أهم 7 مزايا لاستخدام قواطع الليزر للصفائح والأنابيب المعدنية

تعتبر عمليات القطع من المكونات الأساسية لتصنيع الأجزاء في قطاع التصنيع، حيث تعد عملية قطع الصفائح المعدنية بالليزر إحدى التقنيات الأساسية. هذه الطريقة فعالة للغاية لقطع المعادن والسبائك والمواد غير المعدنية. تستخدم قواطع الصفائح المعدنية والأنابيب بالليزر عملية قطع حرارية تستخدم أشعة الضوء (الليزر) الموجهة إلى قطعة العمل لإذابة المواد أو تبخيرها حتى يتم تحقيق الشكل المطلوب. تبرز هذه التقنية كواحدة من أكثر الطرق كفاءة لقطع الصفائح المعدنية. في هذه المقالة، سنقدم معلومات أساسية حول القطع بالليزر مع قواطع الليزر للصفائح المعدنية والأنابيب لمساعدتك على اتخاذ قرارات مستنيرة قبل استخدام هذه التقنية. فلنبدأ!

ما هو قاطع الصفائح المعدنية والأنابيب بالليزر؟

تعتبر عمليات التصنيع الطرحي ضرورية لتعديل المواد في تصنيع الأجزاء، وتمثل قواطع الليزر للصفائح المعدنية والأنابيب إحدى الطرق القياسية لقطع وإزالة المكونات من قطعة العمل. تتضمن هذه التقنية استخدام أشعة الليزر لقطع قطع من المواد بدقة ملحوظة.

تعتمد عملية القطع بالليزر على تقنية التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC)، وهي التقنية المسؤولة عن دقتها الاستثنائية. قبل البدء في عملية القطع باستخدام التحكم الرقمي بالحاسوب أو القطع بالليزر، يجب على المشغل إدخال أكواد أو برامج تفصل التصميمات أو الأنماط في الكمبيوتر، مما يضمن عملية قطع سلسة ودقيقة.

عملية قطع الصفائح المعدنية والأنابيب بالليزر

تتضمن عملية قطع الصفائح والأنابيب المعدنية باستخدام أشعة الليزر لصهر المعادن والسبائك، مما يؤدي إلى قطع ناعمة وحادة. تتكون عملية القطع هذه من عمليتين تعملان بتناغم.

تتضمن العملية الأولى امتصاص المادة لشعاع الليزر المركّز، مما يوفر الطاقة اللازمة لإنشاء القطع. تتميز العملية الثانية بفوهة القطع، التي تكون متحدة المركز مع الليزر، لتزويد غاز المعالجة المطلوب للقطع. يعمل هذا الغاز على حماية رأس المعالجة من الأبخرة والرذاذ بينما يساعد أيضًا في إزالة المواد الزائدة من الشق.

هناك ثلاث طرق أساسية لقطع الصفائح والأنابيب المعدنية بالليزر.

1. القطع باستخدام شعاع الليزر

تستخدم عملية القطع بالاندماج بشعاع الليزر غازًا خاملًا، يتكون في الغالب من النيتروجين. يعمل غاز العملية منخفض التفاعل على تبخير فجوة القطع الخاصة بالمادة باستمرار. ومع إزالة المادة المنصهرة، يمنع الغاز الخامل الأكسدة عند حافة القطع دون التدخل في العملية.

تعتبر طريقة القطع بالليزر هذه مناسبة لقطع الصفائح الرقيقة والمسطحة من سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والتي تتطلب جاذبية جمالية عالية وعمليات تشطيب أقل.

2. القطع بالتسامي باستخدام شعاع الليزر

كما يوحي الاسم، فإن عملية القطع بالتسامي باستخدام شعاع الليزر تعمل على تبخير المادة. وبدلاً من إذابة المادة مثل عمليات القطع بالليزر الأخرى، فإنها تتحول على الفور من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية - التسامي.

مثل القطع بالاندماج، يستخدم القطع بالتسامي بالليزر غازات خاملة لنفخ بخار المادة خارج الشق. لذا، لا توجد مؤكسدات على حافة القطع. غالبًا ما يتم استخدامه في قطع المواد العضوية مثل الخشب والجلد والمنسوجات وما إلى ذلك.

