أحدثت تكنولوجيا القطع بالليزر ثورة في العديد من الصناعات من خلال توفير طريقة دقيقة وفعالة وآلية في كثير من الأحيان لقطع المواد.كان أحد أقدم تطبيقات تكنولوجيا الليزر في الفيزياء التجريبية، لكن اعتماده في التصنيع أظهر تنوعه وكفاءته.يعد فهم المكونات الرئيسية لآلة القطع بالليزر أمرًا بالغ الأهمية ليس فقط للمشغلين ولكن أيضًا للشركات التي تتطلع إلى الاستثمار في هذه التكنولوجيا.

المكونات الرئيسية في لمحة

المكونات الرئيسية لآلة القطع بالليزر تشمل مرنان الليزر، نظام توصيل الشعاع، رأس القطع، جهاز التحكم CNC، ونظام الغاز المساعد.تعمل هذه المكونات معًا بسلاسة لتحقيق عمليات قطع عالية الدقة.

مرنان الليزر

مرنان الليزر، المعروف أيضًا باسم مصدر الليزر، هو قلب آلة القطع بالليزر.إنه المكان الذي يتم فيه توليد شعاع الليزر.يحدد نوع الليزر قوة الجهاز وتطبيقه.هناك ثلاثة أنواع أساسية من الليزر المستخدم في آلات القطع: ليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الألياف، وليزر YAG.يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون في المقام الأول للمواد غير المعدنية وبعض المعادن، كما أن ليزر الألياف معروف بكفاءته ويستخدم في قطع المعادن، ويستخدم ليزر YAG للمواد الأكثر سمكًا والأكثر انعكاسًا.

داخل الرنان، تتم إضافة الطاقة إلى وسط الكسب (مثل ثاني أكسيد الكربون، أو الإيتربيوم، أو بلورات النيوديميوم المخدرة) لتوليد جسيمات مثارة.عندما تعود هذه الجسيمات إلى حالتها الأساسية، فإنها تطلق الفوتونات.تنعكس هذه الفوتونات ذهابًا وإيابًا بين المرايا الموجودة في الرنان حتى ينبعث شعاع ليزر قوي متماسك.

نظام تسليم الشعاع

بمجرد توليد شعاع الليزر، يجب أن يتم توجيهه نحو المادة التي يتم قطعها.هذا هو المكان الذي يلعب فيه نظام توصيل الشعاع.في أنظمة ليزر ثاني أكسيد الكربون، يتضمن ذلك عادةً سلسلة من المرايا التي توجه شعاع الليزر.في أنظمة ألياف الليزر، يتم تسليم الشعاع من خلال كابلات الألياف الضوئية.

يضمن نظام توصيل الشعاع أن يحافظ شعاع الليزر على كثافته وتركيزه على المسافة بين الرنان ورأس القطع.في بعض التطبيقات عالية الدقة، يمكن استخدام البصريات التكيفية لضبط مسار الشعاع للحصول على الدقة المثلى.

رأس القطع

رأس القطع مسؤول عن تركيز شعاع الليزر على قطعة العمل.يحتوي على نظام عدسات يركز الشعاع على نقطة دقيقة، مما يحقق الكثافة اللازمة لقطع المواد.غالبًا ما يشتمل رأس القطع أيضًا على فوهة يتم من خلالها توجيه الغاز المساعد (مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الهواء) إلى منطقة القطع.

الغاز المساعد له وظائف متعددة.يمكن أن يساعد في نفخ المواد المنصهرة بعيدًا عن خط القطع، وتبريد منطقة القطع لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان حافة نظيفة دون حرق.يمكن أن يؤثر اختيار الغاز وضغطه بشكل كبير على جودة القطع.

تحكم CNC

إن وحدة التحكم CNC (التحكم العددي بالكمبيوتر) هي عقل آلة القطع بالليزر.فهو يأخذ التصميم أو النمط (عادةً في ملف CAD) ويحوله إلى مجموعة من التعليمات التي تتحكم في حركات الآلة.

تضمن وحدة التحكم CNC أن شعاع الليزر يتحرك بدقة على طول مسار القطع، مما يتحكم في سرعة الشعاع وقوته وموضعه.يمكن لأنظمة CNC المتقدمة أيضًا ضبط المعلمات في الوقت الفعلي، مثل سرعة القطع وطاقة الليزر، استنادًا إلى التعليقات الواردة من أجهزة الاستشعار التي تراقب عملية القطع.

نظام الغاز المساعد

يعمل نظام الغاز المساعد جنبًا إلى جنب مع رأس القطع.يقوم بتخزين وتوصيل الغاز المستخدم للمساعدة في عملية القطع.يمكن أن يختلف نوع الغاز المساعد المستخدم اعتمادًا على المادة التي يتم قطعها.

على سبيل المثال، يمكن استخدام الأكسجين لقطع الفولاذ الكربوني السميك لأنه يساعد على احتراق المادة، مما يزيد من سرعة القطع.من ناحية أخرى، غالبًا ما يستخدم النيتروجين في قطع الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم لأنه يمنع الأكسدة ويؤدي إلى قطع أنظف.

خاتمة

إن فهم المكونات الرئيسية لآلة القطع بالليزر يمكن أن يقدم نظرة ثاقبة حول وظائفها وكفاءتها.بدءًا من مرنان الليزر الذي يولد الشعاع ووصولاً إلى وحدة التحكم CNC التي توجه مساره، يلعب كل مكون دورًا حاسمًا في تقديم عمليات قطع دقيقة وعالية الجودة.يجب على الشركات التي تتطلع إلى الاستثمار في تكنولوجيا القطع بالليزر أن تأخذ في الاعتبار أنواع المواد التي ستقطعها، بالإضافة إلى القدرات المحددة لكل مكون لضمان اختيار الماكينة المناسبة لاحتياجاتها.

التعليمات

ما هي المواد التي يمكن لآلات القطع بالليزر قطعها؟

يمكن لآلات القطع بالليزر قطع مجموعة متنوعة من المواد بما في ذلك المعادن (مثل الفولاذ والألومنيوم)، والبلاستيك، والخشب، والزجاج، والمنسوجات.

كيف يعمل الغاز المساعد على تحسين القطع بالليزر؟

يساعد الغاز المساعد على نفخ المواد المنصهرة، ومنع ارتفاع درجة الحرارة، وضمان قطع نظيفة دون حرق أو أكسدة.

ما هو دور جهاز التحكم CNC في آلة القطع بالليزر؟

تقوم وحدة التحكم CNC بترجمة ملفات التصميم إلى تعليمات توجه حركة وتشغيل شعاع الليزر، مما يضمن قطعًا دقيقًا.

ما هي أنواع الليزر المستخدمة عادة في آلات القطع بالليزر؟

تشمل الأنواع الشائعة من الليزر ليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الألياف، وليزر YAG، وكل منها مناسب للمواد والسماكات المختلفة.

هل يمكن لآلات القطع بالليزر التعامل مع الإنتاج بكميات كبيرة؟ نعم، تم تصميم العديد من آلات القطع بالليزر لإنتاج كميات كبيرة ويمكن أن تعمل بشكل مستمر مع الحد الأدنى من التوقف.