إن الانعكاسية العالية والتوصيل الحراري العالي يجعل قطع الألومنيوم بالليزر أصعب بكثير من قطع الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن هذا لا يعني أنه لا يمكن تحقيق نتائج مثالية. من خلال قراءة هذه المقالة ستتمكن من إتقان بعض تقنيات قطع الألومنيوم بالليزر.
جدول المحتويات
ما هو الألومنيوم؟
الألومنيوم معدن ذو انعكاسية عالية وموصلية حرارية عالية. ويُستخدم على نطاق واسع بسبب خفة وزنه ومقاومته للتآكل وخفة وزنه.
على الرغم من استخدام الألومنيوم منذ فترة طويلة، إلا أن ذلك لا يعني أنه يمكن للمرء أن يقطعه بشكل مثالي، وخاصة قطع الألومنيوم بالليزر!
لذا في هذه المقالة، سنتناول في هذه المقالة الصعوبات التي تواجهها قطع الألومنيوم بالليزر وكيفية ضبط المعلمات لقطع سطح قطع الألومنيوم الأملس بدون نتوءات.
لماذا يعد قطع الألومنيوم بالليزر صعبًا؟
من المعروف جيدًا أن القطع بالليزر يتميز بالكفاءة العالية والدقة العالية، ولكن في العملية الفعلية لقطع الألومنيوم، فإنه لا يزال يواجه العديد من الصعوبات.
الألومنيوم مادة شديدة التفاعل
يتميز الألومنيوم بانعكاسية سطحية تبلغ 85%-95% لأشعة ليزر الألياف الشائعة (1064 نانومتر) وليزر ثاني أكسيد الكربون، وتنعكس معظم طاقة الليزر بدلاً من امتصاصها، مما قد يؤدي إلى تلف العدسات البصرية أو أجهزة الاستشعار.
على الرغم من انتقاد الألومنيوم لخصائصه الانعكاسية العالية، إلا أنه ليس من الصعب إصلاحه. يمكننا الحد من الانعكاسية العالية عن طريق المعالجة المسبقة لصفائح الألومنيوم، مثل النقر بالليزر أو رش طلاء مؤقت.
توصيل سريع للحرارة
تبلغ الموصلية الحرارية للألومنيوم خمسة أضعاف الموصلية الحرارية للفولاذ, ألومنيوم مقطوع بالليزر عملية الصفيحة، تنتشر الحرارة بسرعة حولها، ولا تكون درجة حرارة القاع كافية، ولا يتم قطع الألومنيوم السفلي، مما يؤدي بدوره إلى خبث معلق.
كما أن الموصلية الحرارية للألومنيوم ستجعل حجم حوض الذوبان أو درجة التصلب غير قابلة للتحكم، مما يؤدي إلى قطع عرض التماس أو نتوءات أكثر. عندما تجري الحرارة الصادرة من الليزر حول منطقة القطع، فإنها تتسبب في تليين الألومنيوم في المنطقة المجاورة والتواءه، مما يؤدي بدوره إلى تشويه الجزء المقطوع.
لتجنب مشكلة ضعف نتائج القطع بسبب التوصيل الحراري السريع للألومنيوم، يمكن حلها عن طريق ضبط معلمات قطع الألومنيوم بالليزر الماكينة، والتسخين المسبق للوح الألومنيوم، واختيار معدات الطاقة المناسبة.
اللزوجة الذائبة المنخفضة
يتميز الألومنيوم بلزوجة منخفضة بعد صهره بالحرارة، وهو ما يصعب نفخه بعيدًا بواسطة الغاز المساعد، مما يؤدي إلى التصاق الخبث في القاع أو حواف القطع الخشنة. لتجنب هذا الموقف، يمكنك تعزيز غاز النفخ أثناء عملية القطع لتفجير الألومنيوم المذاب على سطح القطع بسرعة.
مزايا القطع بالليزر للألومنيوم
يُستخدَم الألومنيوم في كل جانب من جوانب حياتنا، مثل العلب، والأبواب والنوافذ المصنوعة من الألومنيوم المكسور، والأواني والمقالي، والأفران، والأغلفة المعدنية للإلكترونيات. هناك أيضًا العديد من الطرق لقطع ألواح الألومنيوم، مثل القطع بالمنشار، والقطع باستخدام الحاسب الآلي، وقطع الألومنيوم بالليزر.
مع وجود العديد من طرق القطع، لماذا قطع الألومنيوم بالليزر تستخدم على نطاق واسع؟ هذا بالتأكيد لأنه يتمتع بالعديد من المزايا الفريدة.
المعالجة غير التلامسية
يتمثل أحد أكبر الاختلافات بين القطع بالليزر والقطع باستخدام الحاسب الآلي والقطع بالمنشار والطرق الأخرى في أن القطع بالليزر هو قطع بدون تلامس. هذا يعني أيضًا أن المادة لا تتشوه عند قطع صفيحة أو أنبوب الألومنيوم بالليزر، حتى لو كانت رقيقة مثل أقل من 1 مم.
يتم القطع بالليزر دون تلامس من خلال تسليط شعاع ليزر مركّز على سطح المادة المراد قطعها، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المادة على الفور ويتسبب في ذوبانها أو تبخرها. وهذا يعني أيضًا أن القطع بالليزر بالألومنيوم لا ينتج عنه تآكل للأدوات، مما يقلل من المواد المستهلكة في هذا المجال.
ألومنيوم مقطوع بالليزر بدقة عالية
بالمقارنة مع القطع بالنفث المائي أو القطع بالبلازما، يمكن أن تصل دقة تحديد المواقع لقطع الألومنيوم بالليزر إلى ± 0.05 مم، أو حتى ± 0.03 مم، ويمكن التحكم في عرض الشق عند 0.1-0.3 مم (ما يعادل عرض خصلتي شعر). إنه أكثر ملاءمة للصناعات التي تتطلب دقة قطع عالية، مثل قطع حلقة الألومنيوم لكاميرا iPhone مثل المعالجة الدقيقة.
سرعة قطع سريعة
قطع نفس سمك الألومنيوم، وخاصة الألومنيوم الرقيق، فإن القطع بالليزر أسرع من القص والنشر والقطع بالبلازما وما إلى ذلك. يمكن أن تصل سرعة قطع الألومنيوم بسمك 3 مم مع آلة قطع الألومنيوم بالليزر 6KW بالليزر إلى 15 م / دقيقة، في حين أن سرعة القطع بالبلازما هي 3 م / دقيقة فقط، أي 1/5 من القطع بالليزر.
تصميم مضاد للانعكاس
سيؤدي قطع الألومنيوم بالليزر عالي الانعكاسية إلى انخفاض استخدام الطاقة وخطر تلف المعدات. لحل هذه المشكلة، تم تجهيز العديد من الشركات المصنعة لآلات القطع بالليزر بعازل الضوء المرتجع، والذي يمكن أن يحجب 99% من الضوء المنعكس، مما يقلل بشكل فعال من الضرر الذي يلحق بالليزر من قطع المواد العاكسة للغاية ويحسن تأثير القطع.
الإنتاج الذكي الرقمي
يُحدِث نظام التحميل والتفريغ الأوتوماتيكي لماكينة القطع بالليزر مع الفحص البصري بالذكاء الاصطناعي ثورة في طريقة إنتاج معالجة الألومنيوم، والتي يمكن أن تحقق إنتاجًا غير مأهول على مدار 24 ساعة دون انقطاع.
الطرق الرئيسية لقطع الألومنيوم عالي الجودة بالليزر
عند رؤية هذا، أنا متأكد من أنك تعرفت على المعرفة المتعلقة بالألومنيوم وفوائد القطع بالليزر. في هذا القسم، سيتم تقديم طرق فعالة لقطع الألومنيوم بدقة عالية.
قوة المعدات وسرعة القطع
نظرًا للتوصيل الحراري السريع للألومنيوم وحقيقة أنه ليس من السهل أن يتم نفخه بعد الصهر، يجب الانتباه إلى مطابقة قوة المعدات مع سرعة القطع عند القطع بالليزر. فالسرعة السريعة جدًا ستؤدي إلى قطع أو خبث معلق في الأسفل، بينما ستؤدي السرعة البطيئة جدًا إلى الإفراط في الاحتراق وشق واسع جدًا.
في قطع صفيحة الألومنيوم الرقيقة أقل من 3 مم يمكن أن يكون القطع عالي السرعة (10-25 م/دقيقة) مع نبض عالي التردد لتجنب تراكم الحرارة. عند قطع الألومنيوم الأكثر سمكًا من 6 مم، قلل السرعة بشكل مناسب واستخدم تعزيز الطاقة التدريجي لضمان اختراق الطاقة.
يمكنك معرفة أعلى نقطة سرعة كفاءة للقطع الخالي من النتوءات عن طريق اختبار معايرة القطع، وعادةً ما تكون 70-80% من السرعة المحددة.
المعالجة المسبقة للمواد
تؤثر حالة سطح الألومنيوم بشكل مباشر على معدل امتصاص الليزر، إذا سمحت الظروف، فمن المستحسن إجراء المعالجة المسبقة، مثل إزالة طبقة الزيت وطبقة الأكسدة على سطح الألومنيوم، ورش الطلاء غير اللامع على الألومنيوم المرآة وغيرها من الطرق لتحسين امتصاص الألومنيوم لليزر.
الغاز الإضافي
يتم استخدام الغاز الإضافي لتفجير الخبث المتبقي وحماية العدسة وزيادة سرعة القطع. عندما قطع الألومنيوم بالليزر، يمكن استخدام النيتروجين للحصول على نتائج قطع أفضل. وذلك لأن النيتروجين غاز خامل ولن يتفاعل مع الألومنيوم. وعلاوة على ذلك، يمكن للنيتروجين عالي الضغط أن ينفخ الألومنيوم المنصهر بفعالية، مما يؤدي إلى تجنب تكوين نتوءات من تكثف الخبث وبالتالي تحسين جودة سطح القطع.
مراقبة جودة القطع
المراقبة في الوقت الحقيقي هي جوهر ضمان جودة القطع. يجب أن يُظهر تجمع الذوبان العادي بلازما زرقاء مستقرة، إذا كان هناك سيف متطاير أو وميض يحتاج إلى ضبط المعلمات.
يجب أن يكون طول شعاع الشرارة الخلفي 20-40 مم، إذا كانت الشرارة قصيرة جدًا، فهذا يعني أن الطاقة غير كافية، وإذا كانت طويلة جدًا، فهي سريعة جدًا ولا تقطع.
العيوب الشائعة في معالجة القطع
|
ظاهرة العيب |
الأسباب المحتملة |
الحلول |
|
خبث معلق في الأسفل |
عدم كفاية ضغط الغاز/فوهة الغاز المسدودة |
تنظيف الفوهة وزيادة الضغط بمقدار 0.2 ميجا باسكال |
|
درز القطع عريض في الأعلى وضيق في الأسفل |
يتم إزاحة موضع النقطة البؤرية |
إعادة معايرة النقطة البؤرية (± 0.05 مم) |
|
اسوداد سطح القطع |
الأكسجين المختلط / السرعة بطيئة جداً |
تحقق من ضيق الغاز وزيادة السرعة بمقدار 10% |
الأسئلة الشائعة
نعم، بالطبع! القطع بالليزر هو الخيار الأنسب إلى حد بعيد. ويستخدم على نطاق واسع في صناعة معالجة الألومنيوم بسبب دقته العالية وسرعته وملاءمته للبيئة وفعاليته من حيث التكلفة.
يعتمد سعر آلة قطع الألومنيوم بالليزر على عدة عوامل مثل نوع الليزر وقوة الليزر وعرض المعالجة وما إلى ذلك.
بشكل عام، يتميز الألومنيوم المقطوع بالليزر CO2 بهيكل بسيط ويركز بشكل أساسي على الطاقة المنخفضة، وهو أسهل في الحصول عليه وأقل تكلفة.
قطع الألومنيوم بالليزر الليفي لديها المزيد من الطاقة وعرض المعالجة، وأكثر ملاءمة للاستخدام الصناعي، وأكثر تكلفة. يجب تحديد سعر قطع الألمنيوم بالليزر المحدد بالليزر وفقًا للتكوين المحدد.
|
الطاقة |
السُمك |
سرعة القطع (النيتروجين) |
|
1-2 كيلو واط |
1 مم |
15-25 م/دقيقة |
|
4-6 كيلو واط |
6 مم |
3-6 م/دقيقة |
|
8-12 كيلو وات |
15 مم |
0.8-1.5 م/دقيقة |
الألومنيوم المقطوع بالليزر مقابل الألومنيوم المقطوع باستخدام الحاسب الآلي
انظر هنا، ربما يكون لديك الكثير من الأسئلة بين القطع بالليزر والقطع باستخدام الحاسب الآلي، وسيتم مقارنة ما يلي من سمك القطع والكفاءة وتكاليف الاستثمار ونتائج القطع.
سُمك القطع
نظرًا لارتفاع الموصلية الحرارية للألومنيوم، فإن الليزر أكثر ملاءمة لقطع الألواح متوسطة السماكة مثل الشاسيه والمشتتات الحرارية، بينما يعد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مناسبًا لقطع أجزاء الألومنيوم فائقة السماكة، مثل فراغات القوالب.
خفض الكفاءة
نظرًا لأن القطع باستخدام الحاسب الآلي عبارة عن تفريز متعدد الطبقات، إلى جانب أن طريقة القطع باستخدام الحاسب الآلي هي طريقة قطع تلامسية، فإن تآكل الأداة أسرع، وتحتاج إلى تغيير السكين بشكل متكرر وبالتالي ستكون سرعة القطع بطيئة نسبيًا.
القطع بالليزر في قطع الألومنيوم الرقيق، وأسرع سرعة تصل إلى 20 م/دقيقة، ومعالجة غير متصلة، لا حاجة لتغيير الأداة، في عدد كبير من كفاءة القطع المسطح.
تكلفة المعدات
القطع بالليزر بدون مواد مستهلكة باهظة الثمن، وتكلفة الشراء، وتكاليف الصيانة المتابعة منخفضة. آلة القطع باستخدام الحاسب الآلي في عملية المعالجة، وتآكل الأداة وتلفها بشكل أسرع، والحاجة إلى الاستبدال المتكرر، إلى جانب المعالجة باستخدام الحاسب الآلي للدرز المقطوع أكبر، وفقدان المواد الخام أكثر. على المدى الطويل، فإن القطع باستخدام الحاسب الآلي ليس فعالاً من حيث التكلفة مثل آلة القطع بالليزر الألومنيوم.
الخاتمة
على الرغم من أن القطع بالليزر للألومنيوم يواجه تحديات مثل الانعكاسية العالية والتوصيل الحراري السريع، إلا أنه يمكن تحقيق القطع عالي الجودة بشكل كامل من خلال إعداد المعلمات العلمية والتحكم المتقدم في عملية المعالجة المسبقة للمواد.
مع زيادة قوة ليزر الألياف الليزرية وتطوير تكنولوجيا المراقبة، فإن قطع الألومنيوم بالليزر يخترق حدود السماكة والدقة، ويصبح عملية رئيسية في مجال الطيران والإلكترونيات والسيارات وغيرها من المجالات.
اتصل بنا للحصول على أفضل حلول قطع الألومنيوم بالليزر!
تلتزم XT LASER بتوفير أنسب دعم لقطع الألومنيوم بالليزر لعملائنا. لدينا فهم عميق لاحتياجات المعالجة المختلفة لكل عميل، مما يضمن حصول كل عميل على الحل الأكثر إرضاءً.
إذا كانت لديك احتياجات محددة، يُرجى الاتصال بفريقنا المحترف للحصول على عرض أسعار مجاني ومخصص.
Arabic 
English 
French 
Turkish 
Spanish 
Portuguese 
Czech 
Polish 
German 
Korean 
Japanese 
Greek 
Ukrainian 
Indonesian 
Italian 
Finnish 
Dutch 
Swedish 
Romanian