مخطط سماكة وسرعة القطع بالليزر (500 وات - 30 كيلو وات)
هل لديك فضول لمعرفة إمكانيات القطع بالليزر؟ في هذا الدليل الشامل، سنغوص في عالم سرعات وسماكات القطع بالليزر لمختلف المعادن. سوف يقوم مهندسنا الميكانيكي الخبير...
هل تساءلت يومًا ما الذي يجعل ماكينة القطع بالليزر تعمل بالليزر؟ في منشور المدونة هذا، سوف نتعمق في الأعمال الداخلية لهذه الماكينات عالية الدقة التي أحدثت ثورة في صناعة تشغيل المعادن. سيحلل مهندسنا الميكانيكي الخبير المكونات الرئيسية، بدءًا من ليزر الألياف القوي إلى نظام التبريد المعقد، ويشرح كيف تعمل معًا لتقديم أداء قطع لا مثيل له. استعدوا لاكتساب تقدير جديد للتكنولوجيا الكامنة وراء هذه الأعاجيب الهندسية الحديثة!
آلة القطع بالليزر عبارة عن جهاز قطع عالي الدقة والفعالية يستخدم على نطاق واسع في صناعة تشغيل المعادن. وتتكون بشكل أساسي من المكونات الأساسية التالية:
ليزر الألياف: ليزر الألياف هو قلب آلة القطع بالليزر وأحد أكثر المكونات تكلفة. فهو يؤثر بشكل مباشر على أداء جهاز القطع وعملية القطع بأكملها. وتشمل العلامات التجارية الشهيرة لأجهزة ليزر الألياف في السوق شركة IPG الألمانية وشركة SPI البريطانية وشركة Raycus الصينية.
الجسم الرئيسي لأداة الماكينة: يتضمن ذلك منصة عمل القطع المستخدمة لوضع قطعة العمل المراد قطعها ويمكنها التحرك بدقة وفقًا لبرنامج التحكم. يحقق جزء أداة الماكينة حركة المحاور X وY وZ ويشكل الأساس لعملية القطع.
مكونات نقل الشعاع: وتشمل هذه المكونات موسعات الشعاع والعدسات الواقية وغيرها. يمكن لهذه المكونات تغيير قطر شعاع الليزر وزاوية تباعده مع حماية العدسة من أضرار تناثر الحطام.
نظام التبريد: تولد عملية القطع بالليزر كمية كبيرة من الحرارة، ومن ثم الحاجة إلى نظام تبريد للحفاظ على التشغيل العادي وإطالة عمر المعدات. يشتمل نظام التبريد عادةً على نظام تبريد بالماء الدائر ونظام تبريد بالهواء.
نظام إمداد الغاز: وهذا يوفر غازات مساعدة لعملية القطع، مثل الأكسجين والنيتروجين. تعمل هذه الغازات على تبريد منطقة القطع وتنظيفها، مما يعزز جودة القطع وكفاءته.
رأس القطع بالليزر: ويشمل ذلك التجويف وحامل عدسة التركيز البؤري وعدسة التركيز البؤري والمكونات الأخرى. يُستخدم جهاز القيادة لتحريك رأس القطع على طول اتجاه المحور Z وفقًا للبرنامج، مما يحقق القطع الدقيق للمادة.
خزانة التحكم العددي بالكمبيوتر الصغير: يتحكم هذا في عملية تشغيل جهاز القطع بالكامل. جميع أوامر التشغيل الخاصة بـ آلة القطع بالليزر الليفي تصدر من هنا.
في الختام، تشتمل المكونات الرئيسية لآلة القطع بالليزر على ليزر الألياف، والهيكل الرئيسي لأداة الماكينة، ومكونات نقل الحزمة، ونظام التبريد، ونظام إمداد الغاز، ورأس القطع بالليزر، وخزانة التحكم العددي للكمبيوتر الصغير. تعمل هذه المكونات معًا، مما يضمن كفاءة ودقة قدرات القطع بالليزر لآلة القطع بالليزر.
