القدرة الاستثنائية لآلة القطع بالليزر هي أنها يمكن أن تذيب أو تبخر المعادن والأخشاب والبلاستيك وحتى الأقمشة على الفور، وتقطع بدقة أنماطًا معقدة. إنها تستخدم شعاع ليزر عالي الكثافة كـ "سكين قطع ساخن"، ومن خلال التحكم الدقيق بالكمبيوتر، تقوم بتسخين سطح المادة بسرعة في الموقع، مما يحقق قطعًا دقيقًا وفعالًا بدون تلامس.
القطع بالليزريتم تحقيقه عن طريق تطبيق طاقة الكثافة العالية المتولدة بعد تركيز الليزر. تحت سيطرة الكمبيوتر، يتم تفريغ الليزر من خلال النبضات لإخراج ليزر نبضي عالي التردد متكرر يتم التحكم فيه، مما يشكل شعاعًا بتردد وعرض نبضة معينين. يتم توجيه شعاع الليزر النبضي هذا وانعكاسه عبر المسار البصري وتركيزه على سطح الجسم المراد معالجته بواسطة مجموعة عدسة التركيز، مما يشكل سلسلة من البقع الضوئية الدقيقة وعالية الكثافة. تقع البقعة البؤرية بالقرب من السطح المراد معالجته. قم بإذابة أو تبخير المادة المعالجة في درجة حرارة عالية فورية. يكمن جوهر آلة القطع بالليزر في شعاع الليزر الذي تولده، والذي يتميز بتوحيد اللون الجيد، والاتجاه القوي، والتماسك العالي.
المكون الأساسي: نظام دقيق يعمل بالتنسيق
تتكون آلة القطع بالليزر النموذجية من عدة أجزاء رئيسية:
مولد الليزر: "القلب" الذي يولد أشعة الليزر. الأنواع الرئيسية هي:
ليزر ثاني أكسيد الكربون: ليزر غاز بطول موجة يبلغ 10.6 ميكرومتر، يتفوق في قطع المواد غير المعدنية (الخشب، الأكريليك، الجلد، القماش، الورق) وبعض المعادن.
ليزر الألياف: ليزر الحالة الصلبة، بطول موجة يبلغ حوالي 1.06 ميكرومتر، يتميز بكفاءة تحويل كهروضوئية عالية وجودة شعاع ممتازة. إنه بارع بشكل خاص في قطع المعادن (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، الفولاذ الكربوني، الألومنيوم، النحاس، إلخ) وهو حاليًا التيار السائد في قطع المعادن.
ليزر Nd:YAG: ليزر الحالة الصلبة، مع نطاق تطبيق بين ثاني أكسيد الكربون والألياف.
نظام توجيه الضوء: "المسار البصري" الذي ينقل الليزر من المولد إلى رأس القطع. تستخدم ليزرات ثاني أكسيد الكربون بشكل شائع المرايا، بينما يتم نقل ليزرات الألياف من خلال الألياف الضوئية المرنة.
رأس القطع: يتضمن مكونات رئيسية مثل عدسة التركيز (لتركيز شعاع الليزر في بقعة صغيرة للغاية)، وفوهة (لتوجيه الغاز المساعد وحماية العدسة)، ومستشعر الارتفاع (للحفاظ تلقائيًا على المسافة المثلى بين رأس القطع وسطح المادة)، وقناة الغاز.
نظام التحكم العددي ونظام الحركة: "الدماغ" و "الأيدي والأرجل" للآلة. يقرأ نظام التحكم العددي ملفات التصميم (مثل DXF، DWG)، ويتحكم بدقة في حركة رأس القطع في محوري X و Y (مدفوعة بأدلة دقيقة ومحركات مؤازرة)، وينسق معلمات مثل طاقة الليزر، ونوع الغاز / الضغط، وسرعة القطع.
منضدة العمل: تدعم المادة المراد معالجتها، وعادة ما تكون مجهزة بألواح قرص العسل أو الرفوف للدعم المريح والتفريغ.
نظام التبريد: عندما يكون الليزر قيد التشغيل، فإنه يولد كمية كبيرة من الحرارة ويتطلب نظام تبريد مائي أو تبريد بالهواء للحفاظ على تشغيله المستقر.
نظام الغاز المساعد: يوفر الأكسجين اللازم للقطع (للمساعدة في الاحتراق وزيادة السرعة، المستخدم للفولاذ الكربوني)، والنيتروجين (الحماية الخاملة لمنع الأكسدة، المستخدم للفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم)، والهواء المضغوط (تكلفة أقل، المستخدم لبعض المواد غير المعدنية والمعادن الرقيقة)، إلخ.
تُستخدم تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع في التصنيع نظرًا لمزاياها الهامة:
دقة عالية: البقعة الليزرية صغيرة للغاية (تصل إلى 0.1 مم أو أقل)، ودرز القطع ضيق (0.1-0.3 مم)، ودقة الموضع عالية، مما يتيح قطعًا دقيقًا ومعقدًا للغاية.
جودة قطع جيدة: السطح المقطوع أملس ومسطح، مع عدم وجود نتوءات أو عدد قليل منها، ومنطقة متأثرة بالحرارة صغيرة، ولا يلزم سوى القليل من المعالجة الثانوية أو لا يلزم على الإطلاق.
سرعة عالية: خاصة عند قطع مواد الألواح الرقيقة، تتجاوز الكفاءة بكثير طرق القطع الميكانيكية التقليدية (مثل البلازما واللهب ونفث الماء والضغط).
المعالجة بدون تلامس: لا يتلامس شعاع الليزر مع سطح المادة، مما يتجنب الإجهاد الميكانيكي ويتيح معالجة المواد سهلة التشوه أو الهشة.
مرونة عالية: يمكن تغيير أنماط القطع بسهولة وسرعة من خلال البرنامج، والتكيف مع الإنتاج على دفعات صغيرة ومتنوعة، ومناسبة بشكل خاص للتخصيص والنماذج الأولية.
قدرة قوية على التكيف مع المواد: يمكنها قطع المعادن (الفولاذ والألومنيوم والنحاس والتيتانيوم وما إلى ذلك)، والمواد غير المعدنية (الخشب والأكريليك والبلاستيك والمطاط والقماش والجلد والسيراميك والحجر وما إلى ذلك) وموادها المركبة.
درجة عالية من التشغيل الآلي: من السهل دمجها مع خطوط الإنتاج الآلية لتحقيق معالجة غير مراقبة.