3. القطع باللهب باستخدام شعاع الليزر

تستخدم عملية القطع بلهب شعاع الليزر غازًا قابلًا للاشتعال - الأكسجين - لإخراج المادة المنصهرة. يسخن الليزر قطعة العمل مما يؤدي إلى احتراق تلقائي بعد ذوبان المادة. يوفر غاز الأكسجين المزيد من الطاقة لعملية القطع من خلال الأكسدة - وهو تفاعل طارد للحرارة.

يُعد القطع باللهب مثاليًا لقطع الفولاذ الصلب والمواد القابلة للانصهار مثل السيراميك. قد تتسبب عملية القطع هذه في حدوث حروق على سطح القطع نظرًا لأن الغاز مؤكسد. سيساعد التحسين المناسب لمعلمات العملية في منع تكوين نتوءات.

أنواع الليزر المستخدمة في قطع الصفائح المعدنية والأنابيب

عندما يتعلق الأمر بقطع الصفائح المعدنية والأنابيب، يتم استخدام أنواع مختلفة من الليزر، ولكل منها مزاياها وتطبيقاتها الخاصة. وفيما يلي الأنواع الرئيسية من الليزر المستخدمة في هذه العملية:

ليزر ثاني أكسيد الكربون

تُستخدم ليزرات ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع لقطع الصفائح والأنابيب المعدنية نظرًا لقوتها وكفاءتها العالية. فهي تنتج موجة مستمرة من الضوء تحت الأحمر، مما يجعلها فعّالة لقطع المواد السميكة. تُعد ليزرات ثاني أكسيد الكربون مناسبة لمجموعة متنوعة من المعادن وغير المعادن، ولكنها معروفة بشكل خاص بقدرتها على قطع الصفائح السميكة بجودة حافة ممتازة.

ليزر الألياف

تكتسب أشعة الليزر الليفية شعبية كبيرة في صناعة قطع المعادن نظرًا لقدرتها على قطع المواد العاكسة، مثل الألومنيوم والنحاس، بكفاءة أكبر من أشعة الليزر ثاني أكسيد الكربون. فهي تنتج شعاع ليزر عالي الكثافة عن طريق تمرير الضوء عبر كابل الألياف الضوئية، مما ينتج عنه شعاع أكثر تركيزًا. تتيح هذه التقنية سرعات قطع أسرع ودقة أكبر، مما يجعل أشعة الليزر الليفية خيارًا ممتازًا لتطبيقات الصفائح المعدنية والأنابيب.

ليزر Nd (عقيق ألومنيوم الإيتريوم المضاف إليه النيوديميوم)

إن أجهزة الليزر ذات الحالة الصلبة هي أجهزة ليزر تستخدم غالبًا في تطبيقات محددة، مثل قطع المواد الأكثر سمكًا أو عندما تكون هناك حاجة إلى دقة عالية. وهي تصدر شعاعًا مركّزًا من الضوء يمكن تركيزه لتحقيق تفاصيل دقيقة. إن أجهزة الليزر ذات الحالة الصلبة مناسبة لقطع المعادن المختلفة وغالبًا ما تستخدم في الصناعات التي تكون فيها الدقة بالغة الأهمية، مثل تصنيع الأجهزة الطبية والطيران.

ليزر القرص

تتشابه أشعة الليزر القرصية مع أشعة الليزر الليفية ولكنها تستخدم طريقة مختلفة لتوليد شعاع الليزر. وهي معروفة بكفاءتها وقدرتها على قطع المواد الأكثر سمكًا بسرعات عالية. توفر أشعة الليزر القرصية جودة شعاع ممتازة ويمكن أن تكون خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب قطعًا دقيقًا للصفائح المعدنية والأنابيب.

الليزر فائق السرعة

تُستخدم أشعة الليزر فائقة السرعة، بما في ذلك أشعة الليزر بيكو ثانية وفيمتو ثانية، في التطبيقات المتخصصة التي تتطلب دقة عالية للغاية ومناطق متأثرة بالحرارة ضئيلة. توفر هذه الليزرات نبضات قصيرة للغاية من الطاقة، مما يسمح بالقطع والنقش المعقد على مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك المعادن. على الرغم من عدم استخدامها بشكل شائع لمهام القطع العامة، فإن أشعة الليزر فائقة السرعة مثالية للتطبيقات في الإلكترونيات والتصنيع الدقيق.

يقدم كل نوع من أنواع الليزر مزايا مميزة اعتمادًا على المتطلبات المحددة لتطبيق القطع، بما في ذلك نوع المادة، والسمك، وجودة الحافة المطلوبة.