تشمل المعدات المساعدة لقاطع الليزر ما يلي:
دعنا نتعمق في الأمر وسأقسم قاطع الليزر إلى 14 جزءًا وأشرح كل جزء بالتفصيل.
الجزء الميكانيكي من قاطع الليزر مسؤول عن الحركة في المحاور X وY وZ، بما في ذلك منصة عمل القطع. ويُعد ثبات أداة الماكينة أمرًا بالغ الأهمية لماكينات القطع بالليزر الليفي، حيث إنه يؤثر بشكل مباشر على دقة القطع.
في الوقت الحالي، أكثر أدوات الماكينات شيوعًا في السوق هي النوع القنطري والنوع الكابولي والنوع الشعاعي.
كل نوع من أدوات الماكينات له وظائفه الخاصة، مثل أدوات الماكينات من النوع الشعاعي التي تستخدمها الشركات المصنعة الكبيرة بشكل أساسي لقطع المواد، و القطع بالليزر الليفي تُستخدم بشكل رئيسي في صناعة السيارات.
يُعرف الجهاز الذي ينتج مصدر ضوء الليزر باسم مولد الليزر. ومولِّد الليزر هو مصدر الطاقة الرئيسي لمعدات الليزر، وهو يشبه المحرك في السيارة، وهو أغلى مكون في آلات القطع بالليزر الليفي.
وحاليًا، تشمل العلامات التجارية المستوردة لمولدات ألياف الليزر الليزرية في السوق حاليًا IPG الألمانية و ROFIN و SPI البريطانية وغيرها.
مع التقدم في التكنولوجيا، أصبحت علامات الليزر المحلية مثل رايكوس وماكس أيضًا، حيث اكتسبت شهرة في السوق بسبب ارتفاع نسبة التكلفة إلى الأداء.
عدسة الليزر هي المكون الأكثر استخدامًا في الألياف الليفية القطع بالليزر المعدات. تحتوي الأجهزة البصرية المختلفة على عدسات ليزر، كل منها يخدم غرضًا مختلفًا، مثل العدسات ذات الانعكاس الكامل، والعدسات شبه العاكسة، وعدسات التركيز.
تؤثر جودة العدسة تأثيراً مباشراً على طاقة خرج الليزر، مما يؤثر على الأداء الكلي للآلة. في حين أن العدسات المستوردة لها عمر أطول وتأثير قطع أفضل مقارنة بالعدسات المحلية، إلا أنها أغلى بكثير.
نظام التحكم هو نظام التشغيل الأساسي لآلة القطع بليزر الألياف، والذي يتحكم بشكل أساسي في حركات المحاور X و Y و Z وينظم طاقة خرج الليزر. تحدد جودته استقرار أداء تشغيل الماكينة.
يمكن تحسين الدقة وتأثير القطع بشكل فعال من خلال التحكم الدقيق في البرنامج.
يعمل الاتصال بين مولد الليزر وقاطع الليزر ونظام إمداد الطاقة بشكل أساسي لمنع التداخل من شبكة الطاقة الخارجية.
رأس القطع هو جهاز إخراج الليزر لماكينة القطع بليزر الألياف، ويتكون من فوهة وعدسة تركيز ونظام تتبع التركيز.
يقوم جهاز محرك رأس القطع، الذي يتكون من محرك مؤازر أو قضيب لولبي أو ترس، بتحريك رأس القطع على طول المحور Z كما هو مبرمج.
ومع ذلك، يجب ضبط ارتفاع رأس القطع بالليزر والتحكم فيه وفقًا للمادة والسُمك وطريقة القطع المستخدمة.
عملية التحكم في جهاز القطع بالكامل.
يعد محرك ماكينة القطع بالليزر مكونًا حاسمًا في نظام الحركة. يؤثر أداء المحرك بشكل مباشر على جودة المعالجة وكفاءة إنتاج المنتج.
حاليًا، المحركات شائعة الاستخدام هي المحرك المتدرج والمحرك المؤازر، والتي يتم اختيارها بناءً على متطلبات الصناعة ومتطلبات كائن المعالجة.
