ما هو جهاز القطع بالليزر؟

مبدأ القطع بالليزر

كيف تتم عملية القطع بالليزر؟

يشع شعاع الليزر عالي الكثافة المركّز قطعة العمل ، مما يتسبب في ذوبان المادة المشععة أو تبخرها أو إزالتها أو الوصول إلى نقطة الاشتعال بسرعة ، وفي نفس الوقت تفجير المواد المنصهرة بمساعدة تدفق هواء عالي السرعة ، وبالتالي تحقيق قطع الشغل.القطع بالليزر هو إحدى طرق القطع الحراري.

مكونات آلة القطع بالليزر

الجزء الرئيسي من الأداة الآلية

أداة الآلة بما في ذلك منصة عمل القطع هي الجزء الميكانيكي الذي يدرك حركة المحاور X و Y و Z.

مولد ليزر

جهاز يولد مصدر ضوء الليزر.

مسار بصري خارجي

يتم استخدامه لعكس شعاع الليزر في الاتجاه المطلوب.

نظام التحكم العددي

تحكم في أداة الآلة لتحقيق حركة المحاور X ، و Y ، و Z ، والطاقة الخارجة لمصدر الليزر.

مصدر طاقة مستقر

إنه متصل بمصدر الليزر ، وأداة آلة CNC ، ونظام إمداد الطاقة.

رأس القطع

وهي تشمل بشكل أساسي التجويف ، ومقعد عدسة التركيز ، ومرآة التركيز ، والمستشعر السعوي ، وفوهة الغاز المساعدة وغيرها من الأشياء.رأس الليزر مكون مهم في آلة قطع المعادن بالألياف الضوئية ، والتي تستخدم لتوليد طاقة شعاع الليزر للقطع وهي تشبه قلب الإنسان.

طاولة العمليات

يتم استخدامه للتحكم في عملية عمل جهاز القطع بالكامل.

مبرد

يتم استخدامه لتبريد مولد الليزر.

اسطوانة غاز

وهي تشمل أسطوانة غاز متوسطة وأسطوانة غاز إضافية ، وتستخدم لتكملة الغاز الصناعي لتذبذب الليزر والغاز الإضافي لرؤوس القطع.

ضاغط الهواء وخزان الهواء

أنها توفر وتخزين الهواء المضغوط.

مجفف تبريد الهواء وفلتر

يتم استخدامه لتوفير الهواء الجاف النظيف لمولد الليزر ومسار الشعاع للحفاظ على المسار والعاكس يعملان بشكل طبيعي.

آلة التهوية وإزالة الغبار

يقوم بإخراج الدخان والغبار الناتج أثناء المعالجة ويرشحهم لجعل غاز العادم يفي بمعايير حماية البيئة.

آلة الخبث

يزيل بقايا الطعام والنفايات الناتجة أثناء المعالجة.

ما هي أنواع قواطع الليزر؟

يعتمد ذلك على كيفية تصنيفك لها.

1. إذا تم تصنيفها حسب مصدر الليزر ، فيمكن تقسيمها إلى

(1) مصدر ليزر الحالة الصلبة.

تنقسم مصادر ليزر الحالة الصلبة إلى ليزر ياقوتي ، و YAG ، إلخ.

(2) مصدر ليزر أشباه الموصلات.

(3) مصدر الليزر السائل.

(4) مصدر ليزر الغاز ومصدر ليزر ثاني أكسيد الكربون.

2. وفقًا لهيكل قاطع الليزر ، يمكن تقسيمها إلى

(1) قاطع ليزر مكتبي

هذا النوع من أدوات القطع بالليزر هو الأكثر شيوعًا.يضع الليزر على جانب واحد وينقله إلى رأس القطع بالليزر عبر المسار البصري الخارجي.نطاق المعالجة بشكل عام هو 1 و 53 م و 24 م.

وفقًا للهيكل المتكامل ، يمكن تقسيمها إلى نوع ناتئ ونوع جسري ونوع هجين.

العديد من العلامات التجارية لأدوات القطع بالليزر ، مثل TRUMPF ، و Bystronic ، و Prima ، و MAZAK ، وما إلى ذلك ، هي في الغالب آلات قطع بالليزر المكتبية.

يستخدم وضع سطح المكتب بشكل أساسي في معالجة الصفائح المعدنية.تستخدم العديد من الصناعات مثل تصنيع المصاعد ، والمفاتيح الكهربائية ، وآلات الأطعمة ، وغيرها من الصناعات التي تعالج بشكل أساسي الألواح الرقيقة ، قواطع الليزر المكتبية.

3. إذا تم تقسيمها حسب قطع الشغل.الأنواع

(1) معدن من آلات القطع بالليزر.قوة مصدر الليزر بشكل عام عالية نسبيًا.

(2) قواطع ليزر غير معدنية.قوة الليزر بشكل عام منخفضة للغاية.

(3) هناك أيضا صفائح وأنابيب معالجة قواطع الليزر.