7 فوائد لقطع الصفائح المعدنية بالليزر

دعونا نلقي نظرة على فوائد قطع الصفائح المعدنية بالليزر لقطاع التصنيع.

1. الدقة العالية والضبط

يُعد القطع بالليزر مناسبًا تمامًا لقطع الصفائح المعدنية نظرًا لدقته الشديدة. تتمتع الآلات بالقدرة على إجراء قطع معقدة بدقة وإتقان شديدين. على المستوى الصناعي، يُعد القطع بالليزر التقنية المفضلة لقطع الصفائح المعدنية ذات التفاصيل المحددة التي تتطلب تحمُّلات ضيقة.

يمكن لبعض القواطع إجراء قطع دقيقة بدقة تصل إلى 0.0005 بوصة. ولهذا السبب ظلت هذه القواطع ركيزة أساسية في معظم شركات التصنيع. نظرًا لأن الليزر يذيب الأجزاء المعدنية، فإن القواطع لا تنتج نتوءات أو تنتج القليل منها. بدلاً من ذلك، تترك حافة نظيفة وناعمة وحادة.

2. عملية آلية

تتم عملية القطع بالليزر بواسطة أنظمة التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC). بمجرد أن يقوم المشغل الفني بإدخال البرامج في الكمبيوتر، يتم تشغيل العملية بشكل مستقل. وبالتالي، فهي تتطلب تدخلاً بشريًا أقل وعمالة إجمالية أقل. كما أن هامش الخطأ ضئيل أو معدوم مع زيادة كفاءة القطع.

3. منع الأضرار

هناك اعتقاد خاطئ بأن قطع المعدن بالليزر يسبب تشوهًا. ومع ذلك، هذا غير صحيح. تؤثر الحرارة الناتجة عن قطع المعدن بالليزر فقط على أجزاء دقيقة من المادة، ولا تؤثر على التسامح.

علاوة على ذلك، فإن عملية القطع بالليزر سريعة؛ حيث تسخن أشعة الليزر وتذيب الأجزاء المراد إزالتها. وبالتالي، لا تؤثر الحرارة بشكل كبير على الأجزاء الأخرى من المادة. وفي معظم الحالات، لا يحدث تشوه أو انحناء للمواد.

4. متوافق مع معظم المواد

من المزايا المهمة الأخرى لهذه الطريقة في التصنيع الطرحي قدرتها على العمل مع مجموعة واسعة من المواد. فهي تقطع بسهولة كل مادة، سواء كانت من النحاس أو الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو حتى التيتانيوم. فهي في النهاية تنطوي على استخدام الليزر في درجات حرارة عالية للغاية لإذابة المادة.

5. تكلفة منخفضة نسبيًا

في الواقع، تعد آلات القطع بالليزر باهظة الثمن. ومع ذلك، بالمقارنة مع آلات CNC الأخرى، فهي أكثر فعالية من حيث التكلفة. علاوة على ذلك، فهي آلة واحدة للجميع - أي أن آلة القطع بالليزر واحدة مثالية لجميع عمليات القطع الخاصة بك. لا تحتاج إلى أي تعديل للآلة لعمليات القطع المختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، فهو متين. لا يتلامس الجهاز مع المواد التي تقطعها، لذا فإن الاحتكاك أو التآكل السطحي ضئيلان أو معدومان. كما أنه لا يحتوي على أجزاء متعددة، لذا فإن متطلبات الصيانة والخدمة أقل. بشكل عام، هناك تكلفة تشغيلية أقل لاستخدام قاطع الليزر مقارنة بأدوات التصنيع التقليدية الأخرى.

6. تنوع كبير

بالإضافة إلى توافق القطع بالليزر مع معظم المواد، فإن هذه العملية متعددة الاستخدامات للغاية. وعلى عكس الأجهزة الأخرى، يمكنك استخدام آلة القطع بالليزر للعديد من وظائف القطع، من القطع البسيطة إلى المعقدة وتلك التي تتطلب تحمّلات ضيقة وتصميمات معقدة. هذه الميزة تجعلها خيارًا ممتازًا لمعظم الصناعات.

7. استهلاك منخفض للطاقة

في الواقع، تتطلب ماكينات القطع بالليزر الطاقة لتسخين المواد وإذابتها بفعالية أثناء القطع. ومع ذلك، فإن تقنية القطع أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من طرق القطع الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك، على عكس الآلات الأخرى، تحتوي على أجزاء متحركة أقل، مما يعني متطلبات طاقة أقل. كما أن السرعة العالية للآلة تعني القطع السريع، مما يوفر الوقت والطاقة.

