كيف يعمل القطع بالليزر للصفائح المعدنية

القطع بالليزر عبارة عن عملية حرارية عالية الدقة وغير متصلة تستخدم شعاع ليزر مركّزًا لإذابة الصفائح المعدنية أو حرقها أو تبخيرها على طول مسار مبرمج.

يولد مرنان الليزر شعاعًا عالي الكثافة (ليزر CO₂ أو ألياف أو ليزر Nd:YAG).

تعد ليزرات الألياف (الطول الموجي 1060 نانومتر) أكثر شيوعًا بالنسبة للمعادن نظرًا لكفاءتها ودقتها.

يتم توجيه الشعاع عبر المرايا أو الألياف الضوئية إلى رأس القطع.

2. تركيز الشعاع

تقوم عدسة التركيز (أو المرآة المنحنية) بتركيز شعاع الليزر في بقعة صغيرة (قطرها حوالي 0.1-0.3 مم).

يتم ضبط النقطة البؤرية على سطح المادة للحصول على كثافة طاقة مثالية.

يقوم شعاع الليزر بتسخين الصفائح المعدنية إلى درجات حرارة قصوى، مما يسبب:

ذوبان (للمعادن الرقيقة).

التبخير (لكثافات الطاقة العالية جدًا).

الأكسدة (في حالة استخدام الغاز المساعد O₂).

الفيزياء الرئيسية وراء القطع:

الامتصاص: تمتص المعادن طاقة الليزر بناءً على الطول الموجي (يعمل ليزر الألياف بشكل أفضل مع المعادن).

التوصيل الحراري: تعمل مواد مثل الألومنيوم على تبديد الحرارة بسرعة، مما يتطلب طاقة أعلى.

يقوم النظام الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر (CNC) بتحريك رأس الليزر أو الصفائح المعدنية على طول المسار المبرمج.

الدقة: تحقق أجهزة الليزر الحديثة تفاوتات تبلغ ±0.1 مم أو أفضل.

تحميل المواد: يتم وضع الصفائح المعدنية على سرير القطع.

الثقب: يقوم الليزر بحفر ثقب صغير.

القطع: يتبع الليزر مسار CNC بينما يقوم الغاز بإخراج المعدن المنصهر.

إزالة الجزء: يتم جمع القطع المقطوعة؛ يتم إعادة تدوير الخردة.

* الدقة القصوى (تقطيع الأشكال المعقدة بتفاوتات مشددة).

*لا يوجد تآكل للأدوات (عملية عدم الاتصال).

* الإعداد السريع (مثالي للنماذج الأولية والدفعات الصغيرة).

*الحد الأدنى من هدر المواد (عرض الشق الضيق).

*سمك محدود (عادة 25 مم للصلب، 15 مم للألمنيوم).

*المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) - يمكن أن تغير خصائص المواد بالقرب من الجروح.

*تتطلب المعادن العاكسة (مثل النحاس والنحاس الأصفر) أشعة ليزر متخصصة.

السيارات: ألواح الجسم، أجزاء العادم.

الفضاء الجوي: مكونات المحرك، الأقواس.

الإلكترونيات: العبوات، المشتتات الحرارية.

الهندسة المعمارية: الفن المعدني الزخرفي، اللافتات.