محرك متدرج: تتميز بسرعة بدء التشغيل وسرعة استجابتها وسرعة استجابتها ومناسبة للنقش والقطع. وهي ميسورة التكلفة، حيث تقدم العديد من العلامات التجارية خيارات أداء مختلفة.
محرك مؤازر: تتميز بسرعة حركة سريعة، وتشغيل سلس، وقدرة تحميل عالية، وأداء مستقر. إنه مثالي للصناعات والمنتجات ذات متطلبات المعالجة العالية، مما يوفر معالجة سلسة للحافة وسرعة قطع سريعة، على الرغم من أنه أكثر تكلفة.
يُستخدم نظام التبريد لتبريد مولد الليزر لماكينة القطع بالليزر الليفي. يقوم مولد الليزر بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية، بمعدل تحويل يبلغ 20% في حالة ليزر ثاني أكسيد الكربون. يتم تحويل الطاقة المتبقية إلى حرارة.
يزيل نظام مياه التبريد الحرارة الزائدة للحفاظ على عمل مولد الليزر بشكل صحيح.
يعمل المبرد أيضًا على تبريد عاكس المسار البصري الخارجي ومرآة التركيز البؤري لضمان ثبات جودة نقل الحزمة ومنع تشوه العدسة أو تشققها بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
يتم تضمين وسيط عمل قاطع الليزر وأسطوانات الغاز المساعدة.
تعمل هذه الغازات كمكملات صناعية لذبذبات الليزر وكغازات مساعدة لتشغيل رأس القطع.
توفير الهواء المضغوط وتخزينه.
يُستخدم نظام إمداد الهواء لتوفير هواء نظيف وجاف لمولد الليزر ومسار شعاع الليزر، مما يضمن التشغيل الطبيعي للمسار والعاكسات.
يجب ترشيح الدخان والغبار المتولد أثناء عملية التصنيع ومعالجته لتلبية معايير حماية البيئة.
التخلص من المواد المتبقية والنفايات الناتجة أثناء المعالجة.
تستخدم ماكينات القطع بالليزر في المقام الأول نوعين من أنظمة التبريد: نظام التبريد بتدوير الماء ونظام التبريد بتدوير المبرد.
نظام التبريد بتدوير المياه:
ينطوي مبدأ عمل هذا النظام على اختناق سائل التبريد وخفض ضغطه من خلال أنبوب شعري، يتدفق إلى المبخر. وهنا، يتبخر السائل، ويمتص حرارة الماء المبرد من نظام التبريد الخارجي لتدوير الماء، ويتحول إلى بخار مبرد عالي الحرارة يتم امتصاصه إلى الضاغط. وبمجرد دخوله داخل الضاغط، يتم ضغطه إلى بخار عالي الحرارة والضغط العالي لتفريغه. ومع ذلك، قد يكون لها عيوب مثل الحاجة إلى الصيانة الدورية لمنع انسداد الأنابيب أو التسريبات، وفي بعض الحالات، قد تؤثر مشاكل جودة المياه على تشغيل المعدات على المدى الطويل.
نظام تبريد دوران المبردات:
يحقق هذا النظام، على غرار نظام التبريد بالدوران المائي، تأثيرات التبريد من خلال دوران المبرد. وتكمن ميزته في توفير تأثيرات تبريد أكثر دقة وثباتًا، خاصةً عند التعامل مع أنظمة الليزر عالية الكثافة في الطاقة. ومع ذلك، فإن هذا النظام عادةً ما يأتي بتكلفة أعلى وقد يتطلب دعماً فنياً احترافياً للصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
يعد اختيار نظام التبريد المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل العادي لماكينة القطع بالليزر وإطالة عمرها الافتراضي. ويُستخدم نظام التبريد بالدوران المائي على نطاق واسع، نظرًا لانخفاض تكلفته وسهولة صيانته، في حين أن نظام التبريد بالدوران المائي مناسب للتطبيقات ذات متطلبات التبريد الأعلى، وذلك بفضل قدرته على التبريد الفعال والدقيق. يجب على المستخدمين اختيار نوع نظام التبريد الأنسب بناءً على احتياجاتهم الخاصة وميزانيتهم.
