ما هي آلة القطع بالليزر الليفي: دليل سهل الاستخدام

ملخص

ما هو قاطع ألياف الليزر وكيف يعمل؟ دعونا نتعمق في الأمر.

أ آلة قطع الألياف بالليزر يعمل هذا النظام بإطلاق شعاع ليزر من مولد ليزر. ثم يتم تركيز الشعاع في شعاع ليزر عالي الكثافة من خلال نظام المسار البصري.

يقوم شعاع الليزر بتسخين سطح قطعة العمل حتى تصل إلى نقطة الانصهار أو الغليان، بينما يتم استخدام غاز عالي الضغط لنفخ المعدن المنصهر أو المتبخر. من خلال تحريك الشعاع وتعديل موضع قطعة العمل، يتم قطع المادة في النهاية لتحقيق نتيجة القطع المطلوبة.

يعد القطع بالليزر بديلاً حديثًا للسكاكين الميكانيكية التقليدية، حيث يوفر دقة عالية وقطعًا سريعًا وأنماط قطع غير محدودة وتوفيرًا تلقائيًا للمواد وشقوقًا سلسة وتكاليف معالجة منخفضة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن قطع الألياف بالليزر يتحسن باستمرار ويحل محل معدات قطع المعادن التقليدية.

• لا تتلامس المكونات الميكانيكية لقاطعة الليزر مع قطعة العمل، وبالتالي يتم تجنب الخدش أثناء التشغيل.
• تعتبر عملية القطع بالليزر سريعة وتؤدي إلى شقوق سلسة دون الحاجة إلى معالجة إضافية.
• تكون المنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة، مما يقلل من تشوه اللوحة ويؤدي إلى شقوق ضيقة (0.1 مم إلى 0.3 مم).
• لا يوجد ضغط ميكانيكي، ولا نتوءات قص.
• دقة تصنيع عالية، وإمكانية تكرار جيدة، وعدم حدوث أي ضرر لسطح المادة.
• تتيح برمجة التحكم العددي معالجة أي شكل مسطح.
• يمكن قطع قطعة كبيرة من طبق كامل دون الحاجة إلى فتح القالب، مما يوفر الوقت.

مبدأ عمل آلة القطع بالليزر الليفي

تستخدم عملية القطع بالليزر شعاع الليزر كمصدر للحرارة للقطع الساخن، مع مبدأ عمل مماثل لمبدأ اللحام بالليزر. تتجاوز درجة حرارة القطع بالليزر 11000 درجة مئوية، مما يتسبب في تغويز المواد، والذي يلعب دورًا مهمًا بالإضافة إلى الذوبان أثناء عملية القطع. بالنسبة لبعض المواد، مثل الكربون والسيراميك، فإن عملية القطع بالليزر هي عملية تغويز بحتة.

يتم قطع المعدن بالليزر في الغالب باستخدام مولدات ليزر ثاني أكسيد الكربون المستمر عالية الطاقة. أثناء القطع، يتم استخدام تدفق غاز خامل لنفخ الشق وتنعيم وتقويم المعدن المنصهر. يؤدي إضافة تدفق الأكسجين من النفاثة إلى زيادة سرعة القطع.

توفر عملية القطع بالليزر شقًا ضيقًا وحجمًا دقيقًا وسطحًا أملسًا، مما يؤدي إلى جودة قطع أفضل مقارنة بطرق القطع الساخنة الأخرى. يمكن قطع معظم المواد المعدنية بالليزر، بسمك قطع يتراوح من بضعة ميكرونات إلى 50 مم.

الاستثمار في معدات القطع بالليزر مرتفع، لكنه يستخدم بشكل أساسي في القطع الدقيق للمواد التي يقل سمكها عن 12 مم، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم وسبائك التيتانيوم والمعادن المقاومة للحرارة والمعادن الثمينة. ويمكن استخدامه أيضًا في قطع المواد غير القابلة للاحتراق.المواد المعدنية مثل البلاستيك والخشب والقماش والجرافيت والسيراميك. على سبيل المثال، تستخدم صناعة معالجة الأخشاب الليزر لقطع الخشب الرقائقي والألواح الخشبية، بينما تستخدم صناعة الملابس الليزر لقطع القماش.

كما أن القطع بالليزر مناسب أيضًا لأغراض خاصة، مثل حفر الأحجار والجراحة، حيث يتم استخدام الليزر كمشرط. تؤثر معلمات شعاع الليزر وأداء ودقة آلة القطع بالليزر ونظام التحكم الرقمي بشكل مباشر على كفاءة وجودة القطع بالليزر.