عملية القطع بالليزر

1. قطع التبخير

أثناء عملية القطع بالليزر هذه ، ترتفع درجة حرارة سطح المادة إلى درجة الغليان بسرعة كبيرة بحيث تكون كافية لتجنب الذوبان الناجم عن التوصيل الحراري ، لذلك يتبخر جزء من المادة إلى بخار ويختفي ، والجزء الآخر من يتم إخراج المواد من قاع الشق بواسطة الغاز الإضافي.مطلوب طاقة ليزر عالية جدًا في هذه الحالة.

لمنع تكثف بخار المواد على جدار الشق ، يجب ألا يتجاوز سمك المادة قطر شعاع الليزر كثيرًا.لا يمكن استخدام هذه العملية مع بعض المواد ، مثل الخشب وبعض أنواع السيراميك ، والتي لن تذوب وبالتالي فهي أقل احتمالًا للسماح لبخار المادة بالتكثف.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج هذه المواد عادةً إلى قطع أكثر سمكًا.في قطع بخار الليزر ، يعتمد التركيز الأمثل للشعاع على سمك المادة وجودة الحزمة.قوة الليزر وحرارة التبخير لها تأثير محدود على موضع التركيز الأمثل.عندما يكون سمك اللوحة ثابتًا ، فإن أقصى سرعة للقطع تتناسب عكسًا مع درجة حرارة تغويز المادة.كثافة طاقة الليزر المطلوبة أكبر من 108 واط / سم 2 وتعتمد على المادة وعمق القطع وموضع تركيز الحزمة.

2. قطع الانصهار بالليزر

في عملية القطع بالليزر هذه ، يتم صهر قطعة العمل جزئيًا ويتم إخراج المادة المنصهرة عن طريق تدفق الهواء.نظرًا لأن نقل المادة يحدث فقط عندما تكون في الحالة السائلة ، فإن العملية تسمى القطع الانصهار بالليزر.

يقوم شعاع الليزر المقترن بغاز القطع الخامل عالي النقاء بإخراج المواد المنصهرة من الشق ، لكن الغاز نفسه لا يشارك في القطع.يمكن أن يحقق القطع المنصهر بالليزر سرعة قطع أعلى من القطع بالغويز.الطاقة المطلوبة للتغويز بشكل عام أعلى من تلك المطلوبة لإذابة المادة.

في قطع الانصهار بالليزر ، يتم امتصاص شعاع الليزر جزئيًا فقط.تزداد سرعة القطع القصوى مع زيادة طاقة الليزر وتنخفض بشكل عكسي تقريبًا مع زيادة سماكة الصفيحة ودرجة حرارة انصهار المادة.في حالة طاقة ليزر معينة ، يكون العامل المحدد هو ضغط الهواء عند الشق والتوصيل الحراري للمادة.يمكن للقطع المنصهر بالليزر الحصول على قطع خالية من الأكسدة على مواد الحديد ومعادن التيتانيوم.تتراوح كثافة طاقة الليزر التي تنتج الذوبان ولكن لا تصل إلى التغويز بين 104 واط / سم 2 و 105 واط / سم 2 للمواد الفولاذية.

3. القطع الصهر بالأكسدة (القطع باللهب بالليزر)

يستخدم القطع الانصهاري بشكل عام غاز خامل.إذا تم استبداله بالأكسجين أو أي غاز نشط آخر ، يتم إشعال المادة تحت إشعاع شعاع الليزر ، ويحدث تفاعل كيميائي عنيف مع الأكسجين لتوليد مصدر حرارة آخر ، مما يزيد من تسخين المادة.

نتيجة لهذا التأثير ، يمكن الحصول على معدلات قطع أعلى باستخدام هذه الطريقة مقارنةً بالقطع الانصهار لنفس سماكة الفولاذ الإنشائي.من ناحية أخرى ، قد يكون لهذه الطريقة جودة قطع أقل من القطع الانصهار.إنه ينتج شقوقًا أوسع ، وخشونة ملحوظة ، وزيادة المنطقة المتأثرة بالحرارة ، وجودة حواف أقل.يعد القطع بلهب الليزر ضارًا بالدقة نوع والزوايا الحادة (خطر حرق الزوايا الحادة).يمكن استخدام الليزر في الوضع النبضي للحد من التأثيرات الحرارية ، وتحدد قوة الليزر سرعة القطع.في حالة بعض طاقة الليزر ، فإن العوامل المحددة هي إمداد الأكسجين والتوصيل الحراري للمادة.

4. قطع الكسر المتحكم فيه

بالنسبة للمواد الهشة التي تتلف بسهولة بسبب الحرارة ، هناك حاجة إلى قطع عالي السرعة ويمكن التحكم فيه ، وهو ما يسمى قطع الكسر المتحكم فيه.المحتوى الرئيسي لعملية القطع هذه هو أن شعاع الليزر يسخن مساحة صغيرة من المواد الهشة ، مما يتسبب في تدرج حراري كبير وتشوه ميكانيكي شديد في هذه المنطقة ، مما يؤدي إلى تكوين تشققات في المادة.طالما يتم الحفاظ على تدرج تسخين منتظم ، يمكن لشعاع الليزر توجيه الشقوق في أي اتجاه مرغوب.

ما سبق هو مقدمة موجزة عن قواطع الليزر ، إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات ، يرجى اتصل بنا.