كيف يعمل قاطع الليزر؟
تشير تقنية القطع بالليزر إلى استخدام شعاع الليزر لقطع المواد. وقد أدت هذه التقنية إلى ابتكار العديد من العمليات الصناعية التي أعادت تعريف سرعة خطوط الإنتاج وقوة تطبيقات التصنيع الصناعي.
القطع بالليزرتُعدّ تقنية القطع بالليزر تقنية حديثة نسبيًا. تُستخدم قوة الليزر أو الإشعاع الكهرومغناطيسي لقطع مواد ذات قوى متفاوتة. تُستخدم هذه التقنية بشكل خاص لتسريع عمليات خطوط الإنتاج. ويُستخدم الليزر في تطبيقات التصنيع الصناعي، لا سيما في تشكيل المواد الهيكلية و/أو الأنابيب. بالمقارنة مع القطع الميكانيكي، لا يُلوّث القطع بالليزر المادة، نظرًا لعدم وجود تلامس مباشر. كما أن دقة شعاع الليزر تُحسّن الدقة، وهو عامل بالغ الأهمية في التطبيقات الصناعية. ولأن الجهاز لا يتعرض للتآكل، فإن النفث المُحوسب يُقلّل من احتمالية تشوّه المواد باهظة الثمن أو تعرّضها لحرارة شديدة.
ماكينة قطع الصفائح المعدنية بالليزر الليفي - الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني
العملية
تعتمد هذه العملية على إطلاق شعاع ليزر لتحفيز مادة ليزرية. يحدث التحفيز عند تعريض هذه المادة، سواء كانت غازًا أو مادة ذات ترددات راديوية، لتفريغات كهربائية داخل حاوية. بمجرد تحفيز المادة الليزرية، ينعكس الشعاع ويرتد عن مرآة جزئية. يُترك الشعاع ليكتسب قوة وطاقة كافية قبل أن ينطلق كتيار من الضوء المتماسك أحادي اللون. يمر هذا الضوء عبر عدسة، ويُركز في حزمة ضوئية مكثفة لا يتجاوز قطرها 0.0125 بوصة. يتم ضبط عرض الحزمة حسب المادة المراد قطعها، ويمكن أن يصل إلى 0.004 بوصة. تُحدد نقطة التلامس على سطح المادة عادةً باستخدام أداة ثقب. يُوجه شعاع الليزر النبضي عالي الطاقة إلى هذه النقطة، ثم يُمرر على طول المادة حسب الحاجة. تشمل الطرق المختلفة المستخدمة في هذه العملية ما يلي:
• التبخير
• الصهر والنفخ
• قم بإذابة المكونات، ونفخها، وحرقها
• تشقق الإجهاد الحراري
• الكتابة
• التقطيع البارد
• احتراق
كيف تعمل تقنية القطع بالليزر؟
القطع بالليزرهي تقنية صناعية تُستخدم فيها أجهزة الليزر لإصدار إشعاع كهرومغناطيسي مُولّد عبر الانبعاث المُحفّز. ينبعث الضوء الناتج عبر شعاع منخفض التباعد. وتُستخدم هذه التقنية لقطع المواد، مما يُسرّع عملية صهرها. في القطاع الصناعي، تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع لحرق وتبخير مواد مثل صفائح وقضبان المعادن الثقيلة والمكونات الصناعية ذات الأحجام والقوة المختلفة. وتكمن ميزة هذه التقنية في أن الحطام يُزال بواسطة تيار من الغاز بعد إتمام عملية القطع المطلوبة، مما يُعطي المادة سطحًا نهائيًا عالي الجودة.
معدات قطع الليزر بثاني أكسيد الكربون
هناك عدد من تطبيقات الليزر المختلفة المصممة للاستخدام الصناعي المحدد.
تعمل ليزرات ثاني أكسيد الكربون بآلية تعتمد على مزيج غاز التيار المستمر أو طاقة الترددات الراديوية. يستخدم تصميم التيار المستمر أقطابًا كهربائية داخل تجويف، بينما تحتوي رنانات الترددات الراديوية على أقطاب خارجية. توجد تكوينات مختلفة تُستخدم في آلات القطع بالليزر الصناعية، ويتم اختيارها وفقًا لطريقة معالجة شعاع الليزر للمادة. تتكون "ليزر المواد المتحركة" من رأس قطع ثابت، ويتطلب تحريك المادة تحته تدخلًا يدويًا في الغالب. أما "الليزر الهجين"، فيحتوي على طاولة تتحرك على طول المحورين XY، لتحديد مسار توصيل الشعاع. بينما تُجهز "ليزر البصريات المتحركة" بطاولات ثابتة، وشعاع ليزر يعمل على امتداد الأبعاد الأفقية. وقد أتاحت هذه التقنية الآن إمكانية قطع أي مادة سطحية بأقل استثمار في القوى العاملة والوقت.