هيكل آلة قطع الألياف بالليزر

تتكون آلة قطع الليزر بالألياف من عدة مكونات رئيسية وتتميز ببنية قوية مصممة لتسهيل عمليات القطع بالليزر الدقيقة والفعالة. فيما يلي نظرة عامة على البنية النموذجية لآلة قطع الليزر بالألياف:

إطار الآلة:

يشكل الإطار الهيكل الأساسي لقاطعة الليزر الليفي، مما يوفر الاستقرار والدعم لجميع المكونات الأخرى. غالبًا ما يكون مصنوعًا من الفولاذ الملحوم أو مواد متينة أخرى لضمان الصلابة أثناء عملية القطع.

نظام الجسر:

نظام الرافعة الجسرية، المعروف أيضًا باسم الجسر، عبارة عن هيكل متحرك يتحرك على طول الماكينة. وهو يدعم رأس القطع بالليزر والمكونات الأساسية الأخرى، مما يتيح حركة دقيقة فوق قطعة العمل.

مصدر الليزر:

يعد مصدر الليزر مكونًا أساسيًا يولد شعاع الليزر عالي الكثافة المستخدم في القطع. في قواطع الليزر الليفي، يقوم كابل الألياف الضوئية بتوصيل شعاع الليزر من المصدر إلى رأس القطع.

رأس القطع:

رأس القطع مسؤول عن تركيز شعاع الليزر وتوجيهه نحو قطعة العمل. وغالبًا ما يتضمن نظام عدسات وفوهة للتحكم في نقطة تركيز الشعاع وحماية العدسة من الحطام.

طاولة العمل:

توفر طاولة العمل سطحًا ثابتًا لحمل قطعة العمل أثناء عملية القطع. اعتمادًا على تصميم الماكينة، قد تكون طاولة العمل ثابتة أو تحتوي على سرير متحرك للتغذية التلقائية للمواد.

لوحة التحكم:

تحتوي لوحة التحكم على واجهة مستخدم الماكينة، مما يسمح للمشغلين بإدخال معلمات القطع والتحكم في حركات الماكينة ومراقبة عملية القطع. قد تتميز بشاشة تعمل باللمس ونظام تحكم يستخدم تقنية التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC).

المحاور X و Y و Z:

تمثل المحاور X وY وZ نظام الإحداثيات ثلاثي الأبعاد الذي يحدد حركة رأس القطع وقطعة العمل. يتوافق المحور X مع الحركة على طول الماكينة، والمحور Y على طول العرض، والمحور Z للحركة الرأسية.

المحركات ومحركات الأقراص:

تتولى المحركات ومحركات الأقراص تحريك المكونات المختلفة على طول المحاور X وY وZ. وتعتبر الحركة الدقيقة والمتزامنة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق قطع دقيقة.

نظام التبريد:

تولد مصادر الليزر الليفي الحرارة أثناء التشغيل، ويعد نظام التبريد ضروريًا للحفاظ على درجات حرارة التشغيل المثالية. وقد يتضمن ذلك استخدام الماء أو طرق التبريد الأخرى لتبديد الحرارة بشكل فعال.

نظام العادم:

يعمل نظام العادم على إزالة الأبخرة والدخان والحطام الناتج أثناء عملية القطع. وهذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على بيئة عمل نظيفة وآمنة.

ميزات السلامة:

تم تجهيز قواطع الليزر بالألياف بميزات أمان مثل العبوات الواقية وأزرار التوقف في حالات الطوارئ وأنظمة أمان الليزر لضمان سلامة المشغلين والامتثال لقواعد السلامة.

يشكل الجمع بين هذه المكونات البنية المتكاملة لقاطعة الليزر الليفي، مما يتيح قطعًا دقيقًا وفعالًا لمواد مختلفة في التطبيقات الصناعية. قد يختلف التصميم والميزات باختلاف الطرازات والشركات المصنعة.

ملخص

آلة القطع بالليزر الليفي هي أداة صناعية متقدمة تستخدم في القطع الدقيق لمواد مختلفة باستخدام شعاع ليزر ليفي عالي الطاقة. اكتسب هذا النوع من آلات القطع شعبية كبيرة بسبب كفاءتها وسرعتها وتنوعها في التعامل مع مواد مختلفة، وخاصة المعادن.

تُستخدم آلات القطع بالليزر الليفي على نطاق واسع في الصناعات مثل التصنيع والسيارات والفضاء وتصنيع الصفائح المعدنية نظرًا لقدرتها على قطع المواد بدقة عالية وسرعة وكفاءة. وهي فعالة بشكل خاص في قطع المعادن مثل الفولاذ والألمنيوم والنحاس.