عيوب قطع الصفائح والأنابيب المعدنية بالليزر

على الرغم من أن قطع الأنابيب والصفائح المعدنية بالليزر يوفر العديد من المزايا، إلا أن هناك العديد من العيوب التي يجب مراعاتها:

الحاجة إلى مشغلين ماهرين

يتطلب التشغيل الفعال لآلة القطع بالليزر فنيًا ماهرًا يفهم ميزاتها ويمكنه تحديد أي مشكلات تنشأ وتصحيحها بسرعة. يمكن أن يؤدي الإعداد غير السليم إلى إتلاف كل من المواد والآلة. لذلك، إذا كنت تخطط لتشغيل خدمة القطع بالليزر، فإن تعيين محترف أمر ضروري.

حدود السُمك

على الرغم من أن قواطع الليزر متوافقة مع معظم المواد، إلا أنها تعاني من قيود عندما يتعلق الأمر بقطع المعادن الأكثر سمكًا. بشكل عام، يمكن لقواطع الليزر قطع صفائح الألومنيوم بكفاءة حتى سمك أقصى يبلغ 15 مم وصفائح الفولاذ حتى 6 مم. بالنسبة للمواد الأكثر سمكًا، قد تكون طرق القطع البديلة أكثر ملاءمة.

انبعاث الأبخرة والغازات الضارة

تولد عملية القطع بالليزر حرارة تذيب المواد، مما يؤدي إلى إطلاق أبخرة وغازات ضارة. وللتخفيف من المخاطر الصحية، من الضروري تشغيل آلات القطع بالليزر في مناطق جيدة التهوية.

استثمار أولي مرتفع

إن التكلفة الأولية لشراء آلة قطع ليزر عالية الجودة قد تكون كبيرة، وغالبًا ما تتجاوز $2,000، وهو ما يقرب من ضعف سعر آلات القطع الأخرى، مثل قواطع نفث الماء. يجب على أي شخص يتطلع إلى تشغيل عمل تجاري باستخدام تقنية القطع بالليزر أن يكون مستعدًا لهذا الاستثمار الأولي الكبير.

نصائح لقطع الأنابيب والصفائح المعدنية بالليزر بشكل فعال

اختر المواد المناسبة

يعد اختيار المادة المناسبة أمرًا بالغ الأهمية في أي عملية تصنيع. يجب أن تتوافق المادة المختارة للمكون مع الخصائص المرغوبة للمنتج النهائي. بالإضافة إلى الصفائح المعدنية مثل الألومنيوم والزنك، فكر في استخدام البلاستيك والبوليمرات الأخرى بناءً على متطلباتك المحددة. تشمل خصائص المواد الشائعة التي يعطيها المصنعون الأولوية المرونة والقابلية للطرق والسحب والصلابة.

استخدم برنامجًا يقوم بإنشاء ملفات متجهة

تتطلب آلات القطع بالليزر ملفات متجهة للتشغيل. لإنشاء تصميماتك، استخدم برامج مثل Adobe Illustrator لتحويلها إلى متجهات. تتضمن تنسيقات الملفات المقبولة .ai و.step و.eps وغيرها من التنسيقات التي تدعم الرسومات المتجهة.

حساب كيرف

يشير مصطلح "الشق" إلى المادة التي تتبخر عندما يتفاعل شعاع الليزر مع قطعة العمل. عند تصميم القطعة، من الضروري مراعاة الشق لضمان الدقة في الأبعاد النهائية.

تجنب التفاصيل الصغيرة المتعلقة بسمك المعدن

يعتبر سمك المعدن من الاعتبارات المهمة في القطع بالليزر. وكقاعدة عامة، تجنب تصميم تفاصيل أصغر من سمك الصفيحة المعدنية، حيث تعمل المواد الأكثر سمكًا على تقليل قدرة الليزر على الاختراق بشكل فعال.

الحفاظ على الحد الأدنى من المسافة بين خطوط القطع

إن التباعد المناسب أمر حيوي لتحقيق نتائج مثالية في القطع بالليزر. يجب أن تكون المسافة الدنيا بين خطوط القطع مساوية لسمك المادة. على سبيل المثال، إذا كنت تقوم بقطع صفيحة معدنية بسمك 2 مم، فتأكد من وجود مسافة لا تقل عن 2 مم بين خطوط القطع.

