قطع الليزر ...
05 / 12 / 2019

قطع الليزر ...

القطع بالليزر هي تقنية لقطع المواد باستخدام ليزر عالي الطاقة يشيع استخدامه في خطوط الإنتاج الصناعي. توفر حزمة الليزر المركزة ، التي يتم التحكم فيها عادةً بواسطة جهاز كمبيوتر يتم التحكم فيه باستخدام الحاسب الآلي ، تركيزًا عاليًا للطاقة وتمكن من قطع جميع مجموعات المواد تقريبًا ، بغض النظر عن خصائصها الفيزيائية الحرارية.

أثناء عملية القطع ، تذوب مادة المادة المراد قصها تحت تأثير شعاع الليزر أو تشتعل أو تتبخر أو يتم تفجيرها بواسطة تدفق الغاز. هذا يسمح بإجراء تخفيضات دقيقة مع الحد الأدنى من منطقة التأثير الحراري. يتميز القطع بالليزر بعدم وجود تأثيرات ميكانيكية على المادة المراد معالجتها ، ويحدث الحد الأدنى من التشوهات بشكل مؤقت أثناء عملية القطع وكذلك بعد التبريد الكامل. نتيجة لذلك ، يمكن إجراء القطع بالليزر لقطع الشغل والأجزاء غير القابلة للتشكيل بسهولة وبدقة عالية. تضمن القوة الهائلة لإشعاع الليزر إنتاجية كبيرة من عملية العمل مع وجود ظروف مناسبة للأسطح المقطوعة في نفس الوقت. إن التحكم الدقيق والسهل في إشعاع الليزر يتيح القطع بالليزر على طول الخطوط المعقدة للأجزاء وقطع العمل المسطحة والكثيفة مع درجة عالية من التشغيل الآلي للعملية.

العملية

بالنسبة للمعادن المقطعة بالليزر ، يتم استخدام الأنظمة التقنية المعتمدة على ليزر الحالة الصلبة والألياف والغاز CO2 والتي تعمل في كل من وسائط الإشعاع الدوري والمستمر النبضي. يزداد الاستخدام الصناعي لقطع الليزر بالغاز من سنة إلى أخرى ، ولكن هذه العملية لا يمكن أن تحل محل الأساليب التقليدية لفصل المعادن بشكل كامل. بالمقارنة مع العديد من المعدات المستخدمة في الإنتاج ، لا تزال تكلفة معدات القطع بالليزر مرتفعة. على الرغم من وجود اتجاه مؤخرًا لخفض التكاليف. في هذا الصدد ، تصبح عملية القطع بالليزر فعالة فقط عندما يكون هناك اختيار معقول للتطبيق أو عندما يكون استخدام التقنيات التقليدية مرهقًا أو مستحيلًا.

المزايا

يتم القطع بالليزر عن طريق حرق قطع العمل باستخدام حزمة ليزر. تقدم هذه التقنية العديد من المزايا الواضحة على العديد من طرق القطع الأخرى:

المواد المصنعة

جميع أنواع الفولاذ من جميع الدول والألومنيوم وسبائكه وكذلك المعادن غير الحديدية الأخرى مناسبة للقطع بالليزر. الصفائح المستخدمة عادة من هذه المعادن:

الصلب من 0,2 مم إلى 30 mm
الفولاذ المقاوم للصدأ من 0,2 مم إلى 40 mm
خلائط الألمنيوم من 0,2 mm إلى 25 mm
نحاس 0,2 مم إلى 12,5 مم
النحاس من 0,2 مم إلى 16 mm

تستخدم أنواع الليزر المختلفة للمواد المختلفة.

تعمل معادن الموصلية الحرارية المنخفضة بشكل أفضل لأن طاقة الليزر تتركز في الحد الأدنى لحجم المعدن. على العكس من ذلك ، عندما تنشأ سبائك معدنية تقطيع بالليزر مع لدغ الموصلية الحرارية العالية. يمكن أيضًا معالجة العديد من المعادن غير المعدنية مثل الخشب.

بارد

يجب تبريد الليزر والبصريات الخاصة به (بما في ذلك عدسات التركيز). اعتمادًا على حجم وتكوين النظام ، يمكن تبديد الحرارة الزائدة بواسطة حاملات الحرارة أو المنافيخ الهوائية. الماء ، الذي يستخدم غالبًا كمبرد ، يدور عادةً من خلال مبادل حراري أو وحدة تبريد.

مساهمة

يمكن أن تختلف كفاءة الليزر الصناعي بين 3٪ و 65٪. يعتمد استهلاك الطاقة وكفاءتها على الطاقة الناتجة من الليزر ومعلمات التشغيل ومدى ملاءمة الليزر لمهمة معينة. عند تحديد مدى ملاءمة استخدام هذا النوع أو ذاك النوع من الليزر ، يتم أخذ تكلفة الليزر فيما يتعلق بأجهزته وتكلفة صيانة الليزر والحفاظ عليه في الاعتبار. في سنوات 10 من 21. القرن ، وتكاليف تشغيل ليزر الألياف حوالي نصف تكاليف تشغيل ليزر ثاني أكسيد الكربون. تعتمد القدرة المطلوبة للقطع على نوع المادة وسمكها وبيئة المعالجة وسرعة المعالجة.

يتم القطع بالليزر عن طريق حرق الألواح باستخدام حزمة ليزر. توفر حزمة الضوء المركزة المضغوطة تركيزًا عالي الطاقة وتسمح بمعالجة جميع المواد تقريبًا - المعادن والبلاستيك والخشب - الخصائص الفيزيائية الحرارية ذات أهمية ثانوية.

القطع بالليزر بالتفصيل

يعتبر القطع بالليزر طريقة أساسية لتشغيل المعادن تتميز بدقة عالية للغاية وأداء ممتاز. أحدثت ماكينات القطع بالليزر ثورة في عالم الأعمال المعدنية ، مما جعل عملية جعل الهياكل المعدنية المعقدة أبسط وأسرع وأكثر بأسعار معقولة. في الوقت الحاضر ، هذا النوع من القطع يحل باستمرار أنواع أخرى من المعادن.

تعتبر عملية القطع المعدنية بالليزر طريقة فريدة للحصول على تكوين المنتج المطلوب لجميع عمليات الطباعة بتكلفة منخفضة. لا تتطلب هذه العملية إنتاج قوالب باهظة الثمن ويتم تحديد تكوين المنتجات في البرنامج ويمكن تحريرها على الفور في أي وقت. بفضل القطع بالليزر ، تتمتع شركات التصنيع بفرصة فريدة لإنتاج المنتجات المطلوبة بسرعة وإجراء التصحيحات اللازمة.

جوهر القطع بالليزر

يتم القطع بالليزر للمعادن ، كما يوحي الاسم ، بواسطة حزمة ليزر ، والتي يتم إنتاجها باستخدام نظام خاص. تسمح خصائص هذه الحزمة بالتركيز على سطح مساحة صغيرة ، مما يولد طاقة تتميز بالكثافة العالية. يؤدي هذا إلى انهيار كل مادة (الذوبان أو الاحتراق أو التبخير أو غير ذلك) بنشاط.

على سبيل المثال ، باستخدام معدات الليزر أو آلات القطع بالليزر ، يمكنك تركيز الطاقة بكثافة 108 واط لكل سنتيمتر مربع على سطح قطعة العمل. لفهم كيفية تحقيق هذا التأثير ، يحتاج المرء إلى معرفة خصائص شعاع الليزر:


+ على عكس الموجات الضوئية ، يتميز شعاع الليزر بثبات الطول الموجي والتردد (أحادي اللون) ، مما يجعل من الممكن تركيزه على أي سطح باستخدام العدسات البصرية التقليدية.
+ اتجاهية عالية بشكل استثنائي من شعاع الليزر وزاوية التباعد منخفضة. نظرًا لهذه الخاصية ، يمكن لأجهزة التركيز بالليزر إنتاج حزمة ذات تأثير تركيز كبير.
+ شعاع الليزر لديه اتساق آخر مهم للغاية - التماسك. هذا يعني أن العديد من عمليات الموجات التي تحدث في مثل هذه الحزمة متسقة تمامًا وتردد صداها معًا ، مما يزيد أحيانًا من إجمالي طاقة الإشعاع.

عند تطبيق شعاع الضوء على سطح المعدن ، يحدث التسخين السريع والانصهار اللاحق للمنطقة المراد معالجتها. هناك عدة عوامل تسهم في الانتشار السريع للمنطقة المنصهرة في عمق الشغل ، بما في ذلك التوصيل الحراري للمادة نفسها.تؤدي زيادة التعرض لسطح المنتج لحزمة الليزر إلى أن تصل درجة الحرارة في منطقة التلامس إلى نقطة الغليان وتبدأ في تطاير المواد المعالجة.


يتيح استخدام الأكسجين كغاز مساعد في القطع بالليزر الحل المتزامن لمهام مهمة مثل:

de German
X