عند تصور تصميمات معدنية معقدة، قد يكون اكتشاف أن قاطع الليزر بقدرة 40 واط قد لا يكون كافيًا أمرًا محبطًا. تستكشف هذه المقالة الحدود التقنية لقطع المعادن بالليزر، وتفحص كيف تؤثر مستويات الطاقة المختلفة على الأداء وتحدد الحلول المثلى لتصنيع المعادن.
تتفوق قواطع الليزر في معالجة المواد المتنوعة، بما في ذلك المعادن مثل الألومنيوم والنحاس الأصفر والتنجستن والنيكل والفولاذ، مما ينتج عنه قطعًا ناعمة بشكل استثنائي. ومع ذلك، تتطلب قوة المعدن المتأصلة عادةً أنظمة ليزر ذات مخرجات طاقة أعلى بكثير مما يمكن أن توفره وحدات 40 واط.
يتطلب القطع الفعال للمعادن بشكل عام ليزرات الألياف أو أنظمة CO₂ عالية الطاقة بحد أدنى 500 واط، تختلف حسب نوع المادة وسمكها. في حين أن ليزرات 40 واط لا يمكنها قطع المعدن، إلا أنها يمكنها بنجاح وضع علامات أو نقش المعادن المطلية أو الألومنيوم المؤكسد أو الأسطح المطلية دون اختراق الركيزة.
يستخدم النقش بالليزر أشعة مركزة لإنشاء علامات سطحية دقيقة. تستخدم العملية غرفًا مملوءة بالغاز تولد ضوءًا متماسكًا موجهًا إلى الأسطح المستهدفة. بالنسبة للنقش المباشر للمعادن، تتفوق ليزرات الألياف عادةً بسبب دقتها وقوتها الفائقة.
في حين أن ليزرات 40 واط يمكنها وضع علامات على الأسطح المعدنية بشكل فعال، فقد تتضمن تحسينات الأداء لوحات تحكم مطورة لتحسين الدقة والسرعة التشغيلية. يمكن لهذه التعديلات أن تحسن بشكل كبير نتائج النقش.
تتطلب المعادن المختلفة أنواع ليزر وتكوينات طاقة محددة. تمثل ليزرات CO₂ والألياف التقنيات السائدة لمعالجة المعادن.
تولد ليزرات CO₂ الحديثة أشعة داخل أنابيب زجاجية مملوءة بالغاز، مما يتطلب مخرجات بحد أدنى 150 واط لقطع المعادن. تشمل ميزات السلامة الأساسية أنظمة المساعدة بالهواء التي تخفف من مخاطر الشرر وتبدد الحرارة مع تحسين جودة القطع.
تعالج هذه الأنظمة الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ بشكل فعال، لكنها تواجه صعوبة في التعامل مع المعادن شديدة الانعكاس مثل الألومنيوم والنحاس الأصفر بسبب مشكلات انعكاس الشعاع.
توفر ليزرات الألياف دقة فائقة من خلال أقطار شعاع أصغر، مما يتيح عمليات قطع أسرع وأكثر دقة مع كفاءة طاقة أكبر. تتطلب أنظمة الألياف الصناعية عادةً مخرجات 2000 واط لقطع المعادن السميكة، حيث لا يمكن للوحدات ذات الطاقة المنخفضة توليد طاقة حرارية كافية.
في حين أنها مناسبة للأكريليك والخشب والورق، تفتقر ليزرات CO₂ بقدرة 40 واط إلى الطاقة اللازمة لقطع المعادن بشكل كبير. تتطلب معالجة المعادن الفعالة أنظمة 150 واط على الأقل مع إمكانات المساعدة بالهواء. يجب أن يراعي اختيار الجهاز الأمثل خرج الطاقة والسرعة والدقة وأبعاد المواد.
بصفتها أنظمة متوسطة الطاقة، تعالج ليزرات 40 واط بكفاءة الخشب والأكريليك والقماش والورق والجلد وبعض المواد البلاستيكية، وعادةً ما تقطع ما يصل إلى 5 مم من الأكريليك أو 6 مم من الخشب اللين. تنتج سرعات القطع الأبطأ حوافًا مصقولة للتصميمات المعقدة، على الرغم من أن هذه الوحدات تظل غير مناسبة لقطع المعادن على نطاق صناعي.
تتطلب متانة الفولاذ الاستثنائية أنظمة ليزر عالية الطاقة. تقوم ليزرات CO₂ التي تتراوح بين 1000-4000 واط بشكل عام بقطع الفولاذ بسمك 1 بوصة بشكل فعال، بينما تتطلب ليزرات الألياف ما يقرب من 6000 واط لتحقيق أداء مماثل. ترتبط سماكة المادة ارتباطًا مباشرًا بخرج الطاقة اللازم.
يتطلب القطع بالليزر الناجح معايرة دقيقة للطاقة وتعديلات السرعة المصممة خصيصًا للمعادن المحددة. في حين أن أنظمة 40 واط تخدم احتياجات النقش بشكل كافٍ، فإن قطع المعادن الصناعي يتطلب معدات أكثر قوة قادرة على معالجة مواد مثل الألومنيوم والنحاس الأصفر والنحاس وسبائك الفولاذ المختلفة بدقة المليمتر.