تطبيقات قطع الصفائح والأنابيب المعدنية بالليزر

1. المعدات الطبية

تحتوي العربات والأسرة والمعدات الجراحية والدبابيس والقضبان التقويمية وما إلى ذلك على معادن مقطوعة بالليزر. ورغم أن العديد من الأدوات الجراحية تُطبع الآن بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن القطع بالليزر هو التقنية المفضلة لتصنيعها.

2. إنتاج المجوهرات

تحتوي أغلب تصميمات المجوهرات على تصميمات معقدة يمكن لآلات القطع بالليزر رسمها بسهولة. غالبًا ما يتم تصميم قطع المجوهرات من مواد رقيقة. وبالتالي، فإن القطع بالليزر مناسب تمامًا لصنع المجوهرات.

3. التصميم الداخلي

تُعد الصفائح المعدنية المقطوعة بالليزر خيارًا ممتازًا لتقسيم الغرف، حيث يمكنها المساعدة في تحسين المظهر العام للغرفة وخلق مساحة أكبر. إن الاستفادة من دقة القطع بالليزر مع إبداع الشركة المصنعة يمكن أن يمنحك المظهر المخصص الذي تريده لغرفتك.

4. صناعات الطيران والفضاء

نظرًا للدقة العالية للأبعاد، تعد صناعة الطيران والفضاء واحدة من أهم مستخدمي تقنية القطع بالليزر. تخضع معظم أجزاء الطائرات والأجهزة الأخرى مثل أجهزة الكشف عن المعادن والعربات والناقلات وما إلى ذلك لبعض عمليات القطع أثناء التصنيع.

هل يجب عليك الاستعانة بمصادر خارجية أو الاستثمار في آلة القطع بالليزر لأجزاء الصفائح المعدنية الخاصة بك؟

تلعب تقنيات القطع بالليزر دورًا حاسمًا في عمليات التصنيع المختلفة، حيث توفر طريقة فعالة للغاية لقطع مجموعة واسعة من المواد، وخاصة الصفائح المعدنية.

بالنسبة لعمليات التصنيع على نطاق صغير، غالبًا ما يكون الاستعانة بمصادر خارجية لتلبية احتياجات القطع هو الخيار الأكثر اقتصادًا. من خلال الاستعانة بخدمة لتلبية متطلبات القطع بالليزر، يمكنك تقليل التكاليف وتخصيص هذه المدخرات لمجالات إنتاج أخرى بالغة الأهمية. لتلبية احتياجاتك من القطع بالليزر وتصنيع الصفائح المعدنية، فكر في التواصل مع Waken.

ما هي عمليات القطع الأخرى التي يمكنني أخذها في الاعتبار لمشروعي؟

على الرغم من أن القطع بالليزر يعد طريقة قطع عالية الدقة شائعة في التصنيع الصناعي، إلا أنه ليس الخيار الوحيد المتاح. إذا كنت تفكر في بدائل للقطع بالليزر لتشكيل صفائحك المعدنية، فإليك بعض الطرق الممتازة لاستكشافها لتلبية احتياجاتك التصنيعية:

• EDM (التشغيل بالتفريغ الكهربائي)
• القطع بنفث الماء
• الطحن باستخدام الحاسب الآلي
• اللكم

العلامات التجارية الشهيرة لآلات الليزر للصفائح والأنابيب المعدنية

تتوفر العديد من العلامات التجارية لآلات قطع الأنابيب بالليزر في السوق. بعض العلامات التجارية الرائدة بناءً على سمعتها وجودة منتجاتها ورضا العملاء هي:

1. ترامبف
2. بيسترونيك
3. أمادا
4. مزاك
5. مجموعة بي إل إم
6. كرااس

يعتمد اختيار العلامة التجارية لقطع الأنابيب بالليزر على العديد من العوامل، مثل المادة وقطر الأنبوب وسمكه وما إلى ذلك. ومن الضروري مراعاة جميع العوامل قبل اتخاذ القرار بشأن الآلة وصانع المعادن.

إذا كنت تبحث عن صانع معادن متخصص في قطع الأنابيب بالليزردعنا نكون وجهتك المفضلة. لمزيد من المعلومات حول خدماتنا والحصول على عرض أسعار، تواصل معنا هنا.