لتحسين نظام إمداد الغاز لماكينة القطع بالليزر من أجل تحسين كفاءة وجودة القطع، يجب مراعاة الجوانب التالية:
اختر الغاز المساعد المناسب: حدد الغاز المساعد الأكثر ملاءمة بناءً على المواد المختلفة ومتطلبات القطع. على سبيل المثال، يستخدم النيتروجين في المقام الأول كغاز مساعد مهم في صناعة القطع بالليزر. ليزر ثاني أكسيد الكربون هو أحد أكثر غازات الليزر الغازية استخدامًا في القطع بالليزر.
الحفاظ على اتساق الغاز الإضافي: تتطلب ماكينة الليزر ضغطًا وتدفقًا ثابتًا للغاز الإضافي للحفاظ على جودة القطع. قد يؤدي فشل إمدادات الغاز إلى انخفاض غير ضروري في الضغط، مما يؤثر على جودة الإنتاج.
تحسين خط أنابيب إمداد الغاز: يحدد طول وقطر خط أنابيب إمداد الغاز تدفق الغاز المساعد. ومن الناحية المثالية، ينبغي أن يكون لخط أنابيب الإمداد أقل قدر من الانحناء لتقليل مقاومة تدفق الغاز، مما يضمن استقرار وكفاية إمدادات الغاز.
اضبط المسافة بين الفوهة والمادة: من خلال ضبط المسافة بين الفوهة والمادة، يمكنك تحسين كفاءة القطع للمعدة بشكل فعال.
زيادة الطاقة: يمكن أن تؤدي زيادة طاقة الليزر بشكل صحيح إلى تحسين سرعة القطع وجودته مع ضمان السلامة.
تهيئة بيئة عمل جيدة: تعتبر درجة حرارة بيئة العمل المواتية مهمة بنفس القدر لكفاءة وجودة القطع لماكينة القطع بالليزر.
استخدم مولد نيتروجين احترافي: من خلال تحسين مولد نيتروجين القطع بالليزر PSA الاحترافي للقطع بالليزر، يمكنك توفير نيتروجين عالي الجودة لعملية القطع بالليزر، وبالتالي تحسين كفاءة القطع وجودته.
تلعب خزانة التحكم العددي للكمبيوتر الصغير دوراً محورياً في ماكينات القطع بالليزر. وهي تشكل جوهر نظام القطع بالليزر بالاقتران مع مولد الليزر ومكونات نقل الحزمة ومنضدة العمل (أداة الآلة) والمبرد والكمبيوتر.
تتمثل الوظيفة الأساسية لخزانة التحكم العددي بالكمبيوتر الصغير في التحكم في الحركة الدقيقة وعملية القطع بالليزر من خلال برمجة الكمبيوتر، مما يضمن تشغيل الليزر بدقة على قطعة العمل على طول مسار محدد مسبقًا.
تؤثر خزانة التحكم العددي بالكمبيوتر الصغير بشكل كبير على دقة التشغيل الآلي.
أولاً، يضمن دقة وجودة عالية أثناء عملية القطع بالليزر من خلال التحكم الدقيق في طاقة الخرج وسرعة حركة الليزر.
ثانيًا، تعمل خزانة التحكم العددي بالكمبيوتر الصغير على ضبط معلمات القطع مثل موقع النقطة البؤرية وضغط الغاز وفقًا لأنواع المواد والسماكات المختلفة لتلبية احتياجات القطع المختلفة، مما يعزز دقة التصنيع.
وعلاوة على ذلك، يدعم تخطيط مسار القطع المعقد، مما يتيح لماكينة القطع بالليزر إجراء قطع فعال ودقيق على أشكال قطع العمل المعقدة، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة المعالجة ومعدل الإنتاجية.
لا تُعد خزانة التحكم العددي بالكمبيوتر الصغير مكونًا رئيسيًا في ماكينات القطع بالليزر فحسب، بل تلعب أيضًا دورًا حاسمًا في ضمان دقة التصنيع وتعزيز كفاءة الإنتاج وتحسين جودة المنتج.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO