery أفضل خدمات تصنيع الصفائح المعدنية لمشروعك.
بالإضافة إلى ذلك، يضم فريق Yonglihao Machinery خبراء يتمتعون بخبرة واسعة في مجال القطع بالليزر وتقنيات التصنيع الأخرى. نضمن لكم أن خدماتنا في تصنيع الصفائح المعدنية ستوفر منتجات عالية الجودة بأسعار مناسبة.
شركة Yonglihao Machinery حاصلة أيضًا على شهادة ISO 9001:2015. كن على ثقة بأن جميع موادنا وإجراءاتنا رائدة في هذا المجال. بفضل تحليل DfM، نقدم توصيات احترافية لتحسين تصميماتك. تواصل معنا اليوم واحصل على عرض سعر سريع.
خاتمة
يُقدّم استخدام تقنية القطع بالليزر فوائد جمة لقطاع التصنيع. فهي تتيح قطع مواد متعددة دفعةً واحدة، مما يوفر الوقت والمال في العمليات.
بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران والسيارات. إن فهم مزايا وعيوب القطع بالليزر يُمكّنك من اتخاذ القرار الأمثل لمشروعك. كما يمكنك دائمًا التواصل مع Yonglihao Machinery للحصول على المساعدة في احتياجاتك من القطع بالليزر.
التعليمات
ماذا يفعل القطع بالليزر؟
يمكن استخدام القطع بالليزر في تصنيع قطع عالية الدقة. ولذلك، يُستخدم على نطاق واسع في صناعات متنوعة، مثل السيارات والفضاء. كما يُسهم في تحقيق نتائج مطابقة للتصاميم المُعدّة قبل تشغيل الآلة. ويمكن لقاطعة الليزر قطع أي مادة تقريبًا، بما في ذلك المعادن والكروم والألمنيوم والبلاستيك.
هل القطع بالليزر مكلف؟
تُحدد تكلفة الآلة حسب نوع المادة التي تنوي قطعها. وذلك لأن المواد المختلفة تتطلب ليزرات ذات قوة متفاوتة. على سبيل المثال، يتطلب قطع الأخشاب الصلبة والمعادن والمواد الكثيفة ليزرًا بقوة أكبر من قطع المواد الرقيقة. بشكل عام، يُعد القطع بالليزر مكلفًا، ولكن بالنظر إلى الصورة العامة، فهو يستحق العناء.
لماذا يعد القطع بالليزر مثاليًا للإنتاج الضخم؟
من مزايا القطع بالليزر أن الآلة تُنتج وتُكرر النتائج بدقة عالية. بصفتك مُصنِّعًا، فأنت تُريد التأكد من أن منتجك بأعلى جودة. هذا ما يُتيحه القطع بالليزر: القدرة على إنتاج نفس المنتج بدقة عالية وبكميات كبيرة. ومن مزايا القطع بالليزر أيضًا توفير الوقت وانخفاض تكاليف الإنتاج.
ما هي فوائد وعيوب معالجة شعاع الليزر؟
تتميز معالجة شعاع الليزر بفوائد عديدة، بالإضافة إلى بعض العيوب البسيطة. من مزاياها إمكانية قطع أي مادة دون الحاجة إلى أدوات. علاوة على ذلك، لا تُسبب تآكلًا للأسطح، وتعمل بدقة عالية.
أكبر عيب في معالجة شعاع الليزر هو ارتفاع تكلفة صيانتها. إضافةً إلى ذلك، قد تنبعث غازات سامة من البلاستيك عند ذوبانه.